Produktion av svetsade ramar med hög precision för produktionslinjer
Forskning Jaroslav Miklušák - MECASYS, Matúš Madleňák - MECASYS Technology, Pavol Gužík - MECASYS Design, Dominik Zilka - MECASYS CAM Program
Sammanfattning
Vi utformar och tillämpar tekniska processer som bygger på en kombination av värmebehandling och 5-axlig CNC-fräsning vid tillverkning av bärande precisionsramar för höghastighetsmaskiner.
Vi ser till att kritiska dimensionstoleranser upprätthålls med en maximal avvikelse på 0,01 mm på en längd av 930 mm.
De toleranser som krävs (t.ex. koaxialitet upp till 0,015 mm, vinkelräthet upp till 0,01 mm, parallellitet upp till 0,012 mm) är nödvändiga för att uppnå hög kvalitet och tillförlitlighet hos kundens slutprodukt. Stödramarna är den grundläggande strukturella plattformen på vilken maskinens övriga funktionella element sedan monteras.
Genom att noggrant planera och optimera alla processteg har MECASYS säkerställt att varje process bidrar till att uppnå hög precision och repeterbarhet. Genom att följa en beprövad process garanterar vi en jämn kvalitet på varje tillverkad detalj.
Beskrivning av problemet
En schweizisk tillverkare av förpackningsmaskiner kontaktade oss med ett krav på att tillverka en svetsad ram med hög precision för produktionslinjer som tillverkar förpackningar för läkemedels- och livsmedelssegmenten, med mycket snäva måttoleranser. Han hade tidigare arbetat med ett antal leverantörer runt om i Europa, men hade gång på gång stött på problem - de kunde inte garantera att de kritiska måtten var exakta, vilket ledde till produktionsförseningar och komplikationer vid monteringen av hans slututrustning.
Efter att ha tagit emot den tekniska dokumentationen analyserade vi uppdraget noggrant och tog fram ett förslag på en produktionslösning. Kunden verifierade sedan vår tekniska kapacitet och tillverkningskapacitet, inklusive tillgänglig teknik, mätutrustning (CMM) och interna kvalitetsrutiner. Efter en lyckad validering av vår kapacitet fick vi en order på tillverkning av ett testprov.
Redan från början stod det klart att projektet krävde en exceptionellt exakt metod - inte bara på grund av de strikta toleranserna (t.ex. vinkelräthet inom 0,01 mm, koncentricitet inom 0,015 mm, parallellitet inom 0,012 mm), utan också på grund av samspelet mellan dessa krav. Varje tekniskt steg måste planeras noggrant för att eliminera risken för felaktigheter.
Lösning
I förprojektfasen, innan implementeringen påbörjades, analyserade MECASYS noggrant kundens specifika krav och de dokument som lämnats in. Samtidigt identifierades också kundens dolda förväntningar noggrant.
Genom att analysera den befintliga situationen, kundens dokument och uppfattning om deras förväntningar optimerade MECASYS de tekniska procedurerna och processerna för tillverkning av bärande ramar för höghastighetslinjer för att uppnå det uppsatta målet - högre effektivitet, produktivitet och kvalitet i produktionen, inte bara med avseende på säkerhet och kostnadsbesparingar, utan också genom att ta hänsyn till andra viktiga aspekter.
Baserat på analysen av kritiska punkter skapade MECASYS-teamet flera scenarier för produktionsprocessen, som utvärderades med avseende på tekniska risker och deras inverkan på den resulterande noggrannheten. I denna process har vi använt oss av MECASYS Labs erfarenhet, som vi fått genom att delta i globala projekt för produktion av kritiska komponenter för olika industrisegment, t.ex. läkemedel, flyg och bygg.
En av de viktigaste frågorna som måste hanteras var deformationen av strukturen efter svetsning och de inre spänningarna i stödramen före spånbearbetning.
Förutom själva tillverkningsprocessen utformade vi också steg för att verifiera den faktiska konstruktionen med de erforderliga dimensionerna och deras toleranser. Dessa verifieringssteg med CMM-mätutrustning ingick i tillverkningsprocessen och vi fastställde identiska uppriktningar på 5-AX CNC-fräsmaskiner och för CMM-mätningar på HEXAGON METROLOGY Global S-series-maskiner.
Löpande verifiering och samråd med de ansvariga teamen säkerställde att kvalitetsmålen och dimensionsparametrarna uppfylldes.
Efter att ha planerat och optimerat de tekniska, produktions- och mätmässiga operationerna gick vi vidare till realiseringen av prototypen. Under realiseringen följde vi systematiskt de föreslagna stegen, särskilt de föreskrivna tekniska justeringarna mellan varje operation - värmebehandling, ytbehandling före maskinbearbetning, kontinuerlig dimensionell verifiering och slutliga ytbehandlingsprocesser för att uppnå produktens slutliga tillstånd.
I MECASYS har vi utformat och implementerat en teknisk process med svetsning, värmebehandling, 5-AX CNC-bearbetning och verifiering av funktionella dimensioner för att uppnå den erforderliga noggrannheten på 0,01 mm med slutlig ytbehandling. En del av processen var också valideringen av de uppnådda parametrarna med kunden, som ägde rum före exporten av den realiserade produkten.
Efter 8 veckors systematiskt arbete och utveckling överlämnade vi den färdiga prototypen till kunden, som uppfyllde alla kriterier utan behov av ytterligare modifieringar. I exporten ingick också utbyte och delning av kvalitetsinformation med kunden, i synnerhet intyg om kontroll av mått, värmebehandling, material och efterlevnad av föreskrivna processer.
Resultat och fördelar
Genom att tillämpa det föreslagna förfarandet och ett systematiskt metodologiskt tillvägagångssätt uppnådde vi:
1. Uppfyller kundens kriterier för noggrannheten hos den svetsade stödramen för höghastighetslinjen, särskilt vinkelrätheten inom 0,01 mm, koaxialiteten inom 0,015 mm och parallelliteten inom 0,012 mm.
2. Verifiering av tillförlitligheten i hela produktionsprocessen med garanterad repeterbarhet av resultaten i framtiden.
3. Eliminering av produktionsstopp och glidning vid montering hos kunden.
4. Minska kostnaden för den första kvalitetsverifieringen av en kritisk komponent genom att kontinuerligt utbyta och dela kvalitetsdata från CMM-mätningar.
Slutsats
Ett projekt för att producera en svetsad ram med hög precision för en schweizisk kund har bekräftat MECASYS tekniska och processmässiga mognad. Det framgångsrika genomförandet av ett krävande uppdrag - inklusive efterlevnad av toleranser i mikrometerområdet och omfattande produktionsvalidering - bevisar att även extremt stränga tekniska krav kan uppfyllas med en hög grad av repeterbarhet.
Baserat på en exakt dokumenterad och beprövad procedur kan vi säkerställa upprepad produktion utan behov av en ny installation. Kunden kan därmed vara säker på en jämn kvalitet för framtida beställningar.
Vårt tillvägagångssätt, som bygger på detaljerad analys, egen utveckling av teknikscenarier, precisionstillverkning och kontrollerad CMM-verifiering, gjorde det möjligt för kunden att få en komponent som:
- avsevärt minskade risker under installationen,
- eliminerade den extra kostnaden för den inledande kontrollen,
- säkerställt en tillförlitlig drift av sina högpresterande linjer.
Denna erfarenhet har också fört oss framåt när det gäller att förena och optimera tekniska processer för krävande och verksamhetskritiska applikationer.
MECASYS är redo att överföra denna erfarenhet till andra projekt där precision, stabilitet och tillförlitlighet är avgörande faktorer.
Dina behov, vår expertis
Letar du efter en partner som kan hantera den höga precisionen på 0,01 mm vid tillverkning av grundläggande maskinramar på upp till 400 kg och 1000 mm i storlek?
MECASYS kommer att konstruera och leverera de maskiner du behöver - tillförlitligt, flexibelt och i enlighet med de krävande kraven i din produktion.
Ingen del av denna publikation får reproduceras i någon form eller på något sätt, vare sig elektroniskt, mekaniskt, genom fotokopiering, inspelning, skanning eller på annat sätt, lagrad i ett hämtningssystem, förutom med skriftligt tillstånd från rättighetsinnehavaren. Begäran om tillstånd ska ställas till MECASYS s.r.o., Oravská Polhora 1117, 029 47 Oravská Polhora, Slovakien.
Alla rättigheter förbehålls, inklusive rätten att reproducera hela eller delar av publikationen i vilken form som helst. Vissa delar av denna publikation kan användas under licens från tredje part och kan vara föremål för andra begränsningar av användningen.
Referenser
AAH Plast
AAH Plastics kontaktade oss med ett behov av att utveckla, konstruera och implementera en monteringsenhet direkt i en formsprutningsmaskin för att automatisera monteringen av metallbussningar i en plastdetalj.
Eurostyle Systems France
Eurostyle Systems kontaktade oss med ett behov av att utveckla och konstruera en kontrollfixtur för att säkerställa produktionsprocessen baserat på kundens krav och specifikationer.
Air International Termisk
Air International Thermal kontaktade oss med ett krav på att utveckla, konstruera och implementera en anordning för att förvärma fläktpropellern i ett luftkonditioneringssystem för motorfordon vid den punkt där elmotorns axel trycks in.
Jasplastik
Jasplastik kontaktade oss med kravet att skapa en enhet för sammanfogning av två PVC-delar med hjälp av ultraljud.
Magna Slovteca
Magna Slovteca kontaktade oss med ett behov av att konstruera och tillverka vibrationsjiggar för sin egen interna utveckling och stabilitetstestning av backspeglar.
ITW Automotive
ITW Automotive kontaktade oss med ett behov av att utveckla och konstruera en enhet för att mäta och utvärdera rörelsekrafterna hos monterade komponenter. Denna automatisering kommer att påskynda produktionsprocessen och säkerställa att processen kan upprepas.
Novares
Novares kontaktade oss med ett behov av att utveckla och konstruera en komplett uppsättning inspektionsjiggar för att säkerställa produktionsprocessen baserat på kundens krav och specifikationer.
SAS Automotive
SAS Automotive kontaktade oss med ett behov av att utveckla, konstruera och implementera en skärmaskin i en befintlig linje för automatiserad skärning av instrumentbrädesfästen i plast för ett VW-, AUDI- och Porsche-projekt.
Termoplast
Thermoplastik kontaktade oss med ett behov av att konstruera och tillverka rivjiggar för deras egen interna utveckling och testning av plastformar.
UPT
UPT kontaktade oss med ett krav på att skapa en elcentral för ett passiveringslinjeprojekt. Växelns roll kommer att vara att leverera värmeelementen och deras reglering med avseende på temperatur och vätskenivå.
Eurostyle Systems - Slovakia
Eurostyle Systems kontaktade oss med ett behov av att utveckla och designa en mätfixtur som skulle effektivisera och automatisera produktionen.
Inalfa Roof Systems
Inalfa Roof Systems Slovakia kontaktade oss för att utveckla och konstruera en enhet som skulle använda ett skanningssystem för att styra användningen av rätt kemiska formuleringar för specifika delar och deras tillhörande arbetsflöden.
Nanogate
Nanogate kontaktade oss med ett behov av att utveckla och designa en mätfixtur som skulle hjälpa dem att producera de nödvändiga komponenterna mer effektivt.
RAMA BOHEMIA
RAMA BOHEMIA kontaktade oss med ett behov av att utveckla och konstruera en enhet för ett enda ändamål vars uppgift skulle vara att limma dubbelsidig självhäftande tejp på en PVC-del. Med den här utrustningen kunde de uppnå repeterbar noggrannhet och högre kvalitet på tejpens vidhäftning.