Британская компания 3T Additive Manufacturing Ltd. (3T-am) сократила время настройки деталей с пяти часов до 10 минут, внедрив автоматизированный производственный процесс, включающий инструментальный датчик от Renishaw PLC и программное обеспечение для настройки деталей от Metrology Software Products Ltd. (MSP). Этот автоматизированный процесс позволяет 3T-am настраивать и выравнивать партию деталей в течение дня и работать без присмотра ночью.

 

Чтобы удовлетворить потребительский спрос, фирма аддитивного производства (AM) должна была расширить свои возможности. Для этого компания осуществила значительные инвестиции в две пятиосные ЧПУ и координатно-измерительную машину (Ким). Несмотря на эту дополнительную инвестицию, каждая деталь по-прежнему требовала ручной настройки. Это часто вело к работе в незапланированные сверхурочные смены для выполнения срочных заказов. Для компании стало крайне важно решить вопросы, связанные с процессами наладчки.

 

 

Правильно в первый раз

Проблема правильного изготовления деталей АМ с первого раза заключается в том, эти часто сложные формы не имеют ортогональных поверхностей, на которых можно было бы расположиться, что затрудняет достижение точных выравниваний. Кроме того, процесс сборки AM может привести к искажению деталей, а это означает, что их конечная форма часто незначительно отличается от исходной модели САПР.

 

В прошлом 3T-am вручную находил деталь в креплении, чтобы обеспечить правильное выравнивание. Тестовые точечные разрезы были сделаны для визуального выявления позиционной ошибки. Затем либо деталь снова регулировалась вручную, либо вносились изменения в программу обработки. Этот ручной процесс настройки занимал примерно пять часов на каждую деталь, но более сложные детали могли занять целый день.

 

После того, как исходная деталь была подвергнута механической обработке, производилась проверка первой детали. Для сложной детали можно было бы проверить 67 (или более) размеров. Только на этом этапе будут обнаружены ошибки, приводящие к необходимой корректировке процесса настройки. Даже если бы процесс проверки прошел, станок оставался бы неиспользованным в ожидании результатов проверки.

 

Еще одна проблема, связанная с длительным процессом настройки, заключалась в том, что рабочие места передавались между операторами и инженерами, сменяющимися сменами, что приводило к обширной и технической передаче функций для обеспечения безопасности выравнивания. Для более сложных деталей использовался метод «одна работа, один человек», чтобы избежать пропуска ключевой информации, что приводило к зависимости от одного человека и их сменной доступности для изготовления детали. Это иногда приводило к чрезмерным сверхурочным работам и давлению на работников.

 

Ручная настройка была сопряжена с высоким риском, а рабочие имели повышенный стресс . Они  нервничали, когда готовая деталь отправлялась на проверку, так как их дневная работа могла быть уничтожена, и им нужно будет сделать перестройку одной детали и ускорить ее производство, чтобы гарантировать, что она будет изготовена вовремя. Это была очень большая проблема.

 

 

Автоматизация настройки

3T-am обратилась к Renishaw и MSP, чтобы они помогли сократить время настройки, улучшить качество и автоматизировать процессы, чтобы в полной мере использовать свою систему смены поддонов для производства и максимизировать производительность обработки.

 

Высокоточный датчик станка omp600 компании Renishaw и программное обеспечение MSP NC-PerfectPart позволяют компании 3T-am выявлять и исправлять ошибки в позиционировании деталей и производительности станка перед обработкой. Наряду с преимуществами автоматизированной настройки рабочих мест, OMP600 предлагает возможность измерения сложной геометрии 3D-деталей и в сочетании с программным обеспечением MSP автоматизирует процессы обработки и практически исключает возможность человеческой ошибки.

 

NC-PerfectPart оценивает геометрические характеристики станка, чтобы убедиться,что он откалиброван и корректен в пятиосевом движении. Это подтверждает, что каждый аспект работы датчика и станка находится в пределах установленных допусков до установки деталей и механической обработки, чтобы гарантировать, что детали могут быть точно изготовлены.

 

Деталь надежно загружается в ЧПУ, и программное обеспечение затем измеряет деталь, чтобы рассчитать наилучшее выравнивание в шести степенях свободы. Контроллер автоматически обновляется, чтобы компенсировать расхождение между физическим расположением детали и номинальной программой обработки, чтобы гарантировать, что путь обработки происходит там, где находится реальная деталь. Это исключает необходимость ручного крепления и регулировки детали. Любые ошибки смещения автоматически удаляются, и время, необходимое для выравнивания или определения местоположения детали, значительно сокращается.

 

Эти же измерения затем используются программным обеспечением для проверки состояния поставляемой детали. Он осуществляет отчет о проверке перед механической обработкой, который показывает, есть ли отклонения или недостаточно материала для создания хорошей детали или доработки в областях, которые должны быть в последствии обработаны. Это генерируется до начала любой механической обработки, так что процесс обработки деталей может быть остановлен с самого начала, если присутствуют какие-либо условия ошибок подачи.

 

Возможность NC-PerfectPart автоматизировать выравнивание деталей и проводить измерения при любой ориентации инструмента, в любом направлении также позволяет цеху использовать универсальные рабочие захваты. Это устраняет необходимость в дорогостоящих установочных приспособлениях и позволяет использовать одно и то же приспособление для нескольких деталей.

 

В конце процесса деталь может быть проверена на станке с помощью NC-PerfectPart до того, как она будет снята с приспособления, и отчет о проверке после механической обработки подтверждает, что деталь была обработана в пределах допуска. Это уменьшает зависимость от наладчика и автоматизирует процесс контроля.

 

3T-am также инвестировала средства в модус MSP NC-Inspect для создания программ выравнивания и инспекционного измерения. Этот продукт был специально разработан для совместимости с NC-PerfectPart, что позволяет быстрее и проще создавать программы измерения. Они могут быть созданы в автономном режиме, чтобы ограничить количество простоев ЧПУ.

 

Уверенность в себе для комплекса

Экономия, которую 3T-am испытала, перейдя от ручного процесса выравнивания деталей к автоматизированному, дала компании уверенность в том, что она завершит настройку и выравнивание для полной партии в станке в течение дня и оставит станок работать всю ночь для полной автоматизации 24/7.

 

 

Теперь для настройки деталей можно использовать одну смену. Поскольку программное обеспечение подтверждает правильность всех выравниваний, оператор может передать их лицу, продолжающему работать после него, с уверенностью, что детали будут обработаны в пределах допуска.