Метрология производственных цехов: зачем 3D-сканер должен быть на производственном участке

3D-сканер от INSVISION

Разрыв между реальностью и ожиданиями при контроле производственной линии

Каждый руководитель предприятия слышал одно и то же утверждение: точность метрологического класса достижима только в климатических лабораториях. Об этом говорят поставщики оборудования, этого ожидают аудиторы ISO. Но на действующем автомобильном производстве такое предположение обходится слишком дорого.

Представьте поставщика первого уровня, который ведет литье под давлением 24/7. На сердечнике пресс-формы появляются следы износа. У вас есть около 20 минут между циклами для проверки полости — 20 минут в среде, предназначенной для производительности, а не для измерений. Все поверхности покрыты разделительным составом. Потолочные люминесцентные лампы мерцают. Погрузчики проезжают в трех метрах от места работы. Традиционные стационарные CMM? Физически невозможно использовать. Портативные системы, такие как GOM ATOS Q, требуют установки на фиксированной позиции, что отнимает половину доступного времени. Альтернативы от Creaform требуют нанесения матового спрея на полированные полости — это непрактично, когда простои стоят тысячи долларов в час.

Это компромисс между портативностью и точностью, который является основой метрологии на производственных участках. INSVISION разработал AlphaScan 3D-сканер специально для того, чтобы избавиться от необходимости такого компромисса.

Почему гибкость ручных сканеров незаменима в условиях многономенклатурного производства

Сканер, который постоянно находится в калибровке, не позволяет проверять изношенный инструмент. Мы проанализировали стационарные установки CMM, портативные измерительные рукояти и конкурирующие ручные устройства. Все они сталкивались с одной и той же проблемой: наше производство не останавливается для создания контролируемых условий.

Освещение меняется при каждой смене. Поверхности пресс-форм остаются покрытыми маслом. 15-минутная процедура нанесения спрея и настройки разрушает планы по производительности. INSVISION AlphaScan полностью устранил эти зависимости. Не требуется установка отслеживающих рычагов. Не нужна подготовка поверхности полированных полостей. Один техник по оснастке без специального метрологического образования привел устройство в рабочее состояние менее чем за 10 минут.

В прошлом месяце мы отсканировали отражающий немытый сердечник пресс-формы прямо у пресса. Облако точек показало следы износа, на поиск которых у настольного CMM ушла бы половина смены. В условиях многономенклатурного производства, где каждая минута настройки влияет на прибыльность, сканирование по принципу «взял и работай» — это не удобство. Это единственная архитектура, которая позволяет контролю не отставать от производства.

От распаковки до первого сканирования: 45 минут

В большинстве случаев развертывание метрологического оборудования занимает половину смены на калибровку перед получением пригодных для использования данных. AlphaScan изменил эту последовательность. После распаковки достаточно подключить его к стандартному промышленному ПК, и первое облако точек будет получено менее чем за 45 минут — без метрологической лаборатории, без присутствия специально обученного специалиста.

Интерфейс использует стандартную терминологию GD&T, а не абстрактные значки. Операторы, знакомые с рабочими процессами CMM, сразу поняли логику работы. Три мастера смен работали с устройством в течение 24 часов без каких-либо сложностей при передаче смены. Динамическая привязка сохраняла стабильность даже тогда, когда погрузчик проезжал рядом с постом контроля.

Для бережливого производства такая надежность по принципу «подключил и работай» важнее, чем заявленная в спецификациях точность. INSVISION разработал устройство для грязных, шумных производственных условий, а не для теоретических идеальных сред.

Сроки развертывания AlphaScan по сравнению с традиционным метрологическим оборудованием

Этап развертывания	Традиционное метрологическое оборудование	INSVISION AlphaScan
От распаковки до первого сканирования	Более 4 часов (включая калибровку)	Менее 45 минут
Требуемая подготовка оператора	Официальный сертификат по метрологии	Специальное образование не требуется
Подготовка поверхности масляных/полированных деталей	Обязательное нанесение матового спрея	Не требуется

Замыкание инженерного цикла без посредников

В традиционных рабочих процессах между завершением сканирования и принятием мер командой разработки уходят дни. Обработка данных специалистом, конвертация форматов файлов, очистка сетки до того, как кто-либо из инженеров сможет открыть данные. Такая архитектура не подходит для условий бережливого производства.

С AlphaScan мы устранили эти потери времени. Техник сканирует изношенную полость прямо на производственном участке, данные напрямую передаются в совместные платформы, такие как Fusion 360, без промежуточных операций. Не требуется вмешательство специалиста для очистки сеток. Инженеры проводят анализ отклонений от номинального CAD в течение нескольких часов после сканирования.

Такая последовательность работы превращает 3D-сканер из пассивного измерительного инструмента в активный мост между производством и разработкой. Решения по оснастке, которые раньше принимались за несколько дней, теперь принимаются за одну смену.

Шаги для получения обратной связи от инженеров в реальном времени

Техник сканирует изношенную полость прямо на производственном участке
Данные экспортируются в исходном формате в совместные платформы, такие как Fusion 360
Инженеры проводят анализ отклонений от CAD в течение нескольких часов
Решения по оснастке принимаются за одну смену

Уроки из неудачного первого выбора оборудования

Переход к метрологии непосредственно на месте производства застал нас врасплох. В течение многих лет мы проводили контроль первой партии изделий в климатической лаборатории с CMM — это была стандартная практика, пока нам не потребовалось проверить три комплекта пресс-форм за две смены во время критического запуска автомобильного производства.

Сначала наши инженеры по качеству выбрали конкурирующий ручной 3D-сканер который показал хорошие результаты в контролируемых демонстрациях. Техники на производстве не могли выполнить требования по подготовке поверхности в рабочих условиях. После двух недель переподготовки мы перешли на линейку оборудования INSVISION. Их система обрабатывает масляную инструментальную сталь без нанесения спрея. Что еще важнее, их инженер по внедрению был на объекте в течение 48 часов, когда у нас возникла проблема с квалификацией. Такая оперативность позволила нам сохранить график наращивания производства.

Мы не жалеем о выборе 3D-сканера, разработанного для реальных условий производства, а не для лабораторных характеристик. Наши операторы используют его во всех трех сменах, потому что он работает там, где они работают, а не в условиях, описанных в технической спецификации.

Основные выводы из внедрения метрологии на производственных участках

Ручные сканеры должны работать без подготовки поверхности на масляном, отражающем инструменте
Срок развертывания менее 45 минут позволяет принимать решения в течение одной смены
Прямая интеграция с инженерными платформами устраняет задержки в рабочих процессах на несколько дней
Оперативность поставщика при возникновении проблем с квалификацией имеет решающее значение для соблюдения графиков запуска
Операторы всех смен охотно используют инструменты, которые работают в реальных производственных условиях