Noggrann inspektion av detaljer med tonvikt på utvärdering av de geometriska dimensionerna hos kritiska detaljer
Forskning: Jaroslav Miklušák - MECASYS, Matúš Madleňák - MECASYS Teknik, Pavol Gužík - MECASYS Design, Dominik Zilka - MECASYS CAM-program
Sammanfattning
MECASYS kontaktades av en ledande internationell tillverkare av plastkomponenter för fordonsindustrin, med tillverkningsanläggningar i 22 länder, för att tillgodose behovet av noggrann och tillförlitlig kontroll av produkternas dimensionsstabilitet. Den största utmaningen var att konstruera och utveckla mätjiggar som skulle möjliggöra repeterbara mätningar av viktiga geometriska parametrar utan att avbryta pågående serieproduktion.
Syftet med projektet var att säkerställa en noggrann inspektion av detaljer, med tonvikt på att utvärdera de geometriska dimensionerna för kritiska detaljer, och därigenom förbättra kvaliteten på produktionen och minimera tillverkningsvariationerna.
MECASYS levererade mätjiggar med hög precision som förbättrade inspektionseffektiviteten, minskade risken för fel och även bekräftade företagets tekniska kompetens när det gäller att hantera utmanande projekt för fordonsindustrin.
Beskrivning av problemet
Kunden hade upprepade problem med kvaliteten på detaljerna, vilket berodde på att de tidigare leverantörerna inte hade haft någon exakt dimensionskontroll. Dessa felaktigheter ledde till produktionsförseningar och komplikationer vid monteringen av fordonet. MECASYS kontaktades för att konstruera specialiserade mätjiggar som garanterat skulle vara produktionskompatibla, exakta och samtidigt lätta att integrera i befintliga inspektionsprocesser.
Ett av de viktigaste tekniska kraven var att simulera den faktiska fastspänningen av delarna när de skulle monteras i fordonskarossen. Jiggarna baserades därför på exakta 3D-data av karossen och kompletterades med modeller av intilliggande delar för att möjliggöra verifiering av positionering, trimning och geometriska begränsningar. För att säkerställa en felfri hantering av delarna integrerades en speciell klämmekanism i konstruktionen för att möjliggöra säker och repeterbar isättning och borttagning av delar utan att skada referenspunkterna.
Varje fixtur har utformats för att möjliggöra mätning av flera kontrollpunkter med avböjningsmätare samtidigt som den är fullt kompatibel med koordinatmätmaskiner (CMM), inklusive tillgång till fördefinierade mätpositioner.
MECASYS genomförde produktionen i en kontrollerad miljö och använde CMM-teknik även under produktionsfaserna. Alla fixturer kontrollerades på HEXAGON METROLOGY-maskiner och konstruktionen verifierades i en 3D-miljö, vilket gjorde det möjligt att garantera hög noggrannhet och repeterbarhet.
De resulterande jiggarna minskade avsevärt stilleståndstiden under monteringen, eliminerade behovet av ytterligare inspektioner och säkerställde en smidig uppstart av serieproduktionen.
Lösning
Genomförandet av projektet inleddes med en grundlig konstruktion av mätjiggarnas mekaniska design i SolidWorks-programvaran, där de mekaniska egenskaperna simulerades och formen på strukturelementen optimerades. Efter att kunden godkänt den föreslagna konstruktionen flyttades den förberedda dokumentationen till produktionsfasen - CNC-bearbetning på fleraxliga bearbetningscentra i MECASYS egen maskinpark, som möjliggör högprecisionsbearbetning av komplexa geometrier.
De enskilda komponenterna i de föreslagna mätjiggarna monterades ihop till den slutliga mätjiggen och jiggen genomgick därefter en utdatakontroll, inklusive CMM-mätning och repeterbarhetsanalys (MSA), som bekräftade att den erforderliga tillförlitligheten och repeterbarheten uppnåddes vid användning av denna mätare. Genom att använda ett modulärt designkoncept kunde inspektionslösningen flexibelt anpassas till olika typer av delar, samtidigt som hela kvalitetsverifieringsprocessen påskyndades.
Det tekniska sammanhanget för lösningen:
Den lösning som MECASYS har utvecklat svarar också mot bredare trender inom fordonsindustrin, där exakta och flexibla mätsystem spelar en nyckelroll i digitaliseringen och automatiseringen av produktionen.
Fordonsindustrin står under ständig press att förbättra kvaliteten, minska produktionskostnaderna och förkorta cykeltiderna. Idag är flexibla och skalbara mätlösningar avgörande för att förbli konkurrenskraftiga och snabbt kunna reagera på produktförändringar eller regulatoriska krav.
Konkurrensfördelar:
MECASYS erbjuder lösningar som övervinner begränsningarna med traditionella metoder genom modulära designkoncept, avancerad 3D-teknik och automatisering av inspektionsprocesser. Mätjiggar i en modulär arkitektur kan enkelt utökas eller anpassas, vilket minimerar investeringskostnaderna och eliminerar stilleståndstid vid ändring av produktionsprogram.
Testning och validering:
Varje mätfixtur testades på toppmoderna koordinatmätmaskiner av typen CMM Global S från HEXAGON METROLOGY. Verifiering av varje komponent och hela jiggen säkerställde hög noggrannhet och repeterbarhet för mätningarna samtidigt som de följde de strängaste internationella standarderna.
Användningen av CMM-teknik möjliggör automatiserad mätning i fem axlar samt kontinuerlig mätning av profilytor. Dessa processer eliminerar mänskliga fel och möjliggör detaljerad inspektion av även komplexa geometrier - utan behov av specialfixturer.
Resultat och fördelar
Genom att implementera mätjiggar designade av MECASYS uppnådde kunden en betydande förbättring av kvaliteten och stabiliteten i produktionsprocessen. Tack vare de precisionskonstruerade och modulärt utformade jiggarna kunde alla dimensionskrav inom toleranser på 0,01 mm uppfyllas samtidigt som de interna processerna optimerades.
Viktiga fördelar inkluderar:
1. Noggrannhet inom 0,01 mm: alla geometriska parametrar uppnåddes stabilt utan behov av ytterligare korrigeringar.
2. Mätningens repeterbarhet: Tack vare CMM-inspektion och MSA-analys har formuleringarnas förmåga att ge konsekventa resultat i serieproduktion bekräftats.
3. Minskade fel: noggrann mätning och validerad fastspänning av detaljer eliminerar dimensionsvariationer i produktionen.
4. Snabb driftsättning: digital design och verifiering i en 3D-miljö möjliggjorde smidig driftsättning utan produktionsavbrott.
5. Besparingar på inspektionskostnader: Kontinuerliga CMM-mätningar och gemensam dokumentation har eliminerat behovet av upprepade inledande inspektioner hos kunden.
6. Beredskap för framtida utveckling: Fixturernas modulära arkitektur möjliggör flexibel anpassning när produkter eller kontrollpunkter förändras.
Dessa resultat har inte bara stärkt tillförlitligheten i produktionsprocessen, utan även kundens förtroende för MECASYS tekniska lösningar.
Slutsats
Projektet för en kund inom fordonsindustrin belyste MECASYS kapacitet inom konstruktion och tillverkning av fixturer för precisionsmätning. I början av projektet låg tonvikten på detaljerad 3D-modellering och digital validering av koncept med hjälp av SolidWorks-programvaran, vilket gjorde det möjligt att optimera utformningen av jiggar före den slutliga produktionen. Denna fas eliminerade behovet av fysisk prototyptillverkning och gjorde det möjligt att upptäcka och eliminera potentiella brister i ett tidigt skede.
Tack vare modulära element och exakt utförande av mätjiggarna uppnådde kunden jämn kvalitet och effektivitet. Kontroll av avvikelser med hjälp av CMM-teknik säkerställde hög tillförlitlighet och minimerade tillverkningsfel.
MECASYS mätjiggar möjliggör exakt fastspänning och inspektion av plastdetaljer med minimala avvikelser. Deras robusta konstruktion och kompatibilitet med koordinatmätmaskiner har förbättrat produktionsprocesserna avsevärt.
Efterföljande produktion i fleraxliga CNC-maskiner och noggrann kvalitetskontroll via koordinatmätmaskiner (CMM) säkerställde att resultaten var korrekta och konsekventa. En CMM-utmatningsrapport och MSA-analys togs fram för varje mätfixtur, vilket garanterade kunden erforderlig noggrannhet och repeterbarhet i produktionen. Dessa åtgärder bidrog till att minska antalet fel, påskynda inspektionsprocesserna och öka produkttillförlitligheten.
Med det här projektet uppfyllde MECASYS inte bara kundens specifika krav, utan visade också sin förmåga att tillhandahålla kundanpassade lösningar som uppfyller stränga kvalitetsstandarder. Detta stödde kundens tillväxt och konkurrenskraft på marknaden. Mot bakgrund av de aktuella trenderna inom fordonsindustrin, där tonvikten ligger på digitalisering, automatisering och flexibilitet, utgör MECASYS lösningar en strategisk fördel för framtida utveckling och framgång på den globala marknaden.
Dina behov, vår expertis
Letar du efter en partner som kan hjälpa dig att säkerställa exakta och repeterbara mätningar med toleranser på 0,01 mm?
MECASYS konstruerar och levererar kundanpassade mätjiggar - tillförlitligt, flexibelt och i enlighet med de höga 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.