Inspektionsbefestigung

Quelle: Phillips Precision Inc.

Ganz gleich, ob Sie bearbeiten oder prüfen, der Gewinn liegt in der Geschwindigkeit des Austauschs. Wie bei der CNC-Bearbeitung sollte es nicht mehr darum gehen, ob Sie Prüfvorrichtungen benötigen, sondern welche Art – einfach oder komplex – im eigenen Haus hergestellt, von der Stange bestellt oder kundenspezifisch entworfen wird. Erfolge bei der Inspektion liegen in der Geschwindigkeit und Wiederholbarkeit des Teileaustauschs – die schnelle Übertragung der Inspektionsdaten an die Werkstatt, damit die Spindeln kontinuierlich präzise Teile liefern.

Verkäufer von Messtechnikgeräten stimmen dieser Meinung zu. „Wenn Kunden Kapital für die neueste und beste Inspektionstechnologie ausgeben, möchten sie, dass ihre Ausrüstung Teile vom ersten Tag an misst. Dies ist mit Standard- und kundenspezifischen Vorrichtungslösungen leicht zu erreichen. Manager gehen gerne vorbei und sehen sich ihre Investitionen in Technologie zur Teilemessung an.“ immer und immer wieder von Anfang an!“ Kenney Howayeck, Senior Account Executive bei MSI-Viking Gage

Die Kombination aus Prüfgeräten und Softwarefunktionen ermöglicht es Prüfern, die Vorrichtungstechniken in der Werkstatt nachzuahmen. Durch die Palettierung, das Offline-Vorladen von Vorrichtungen und die Vermeidung der Notwendigkeit, während der Schicht Aufbauten, Abbauen und Neuaufbauten aufzubauen, wird die gesamte Produktionspipeline verbessert. Durch wiederholbare Spannvorrichtungen kann außerdem die Notwendigkeit einer manuellen Ausrichtung bei zukünftigen Teiledurchläufen entfallen. Erweiterte Funktionen bieten auch die Möglichkeit für einige „Lights-out“- oder unbemannte Inspektionsroutinen.

„Die meisten Leute in der Fertigungs- und Qualitätswelt wissen, dass ein KMG so eingerichtet werden kann, dass es mehrere gleiche Komponenten gleichzeitig ausführen kann. Dies wird als Palettierung bezeichnet. Allerdings können Skripte oder spezieller geschriebener Code mit höheren Programmiersprachen verwendet werden.“ zum Palettieren und Bearbeiten verschiedener Komponenten. Ein Bediener könnte die Maschine so einrichten, dass sie einen ganzen Tisch voller Teile bearbeitet und dann bei laufender Maschine mit verschiedenen Aufgaben fortfährt.“ Matt Menard, General Partner, Summit Manufacturing Systems

Hersteller kaufen weiterhin hauptsächlich taktile und Multisensor-Inspektionsgeräte, dicht gefolgt von Bildverarbeitungssystemen. Und während Unternehmen in diese Technologie investieren, mangelt es immer noch an den einzigartigen Fähigkeiten, die Prüfer benötigen, um die Vorrichtungen zu entwerfen, die zur Unterstützung der Produktion und zur optimalen Nutzung der Investition erforderlich sind.

Unabhängig davon, ob Sie mit der Konstruktion oder Beschaffung von Vorrichtungen für Ihr Unternehmen beauftragt wurden, müssen mehrere Details berücksichtigt werden. Die Projektkosten werden durch die Reduzierung der Ausfallzeiten, die Eliminierung von Risiko (Ausschuss) und die Zeit bis zur Erzielung von Ergebnissen nahezu sofort amortisiert. Gleichzeitig bleibt der Ruf des Unternehmens erhalten und es bleiben lukrative Verträge erhalten.

Tauschen Sie während der Schicht mehrere Teile aus. Der Granit muss nicht abgedeckt werden. Zur mannlosen Prüfung können mehrere Einzel- und Mehrteilvorrichtungen geladen werden. | Quelle: Phillips Precision Inc.

Die Entwicklung von Vorrichtungen unter Verwendung von Standardvorrichtungskomponenten ist bei KMGs, Bildverarbeitungssystemen, DCC-KMGs, optischen Komparatoren und Messarmen eher betriebsintern realisierbar. Zu den Standardkomponenten gehören Schraubstöcke, V-Blöcke, Federklemmen, Hebelniederhalter, Spitzen, Spannzangenfutter, Anschläge, Schienen und Spezialklemmen. Für die Bühne sind bei einigen Anbietern noch einteilige Gitterplatten erhältlich. Modulare Schnellwechselplatten ermöglichen jedoch einen schnelleren Teilewechsel, die Möglichkeit, den Tisch mit einer Vielzahl von Teilen zu beladen, und ermöglichen es Prüfern, Vorrichtungen zu erstellen, die frei von einer Maschine zur anderen bewegt werden können. Für hohe Wiederholungszahlen … fügen Sie die Vorrichtung zum Job hinzu Kasten. Alle Vorteile, die die Vorrichtungstechniken nachahmen, die die Produktivität in der Werkstatt verbessern und den Wert aller Geräte steigern.

Wie bei allen Industriewerkzeugen gibt es keine Einheitslösung, die für alle passt. Was von der Stange verfügbar ist, kann zur optimalen Lösung kombiniert und integriert werden. Die meisten Werkzeuge sind für die Aufnahme von ¼-20 und M6 ausgelegt, was bedeutet, dass eine Klemme eines Lieferanten mit den Platten eines anderen Lieferanten kompatibel ist und so weiter.

In der Regel stehen CAD-Dateien von Platten und Klemmen zum Import in Konstruktionssoftware (z. B. Onshape und Solidworks) zur Verfügung, sodass Prüfvorrichtungen synchron mit der Teileproduktion erstellt werden können. Ob in der Arbeitszelle oder im Messlabor: Mehrere Vorrichtungen mit unterschiedlichen Teilen für jede Schicht können schnell geladen und je nach Produktionsbedarf entfernt und ausgetauscht werden.

Bei komplexeren Aufbauten, die externe Dienste erfordern, ist es wichtig, den Konstrukteuren das komplette Angebot zur Verfügung zu stellenArbeitsumfangim Voraus, um Zeit zu sparen und Projektkosten zu senken.

Mehrere Wiederholungsvorrichtungen aus Standardkomponenten. Durch modulare Vorrichtungen kann ein großes Portal-KMG sowohl im Großen als auch im Kleinen eingesetzt werden. | Quelle: Phillips Precision Inc.

Ein Vorrichtungskonstruktionsingenieur bewertet die Anwendung und arbeitet an einem Angebot und Konzept, um die Idee den Prüfern, Qualitätsmanagern und Prozessingenieuren zur Genehmigung vorzulegen.

Zusätzlich zu den Umfangsdetails gibt es mehrere Designüberlegungen. Ein Vorrichtungsdesigner muss die nicht gemessenen Oberflächen identifizieren, um Kontakt- oder „Ruhepunkte“ zu finden, die in das Teil „Möbel“ eingebaut werden können. Typischerweise werden aus Stabilitätsgründen drei Kontaktpunkte bevorzugt. Für den Fall, dass ein Teil flexibel ist und von der Sonde beeinflusst wird, können zusätzliche Ruhepunkte und Klemmfunktionen erforderlich sein, um das Teil so zu fixieren, dass es die Gage R&R besteht.

Für Teile, die innerhalb eines Teiledurchlaufs möglicherweise inkonsistent sind, wie zum Beispiel Guss-, Schmiede- oder Blechteile, hat diese Art von Werkstück üblicherweise einen Bezugspunkt, der entweder ein Punkt, eine Linie oder eine Fläche auf dem Werkstück ist, um zu identifizieren, wo Die Abmessungen stammen von den Prüfgeräten. Aufgrund des Gewichts und der Größe des Teils müssen die Komponenten der Vorrichtung möglicherweise auch robuster sein, um Schäden zu vermeiden. Aluminium kann bei der Verwendung nachgeben, während gehärteter Stahl eine lange Lebensdauer hat und seine Integrität behält.

Zu den Grundkomponenten einer Inspektionsvorrichtung gehören die Basis (Platte) und das Teilmöbel oder -nest, Auflage-/Kontaktpunkte sowie Klemmen, Anschläge, Vakuum, Magnete und Pneumatik. Die schwierigste Fähigkeit bei der Vorrichtungskonstruktion besteht darin, alle Kriterien zu berücksichtigen und sie gleichzeitig so einfach und ausfallsicher wie möglich zu halten. Nicht alle Teile können mit einer einzigen Vorrichtung geprüft werden. Für komplexere Teile mit mehreren kritischen Merkmalen können mehrere Vorrichtungen oder Indexierungsfunktionen innerhalb des Aufbaus erforderlich sein. Der wichtigste Aspekt einer gut konzipierten Vorrichtung besteht darin, das Teil sicher und wiederholbar ohne Verformung zu halten. Es sei denn, die Anforderungen bestehen darin, unter Einschränkungen zu messen, um Verzerrungen zu beseitigen. Beispielsweise müsste ein großes Spritzgussteil höchstwahrscheinlich an bestimmten Punkten festgeklemmt werden, um Verformungen zu beseitigen. Abschließend sorgt die Kennzeichnung der Vorrichtung mit Teilenummer, Auftrags- und Stationsnummer für eine ausfallsichere Beladung und erhöht die Geschwindigkeit und Genauigkeit.

24-Stationen-Produktions-KMG-Vorrichtung mit dynamischen Anschlägen zur Positionierung. | Quelle: Phillips Precision Inc.

Bei der Konstruktion von Prüfvorrichtungen für Hochleistungsspritzgussformen sollte die Anzahl und Größe der Teile in der Form die Anzahl der Stationen in der/den Vorrichtung(en) bestimmen. Beispielsweise kann es in einem 16-fach-Werkzeug effizienter sein, zwei 8-fach-Vorrichtungen zu bauen – eine auf dem Deck zu messen, während die zweite offline geladen wird. Diese Methode optimiert die Laufzeit der Prüfgeräte. Natürlich hängt die Größe und Anzahl der Vorrichtungen vom Messbereich der Inspektionsausrüstung ab.

Feste (stationäre) Anschläge dienen der konsistenten Positionierung des Teils und werden zu nicht geprüften Merkmalen hinzugefügt. Dynamische (bewegliche) Anschläge können erforderlich sein, wenn auf dem Werkstück nur wenig Bereich für das Anbringen eines Anschlags vorhanden ist und derselbe Bereich gemessen werden muss. Dieser Anschlag wird aus dem Weg geschoben, sobald ein Teil präzise und sicher in seine Station geladen wurde.

Taktfunktionen sind eine Form des Stopps, die häufiger für runde Teile verwendet wird. Radiales Positionieren eines Teils von einem Punkt zu einem bestimmten Merkmal. Beispielsweise könnte ein Getriebe oder eine Turbine eine Taktfunktion erfordern. Sicherstellen, dass das Teil präzise und wiederholbar geladen wird, indem radiale Merkmale an einem Drehpunkt ausgerichtet werden.

In Segmenten aufgebaute 280-Stationen-KMG-Vorrichtung für Spritzgussteile mit hoher Produktion. | Quelle: Phillips Precision Inc.

First-Surface-Spiegel, auch Front-Surface-Spiegel genannt, sind Spiegeltypen mit einer verspiegelten Oberfläche auf der Vorderseite für eine höhere Genauigkeit. Diese echte Reflexion eliminiert den Geistereffekt, maximiert die Menge des reflektierten Lichts und minimiert Verzerrungen. Normale Spiegel haben eine Aluminiumspiegelbeschichtung auf der Rückseite des Glases, die eine schwache Sekundärreflexion erzeugt. Spiegel würden bei einer Vision- oder Multisensor-Inspektionsmaschine verwendet, damit das Objektiv Merkmale an der Seite eines Teils erfassen kann. Spiegel werden normalerweise in einem 45-Grad-Winkel zur Linse auf einem Nestblock montiert.

Magnete werden verwendet, um dünnes, nicht eisenhaltiges Material einzufangen. Die Tisch- oder Ruhepunkte der Station würden aus einem eisenhaltigen Material hergestellt, so dass darüber eine magnetisierte Werkstückhaltevorrichtung angebracht werden kann, um das Teil einzuklemmen und zu stabilisieren.

Dieser Befestigungstyp ist aufwändiger und kann für eine Vielzahl von Teilen verwendet werden, insbesondere jedoch für dünne oder ungewöhnlich geformte Teile, wie beispielsweise das Gehäuse eines Maßbandes oder ein medizinisches Messgerät. Vorrichtungen mit Vakuumkavitäten können verwendet werden, wenn das Teil über genügend Oberfläche verfügt, um eine ausreichend starke Saugkraft zu erzeugen. In der Regel werden O-Ringe hinzugefügt, um eine Abdichtung zwischen der Vorrichtung und dem Werkstück zu schaffen, und die Hinzufügung einer Venturi- oder Vakuumpumpe erzeugt einen Saugnapfeffekt, um das Teil für die Inspektion zu sichern. Das Werkstück passt in der Regel nur in einer Richtung in die Kavität, sodass Anschläge und andere Geräte nicht erforderlich sind, die manchmal erforderlich sind, um sicherzustellen, dass die Teile gleichmäßig geladen werden. Der Austausch von Teilen erfolgt mit dieser Art von Vorrichtung schnell.

Bringen Sie universellen Cobots bei, Inspektionsaufbauten zu laden und zu entladen. | Quelle: Phillips Precision Inc.

Modulare Spannplatten bieten aufgrund ihres Designs eine perfekte Plattform für Industrieroboter, wenn die Anwendung vorschlägt, dass sich die Platte mit den Teilen bewegt. Eine sichere Andockschiene bietet eine wiederholbare Position für Teile, die auf einzelnen Platten befestigt sind. Greifer bzw. Endeffektoren sind auf die Art des Cobots bzw. Roboterarms abgestimmt. Dann wird das Design entweder die Bewegung der Platte mit Teilen aufnehmen oder das einzelne Werkstück bewegen. Die Automatisierung von Inspektionsprozessen mithilfe „lernbarer“ Industrieroboter kann die Zuverlässigkeit und den Durchsatz verbessern und Produktionsfehler frühzeitig erkennen.

Es stehen mehrere Optionen für Standard-Vorrichtungsplatten und -Komponenten zur Auswahl. Es gibt auch viele Unternehmen, die die Qualifikationslücke schließen und Dienstleistungen im Bereich der kundenspezifischen Vorrichtungskonstruktion anbieten. Branchenanforderungen, Wettbewerb und schnell steigende Kosten erfordern von den Herstellern, Lösungen zu finden, die die Produktivität verbessern. Prüfvorrichtungen sollten als bedeutende Chance zur Prozessverbesserung nicht unterschätzt oder übersehen werden. Tatsächlich könnten schnellere und zuverlässigere Inspektionen der Schlüssel zur Verbesserung der gesamten Produktionspipeline sein.

Catherine M. Phillips , Produktmanager und Miteigentümer, Phillips Precision Inc. Phillips Precision Inc. fungiert als Full-Service-Maschinenwerkstatt und als Fertigungslabor, das Werkstückhaltekomponenten für Inspektions- und Lasermarkierungsprozesse herstellt. Für weitere Informationen rufen Sie (508) 869-3344 an oder senden Sie eine E-Mail an [email protected].