Progresywne rozwiązanie dla progresywnych matryc
Skaner Leica i PolyWorks® pomogły firmie Majestic Industries skrócić o połowę czas testowania matryc.
Majestic Industries, Inc. produkuje matryce do tłoczenia blach dla produktów przemysłowych, konsumenckich i motoryzacyjnych. Aby wyróżnić się na tym niezwykle konkurencyjnym rynku, firma Majestic specjalizuje się w szybkich matrycach progresywnych do dużych wytłoczek. By stawić czoła większym wyzwaniom i większej złożoności, firma stosuje zaawansowane technologie do produkcji tych najnowocześniejszych narzędzi.
Wyzwanie
Sama wielkość progresywnych matryc powoduje, że są one trudne do skontrolowania i zmierzenia. Mierzą one do 18 stóp i ważą 100 tysięcy funtów, przez co mogą być zbyt duże dla współrzędnościowej maszyny pomiarowej (CMM) i zbyt nieporęczne, aby przetransportować je do laboratorium kontrolnego. Firma zainwestowała więc w skanowanie 3D i przenośny system CMM, który jest transportowany do matryc.
Rozwiązanie
System skanowania 3D, w skład którego wchodzą ręczne skanery Leica Geosystem T-Scan i T-Probe oraz oprogramowanie InnovMetric PolyWorks, wykonuje większość inspekcji narzędzi i wytłoczek. Według Mike’a Reeda, kierownika ds. jakości, „system sprawdza się bardzo dobrze w przypadku inspekcji wejściowych, w trakcie procesu i pierwszego artykułu. Jesteśmy bardzo zadowoleni z jego działania”. Firma Majestic zdała sobie jednak sprawę, że system skanowania może zrobić znacznie więcej niż tylko zapewnić jakość. „Odkrywamy coraz więcej rzeczy, do których można go wykorzystać” — mówi Reed.
Jednym z odkryć Majestic jest to, że połączenie skanera Leica i oprogramowania PolyWorks skraca czas testowania matryc o połowę.
Testowanie matrycy progresywnej
Przed przekazaniem wytłoczek z blachy do akceptacji przez klienta, każda progresywna matryca przechodzi wyczerpujący proces testowania. Po zaprojektowaniu i wykonaniu matryce są ładowane na prasy próbne i dokonuje się pomiarów pierwszych wytłoczek. Następnie matryca jest obrabiana, regulowana i ponownie ładowana do prasy w celu wykonania kolejnej serii części próbnych. Ten iteracyjny proces jest czasochłonny i pracochłonny.
Ze względu na rozmiar i złożoność matryc progresywnych, firma Majestic poświęcała wcześniej dwa miesiące na etap testowania matryc. Reed mówi: „w zależności od części, możemy mieć od pięciu do ośmiu iteracji, zanim uzyskamy zadowalający efekt”. Próbki zmierzono za pomocą współrzędnościowej maszyny pomiarowej (CMM), co dostarczyło zespołowi projektowemu Majestic zaledwie kilkaset wymiarów do zdiagnozowania wytłoczek. Nie mając pełnego obrazu, projektanci matryc polegali na doświadczeniu i intuicji, aby ustalić, gdzie potrzebne są poprawki i ile kompensacji sprężystości należy użyć.
Ponieważ usuwanie zbyt dużej ilości stali z matrycy jest niepożądane, „wprowadziliśmy zachowawcze korekty, by mieć pewność, że cięcie będzie bezpieczne dla metalu” — mówi Reed. Przy każdej iteracji trwającej prawie tydzień, zachowawcze podejście do testów matryc wydłużyło dostawy, zwiększyło wydatki i obniżyło zyski.
Reed mówi: „Coś, co nas bardzo cieszy, to wykorzystanie systemu skanowania do wsparcia kompensacji sprężystości podczas testów matryc. Dzięki skanerowi Leica i PolyWorks skróciliśmy ten czas o ponad połowę”. Skrócenie czasu wynika z szybszego raportowania i lepszych informacji, które pozwalają producentom narzędzi na bardziej agresywne działania podczas każdego cyklu regulacji matryc.
Mike Reed z Majestic skanuje wytłoczkę z blachy bezpośrednio do PolyWorks za pomocą przenośnego skanera laserowego Leica T-Scan.
Gdy pierwsze próbki schodzą z prasy, są skanowane laserowo za pomocą ręcznego skanera Leica T-Scan. Skaner dostarcza do 20 000 punktów na sekundę bezpośrednio do pakietu PolyWorks|Inspector™. W ciągu kilku chwil od zakończenia skanowania PolyWorks tworzy globalne porównanie części z danymi CAD. Powstała w ten sposób mapa kolorów wyraźnie obrazuje tłoczenie blachy i wskazuje obszary wymagające modyfikacji. Reed mówi: „To niemal natychmiastowa informacja zwrotna dotycząca jakości części. Skanuję ją i mówię projektantom, co dokładnie się dzieje”.
Oprogramowanie nie tylko pokazuje, w którym miejscu część jest poza specyfikacją, ale także usuwa konieczność zgadywania. „PolyWorks posiada narzędzie Morphing, które pozwala nam przewidzieć i dostosować do sprężynowania wytłoczki” — mówi Reed. „W ten sposób zmniejszamy liczbę iteracji testów matryc”.
„Nawet przy napiętym terminie i skomplikowanej części, wiemy, że możemy wykonać zadanie dobrze”. Mike Reed, kierownik ds. jakości w Majestic
Korzyści
Najważniejsze dla Majestic jest to, że skrócenie czasu testów matryc zwiększa jej konkurencyjność. Klienci projektują skomplikowane wytłoczki, oczekując jednocześnie krótszych terminów dostaw i niższych cen. Aby sprostać zapotrzebowaniu, Majestic wykorzystuje system skanowania 3D w celu skróceniu procesu produkcji matryc.
Majestic jest w stanie sprostać wyzwaniu
Aby poprzeć swoją tezę, Reed przytacza projekt, który rozpoczął się od złożonego, dwuczęściowego zespołu, który klient chciał skonsolidować w jednej wytłoczce. Projekt stanowił wyzwanie, ponieważ części były bardzo długie, bardzo zniekształcone i nieprzewidywalne pod względem sprężynowania. Reed mówi: „bez skanowania 3D nie bylibyśmy w stanie wykonać tego zadania. Wymagałoby to zbyt wielu iteracji matryc, trwałoby zdecydowanie za długo i byłoby zbyt ryzykowne”.
Wykorzystując system skanowania 3D, który umożliwił szybkie wykonanie testów matrycy, firma Majestic podjęła wyzwanie wykonania progresywnej matrycy do tej skomplikowanej wytłoczki. Zgodnie z obecną praktyką pierwsze wytłoczki zbadano w programie PolyWorks|Inspector™. Korzystając z możliwości transmisji na żywo, dane ze skanera laserowego T-Scan i przenośnej maszyny współrzędnościowej T-Probe wprowadzono bezpośrednio do programu PolyWorks podczas skanowania próbki. Następnie, na podstawie zeskanowanych danych automatycznie wygenerowano model siatki trójkątów przy użyciu technologii siatkowania PolyWorks. Po zaimportowaniu modelu referencyjnego (model siatkowany CAD), porównano go ze zeskanowaną częścią w celu przeprowadzenia globalnej analizy odchyleń. Następnie twórcy matryc wyświetlili powstałą mapę kolorów, aby dokładnie określić konieczne zmiany.
Gdy modyfikacje obejmowały kompensację sprężynowania, firma Majestic wykorzystała narzędzie Morphing w rozwiązaniu PolyWorks|Modeler™. Aplikacja automatycznie dokonuje niezbędnych korekt, aby uzyskać wytłoczkę zgodną ze specyfikacją projektową. „Dzięki narzędziu Morphing blokuję punkty na danych skanowania, których nie chcę przesuwać. Następnie wybieram punkty w obszarach, które chcę dostosować w modelu CAD, a PolyWorks automatycznie dopasowuje je do odpowiadających im punktów na zeskanowanej części. Na koniec ustawiam procent kompensacji, a PolyWorks wykonuje za mnie wszystkie obliczenia, kompensuje punkty autodopasowania i tworzy nową siatkę dla modelu CAD” — mówi Reed.
Po wprowadzeniu zmian, dane zostały zaimportowane do programu CATIA® w celu wykorzystania ich do modyfikacji projektu matrycy i stworzenia nowych ścieżek narzędzia do obróbki. Następnie zespół rozpoczął drugi cykl obróbki, tłoczenia i skanowania 3D. Reed mówi: „nawet z systemem skanowania potrzebowaliśmy sześciu iteracji matrycy, by uzyskać odpowiednią część”. Ale dodaje: „bez tego trwałoby to ponad dwukrotnie dłużej”.
Po zakończeniu prac firma Majestic cieszyła się, że zajęła się tym trudnym projektem, a klient był bardzo zadowolony z rezultatów. Według Reeda firma Majestic Industries ma za sobą doświadczenia związane z wykorzystaniem najnowszych technologii i uważa, że przyczyniło się to do jej sukcesu.
PolyWorks|Inspector™
PolyWorks|Modeler™