Почему контроль на станке является ключом к точной обработке

Для контроля качества деталей, обработанных на станках с ЧПУ, в большинстве механических мастерских используется координатно-измерительная машина. КИМ проверяет соответствие геометрии и размеров готовой детали исходному проекту, гарантируя, что заказчик не получит дефектные детали. Он выявляет даже самые незначительные ошибки и позволяет машинисту доработать неисправную деталь.

Однако для владельца механического цеха КИМ далеко не идеальное решение. Хотя этот вид контроля обеспечивает безопасность для клиента, он не гарантирует высокого уровня производительности для машиниста. Почему? Потому что выявление ошибок после обработки означает, что вы уже слишком поздно возмещаете затраты. Когда деталь должна быть переработана из-за того, что КИМ возвращает отрицательный результат, стоимость этой детали уменьшается вдвое. На это уходит вдвое больше ожидаемого времени, а также вдвое больше материала.

Альтернативным решением является проверка на станке с помощью измерительной системы станка. Измерительные системы станков — это измерительные устройства, установленные на самом станке с ЧПУ, которые используются для настройки деталей и измерения размеров во время и сразу после процесса обработки.

В этой статье объясняется, как мы используем контроль на станке в нашем цеху станков с ЧПУ и почему станочные цеха с ЧПУ должны последовать этому примеру.

1. Устранить узкое место КИМ

Ограничение контроля качества КИМ имеет существенные недостатки, и проблемы могут выйти за рамки простого удвоения трудозатрат и материальных затрат. В загруженном цеху любому станку с ЧПУ, скорее всего, будет назначена новая настройка, как только один набор деталей будет удален с рабочего стола. Если позже КИМ отбраковывает некоторые детали, оператору придется ждать, пока машина станет доступной, или, что еще хуже, прервать другую работу, а затем снова настроить машину. Отбракованные детали могут замедлить производство, создавая эффект домино, который задерживает многие заказы.

Кроме того, зависимость от КИМ может привести к длинным очередям, поскольку каждое задание в цеху требует проверки с одного и того же станка или группы станков. Включение контроля в сами станки с ЧПУ может уменьшить узкое место КИМ, поскольку бремя контроля может быть распределено между несколькими системами или, в некоторых случаях, полностью выполняться станком с ЧПУ.

2. Повысить эффективность

Использование КИМ обычно необходимо для контроля качества, особенно при прецизионной обработке, потому что он проверяет соответствие заготовок геометрическим и размерным характеристикам. Но контроль на станке не должен заменять КИМ; вместо этого он может работать отдельно или в тандеме с КИМ, чтобы повысить эффективность контроля и всего производственного цикла.

Измерительная система станка, смонтированная на шпинделе или револьверной головке станка, дает магазину многочисленные преимущества. Систему можно использовать для идентификации и настройки заготовок — процесс, который вручную может занять 10 минут, а с датчиком — всего несколько секунд, — и может измерять характеристики во время цикла обработки и сразу после него, когда заготовки еще находятся на рабочем столе.

Быстрая установка заготовок

Измерительная система также может выполнять такие задачи, как мониторинг состояния поверхности заготовки и запуск автоматической коррекции смещения. Кроме того, многие процедуры измерения не прерывают процесс обработки, поэтому проверка может выполняться без перерыва.

Датчики полезны, потому что они обнаруживают значительные ошибки на ранней стадии, что сразу же снижает потери и, если КИМ используется после этого, снижает вероятность того, что КИМ забракует деталь. Если используется КИМ, датчики также позволяют персоналу отдела контроля качества снизить частоту отбора проб. Например, они могут проверять одну из 50 деталей на КИМ вместо одной из 20, зная, что большинство возможных ошибок были бы обнаружены и исправлены датчиком на станке. Таким образом, введение проверки на станке может сократить общее время проверки, а также устранить узкое место в КИМ, ускорить отгрузку деталей и повысить производительность цеха.

Контроль в процессе обработки деталей

3. Повышение точности постобработки

Проверка на станке может быть полезна практически во всех случаях обработки с ЧПУ, значительно снижая вероятность того, что вам придется утилизировать неисправные детали. Однако системы датчиков особенно ценны при точной обработке литых или кованых деталей.

Механическая обработка деталей из заготовки из прессованного металла – это одно, а обработка кованых или литых деталей – совсем другое. Эти процессы металлообработки, как правило, приводят к незначительным различиям между единицами, поэтому крайне важно, чтобы станок с ЧПУ мог правильно калибровать каждую слегка отличающуюся деталь. Система датчиков на машине помогает машине делать это.

Система контроля на станке обеспечивает точность обработки в качестве вторичного процесса, даже когда между деталями имеются геометрические несоответствия. Это особенно полезно для деталей, изготовленных методом литья под давлением и литья по выплавляемым моделям.

4. Повышение точности пресс-форм

Инспекция на машине является особенно ценным активом при производстве форм для литья под давлением и других процессов литья. Датчики повышают точность обработки стержней и полостей, что приводит к улучшению качества формованных изделий и снижению потребности в последующей обработке пластиковых деталей, когда необходимо устранить дефекты, вызванные некачественными формами.

При изготовлении пресс-форм датчик на станке может быть полезен несколькими способами — до, во время и после обработки компонентов пресс-формы на станке с ЧПУ. Перед обработкой датчик может обнаружить заготовку, а также определить ее ориентацию и вращение. Во время обработки он может автоматически переустанавливать режущий инструмент и обновлять смещения в ответ на изменения температуры. И до того, как деталь покинет станок с ЧПУ, датчик может выполнять задачи, характерные для пресс-формы, такие как проверка и проверка состояния электрода. Каждая из этих функций повышает точность изготовления пресс-форм и, следовательно, качество отливок.

Таким образом, использование контроля на станке может улучшить качество, воспроизводимость и точность обработанных пресс-форм, а также помогает контролировать и бороться с изменениями, вызванными изменением температуры, которые могут привести к характеристикам, выходящим за пределы желаемого допуска.

Осмотр полости пресс-формы в процессе производства

Улучшенная точность обработки

Подводя итог, можно сказать, что системы контроля на станке для станков с ЧПУ могут быть очень ценными для механических мастерских, поскольку они обеспечивают следующие преимущества:

• Заблаговременно фиксируйте ошибки
• Немедленный отзыв
• Автоматическая коррекция смещения
• Сократить невыполненные проверки
• Устранить узкое место КИМ
• Уменьшить частоту дискретизации КИМ
• Сократить общее время проверки
• Сократить брак
• Повышение производительности
• Повышение точности обработки литых и кованых деталей
• Повышение точности обработки полостей формы

Компания 3ERP, специализирующаяся на быстром прототипировании и мелкосерийном производстве, использует датчики станков Renishaw для точной обработки. После принятия этой стратегии производительность повысилась, и компания смогла быстрее поставлять детали.

Хотя КИМ остается важнейшим элементом в процедурах контроля качества 3ERP, датчики на станке облегчили нагрузку на КИМ, практически не уступая автономной машине с точки зрения возможностей контроля. Важно отметить, что этот шаг принес пользу как механическому цеху, так и клиенту.