Aktualizacja metod inspekcji, by nadążyć za tempem rozwoju biznesu
InnovMetric i 3D Scan IT pomagają firmie Eifel Inc. skrócić o połowę czas dostawy form wtryskowych i utrzymać marże.
Eifel Inc. jest liderem w produkcji i prototypowaniu narzędzi do wnętrz pojazdów. Dostarcza również narzędzia dla przemysłu medycznego i lotniczego i specjalizuje się w rozwoju produktu poprzez oprzyrządowanie produkcyjne. Tworzy formy dla takich produktów jak kierownice, obudowy poduszek powietrznych, konsole centralne, reflektory, panele oparcia foteli i części zamienne.
Eifel często otrzymuje telefon, gdy główny dostawca potrzebuje wsparcia inżynierskiego, projektowego i narzędziowego, aby: szybko uruchomić produkcję po zbyt długich dyskusjach inżynierskich lub negocjacjach z dostawcami lub zbudować narzędzia zastępcze, gdy błędów zagranicznych dostawców nie można naprawić przez przeróbkę.
Wyzwanie
Przed skanowaniem i inspekcją opartą na chmurze punktów, producenci form musieli zadowolić się metodami punkt po punkcie opracowanymi dla producentów. Jednak metody te nigdy nie były odpowiednie dla narzędzi i części formowanych, ponieważ 99% powierzchni nie podlegało inspekcji.
Pomiar stykowy wymagał współrzędnościowych maszyn pomiarowych (CMM), które zbierały dane z jednego punktu 3D na raz, przez co uzyskanie wyników z CMM zajmowało wiele dni. „Mając kilkaset punktów pomiarowych, nie można liczyć na wychwycenie wszystkich potencjalnych problemów z powierzchnią wewnątrz formy” — mówi Richard Hecker, prezes firmy Eifel Inc. „Powodują to nierówności i wgłębienia oraz twarde linie między sąsiadującymi powierzchniami, które powinny się gładko łączyć”. Dodaje: „dlatego sprzedałem moją maszynę CMM i wykorzystuję 3D Scan IT i PolyWorks® do inspekcji powierzchni klasy A”.
Eifel i jej klienci skupiają się na tym, co przemysł samochodowy nazywa powierzchniami klasy A — takimi, które można łatwo zobaczyć w salonach dealerów. W niezwykle konkurencyjnym biznesie samochodowym wygląd jest wszystkim. Obróbka kształtu siatki wykorzystuje wysoce precyzyjne obrabiarki i komputerowe sterowanie urządzeń numerycznych (CNC) do cięcia metalu dokładnie według modelu matematycznego, tj. danych projektowania wspomaganego komputerowo (CAD), które definiują część, co oznacza, że ręczne polerowanie zostało prawie wyeliminowane.
„To, co zmieniło się w produkcji form, to fakt, że powierzchnie klasy A są teraz mierzalne. Oznacza to, że producent form mógł przeprowadzić inspekcję zgodnie ze specyfikacją, co czyniło obróbkę kształtu siatki praktycznym rozwiązaniem w produkcji form” — mówi Hecker. Dla firmy Eifel stanowiło to doskonałą okazję. W odpowiedzi rozszerzyła usługi o projektowanie i inżynierię, zawężając zakres działalności do poduszek powietrznych i kierownic oraz wprowadzając techniki kontroli chmury punktów o dużej gęstości do każdego aspektu codziennej działalności.
Inspekcja za pomocą skanowania łączy to wszystko w firmie Eifel.
Rozwiązanie
Rozwiązanie firmy Eifel dla Autoliv
Dla firmy Autoliv Eifel świadczy usługi w zakresie projektowania i inżynierii narzędzi oraz wykonuje formy dla wszystkich sześciu elementów systemu poduszek powietrznych po stronie kierowcy. Każdy program narzędziowy obejmuje obudowę poduszki powietrznej, ozdobne mocowanie (maskownicę) kierownicy oraz przyciski tempomatu i systemu audio.
„Eifel spełnia rosnące zapotrzebowanie dla głównych dostawców” — mówi Hecker. „Potrzebują dostawców narzędzi, którzy mogą szybko przeprowadzić projekt od początku do końca, od wstępnego szkicu, nawet jeśli znajduje się on na odwrocie koperty, do linii montażowej”. Swoją działalność w zakresie zintegrowanego projektowania i wytwarzania postrzega jako jednoczesny rozwój i wytwarzanie produktów (Simultaneous Product Development and Manufacturing, SPDM). „Nie jesteśmy jedynie samodzielnym zakładem formierskim lub projektowym. Jesteśmy centrum rozwoju produktu”.
Najważniejsze w produkcji form jest unikanie projektów narzędzi, które nie mogą być wyprodukowane. Wymaga to stałej komunikacji pomiędzy projektantami form, inżynierami i mechanikami, którzy tworzą wielofunkcyjne zespoły dla każdego zadania. Jest to rdzeń SPDM w firmie Eifel.
SPDM wymaga zatwierdzenia każdego etapu produkcji formy za pomocą inspekcji, zatem 3D Scan IT odgrywa istotną rolę w całym procesie projektowania i budowy. Dzięki podwójnej kamerze Imetric-IScan White Light Scan 3D Scan IT kontroluje wszelką pracę związaną z obróbką form na każdym ważnym etapie:
-
Aluminiowe narzędzia do prototypowania
-
Testowanie form i mała produkcja początkowa
- Gotowe do produkcji, wysokonakładowe narzędzia stalowe
„Inspekcje upewniają nas, że wszystko idzie dobrze pod kątem wymiarów, więc możemy uspokoić naszych klientów”.
Vern Phillips, główny inżynier ds. poduszek powietrznych i kierownicy, Autoliv, Ameryka Północna
Rozwiązanie 3D Scan IT dla firmy Eifel
Skanowanie światłem białym i inspekcja chmury punktów wzmacniają strategię biznesową SPDM firmy Hecker w każdym momencie decyzyjnym. Dostarczają danych, na których inżynierowie Eifel i ich klienci opierają istotne decyzje dotyczące narzędzi. „Każdy etap weryfikacji procesu przyspiesza proces tworzenia form i sprawia, że jest on bardziej niezawodny. Rozwiązywanie wszelkich problemów z góry, zanim części zostaną wyprodukowane, zapewnia spokój ducha”, Bob Squier, prezes 3D Scan IT.
Rozwiązanie InnovMetric dla IT 3D Scan.
W ciągu minuty lub mniej skanowanie pokrywa kontrolowaną powierzchnię milionami punktów 3D. „PolyWorks konwertuje wszystkie nakładające się dane skanowania na pojedynczy model polygonowy” — mówi Squier. „W ciągu zaledwie kilku minut dane punktowe 3D zostają zredukowane o 95% lub więcej, zapewniając rozmiar pliku możliwy do obsługi. Model polygonowy jest następnie kontrolowany za pomocą modelu matematycznego z systemu CAD klientów”.
Miliony punktów w celu oceny jakości form
Dane zebrano przy użyciu Imetric IScan V, White Light Digitizing System. System skanujący został skalibrowany dla objętości 150 mm, co daje rozdzielczość/rozstaw punktów 0,080 mm. To ponad 150 punktów na milimetr kwadratowy.
Skaner IScan V działa jak aparat fotograficzny 3D. Dla każdego piksela w aparacie obliczana jest współrzędna 3D. Zatem dla każdego obrazu lub skanu 3D można zmierzyć 1,3 mln punktów. Ponieważ wszystkie cechy części nie mogą być widoczne z jednego punktu widzenia, zbierane są wielokrotne skany, które wyrównuje się przy użyciu wspólnych punktów nawigacyjnych.
Inspekcja oparta na chmurze punktów w programie PolyWorks
Po przeprowadzeniu 100% skanowania obiektu dane są następnie scalane w model polygonowy. Funkcja IMMerge pozwala na radykalne zmniejszenie rozmiaru chmury punktów, zapewniając płynność i szybkość inspekcji. Model polygonowy jest następnie kontrolowany za pomocą dostarczonego modelu CAD poprzez IGES. Zastosowano technikę najlepszego dopasowania w połączeniu ze schematem wyrównania bazowego części. Dzięki dodatkowej wszechstronności funkcjonalności makro, wykonano interaktywne makro inspekcyjne na wszystkich częściach, by zapewnić powtarzalność procesu inspekcji i zwiększyć szybkość.
Makro inspekcji wykonało następujące elementy inspekcji: Najlepsze dopasowanie, porównanie z referencją, zrzut ekranu do raportu (wykonane z predefiniowanych perspektyw), kontrolki GD&T (kontrolowane z wykonaniem wszystkich odpowiednich wyrównań bazowych), punkty porównania (dla pojedynczego punktu, dla wyników kontroli w stylu CMM) oraz punkty krawędziowe (przy użyciu funkcji opisu błędów). Wszystkie wyniki raportowano w narzędziu raportowym PolyWorks EZLayout.
Makro inspekcji automatycznie wstawiło wszystkie zgłoszone elementy inspekcji do standardowego układu raportu z inspekcji za pomocą narzędzia EZLayout. Raport został następnie wydrukowany i udostępniony do wglądu jako plik PDF.
System digitalizacji Imetric IScan V
Korzyści
W branży motoryzacyjnej najwyższego poziomu poziomu — na rynku bez marginesu błędu — trudno byłoby przecenić wpływ skanowania i kontroli opartej na chmurze punktów na strategię biznesową SPDM firmy Eifel. SPDM zależy od dokładnych danych o powierzchniach, a wszystkie inne systemy i technologie Eifel byłyby znacznie mniej skuteczne bez tych danych.
Szybkość, kompleksowość i dokładność inspekcji opartej na chmurze punktów zapewnia czas realizacji, któremu zagraniczni producenci form nie są w stanie dorównać.
Dzięki metodom skanowania i inspekcji opartej na chmurze punktów „zawsze dostajemy w pełni potwierdzone dane, zatem zawsze jesteśmy pewni powierzchni, które obrabiamy” — mówi Hecker. „Wiemy, że tworzymy narzędzia dokładnie według modelu wzorcowego, że wymiary i tolerancje wyprasek będą prawidłowe i że nie ma żadnych linii tam, gdzie powinny być gładko połączone powierzchnie”.
Dodaje, że „skanowanie ułatwia również dostosowanie do zmian inżynieryjnych. Zmodyfikowana część może być szybko ponownie zeskanowana i porównana z jej poprzednim kształtem 3D. Wszystkie te odpowiednie dane porównawcze poprawiają nasze planowanie krytycznej ścieżki. Zarówno my, jak i nasi klienci wiemy, że wykonamy zadanie na czas”.
Zapewnienie ciągłości transformacji biznesowej
Dzięki SPDM i inspekcji firma Eifel odnotowała ogromne korzyści biznesowe — stały wzrost sprzedaży, skrócenie o połowę czasu dostawy i utrzymanie marży zysku na bardzo trudnym rynku.
Dla firmy Hecker korzyści ze skanowania i inspekcji opartej na chmurze punktów to m.in:
- Zwiększenie ilości czasu dostępnego na kluczowe decyzje dotyczące oprzyrządowania, więcej czasu na myślenie i reagowanie
- Ogromny skok jakościowy, dzięki któremu nie przeoczono żadnej wady powierzchniowej
- Potrzebna przewaga konkurencyjna nad producentami form z niskimi kosztami pracy, którzy często mylą się w obliczeniach skurczu i odkształcenia oraz pomijają inne istotne szczegóły
- Usprawnienie planowania krytycznej ścieżki dzięki poprawnym, szybkim i porównawczym danym
- Uwiarygodnienie firmy Eifel przez Autoliv
Korzyści dla Autoliv są ogromne
Phillips podsumowuje je następująco:
- Możliwość oceny, co dzieje się ze skurczem części poprzez porównanie końcowej wypraski z wzorcowym modelem CAD, dzięki doskonałym informacjom dostępnym w mapie kolorów PolyWorks
- Pewność, że oprzyrządowanie będzie poprawne w zakresie skurczu materiału, dzięki zamknięciu pętli informacyjnych ze 100% inspekcją na każdym etapie
- Możliwość inspekcji powierzchni bez zniekształceń wynikających z mocowania w uchwycie kontrolnym, preferowanej przez przemysł motoryzacyjny metody weryfikacji wymiarów
- Utrzymanie wysokiego poziomu wiarygodności firmy Autoliv w oczach klientów
Podsumowując, Hecker stwierdza: „Eifel obserwuje skanowanie i inspekcję opartą na chmurze punktów, by upewnić się, że strategia biznesowa SPDM jest na dobrej drodze i pomóc w zapewnieniu korzyści”.
