Прогрессивное решение для прогрессивных штампов
Комбинация сканера Leica и PolyWorks® помогает Majestic Industries вдвое сократить время испытаний.
Компания Majestic Industries, Inc. производит штампы для промышленных, потребительских и автомобильных изделий из листового металла. Чтобы выделиться на современном сверхконкурентном рынке, Majestic специализируется на высокоскоростных прогрессивных штампах для больших штамповок. Ставя перед собой более трудные и сложные задачи, компания использует передовые технологии для производства этих ультрасовременных инструментов.
Задача
Огромный размер прогрессивных штампов затрудняет их осмотр и измерение. Имея длину до 18 футов (5,8 м) и вес порядка 100 тысяч фунтов (45 кг), они могут быть слишком большими для координатно-измерительной машины (КИМ) и слишком громоздкими для транспортировки в лабораторию для проверки. Поэтому компания приобрела систему для 3D-сканирования и портативную систему КИМ, которая перемещается к штампам.
Решение
Система 3D-сканирования, которая включает в себя портативные T-Scan и T-Probe от Leica Geosystem, а также программное обеспечение InnovMetrics PolyWorks®, выполняет большую часть проверок инструментов и штамповок. По словам Майка Рида, менеджера по качеству: «Система очень хорошо работает при входных, текущих проверках и проверках первых образцов. Мы очень довольны тем, что она для нас делает». Однако в Majestic осознали, что система сканирования может сделать гораздо больше, чем просто гарантировать качество. «Мы открываем все больше и больше вещей, для которых ее можно использовать», - сказал Рид.
Одно из открытий Majestic заключается в том, что комбинация сканера Leica и программного обеспечения PolyWorks сокращает время испытаний вдвое.
Испытания прогрессивных штампов
Перед отправкой штамповок на приемку каждый прогрессивный штамп проходит исчерпывающий процесс испытаний штампа. После проектирования и изготовления штампы загружают на прессы для проверки, и измеряют первые штампованные изделия. Затем штамп обрабатывается, корректируется и повторно загружается в пресс для следующего цикла образцов деталей. Этот повторяющийся процесс занимает много времени и трудозатрат.
Учитывая размер и сложность прогрессивных штампов, Majestic ранее тратила более двух месяцев на этап тестирования штампов. Рид сказал: «В зависимости от детали нам может потребоваться от пяти до восьми итераций, прежде чем мы сделаем все правильно». Образцы измерялись с помощью координатно-измерительной машины (КИМ), которая давала талантливой команде дизайнеров Majestic всего несколько сотен размеров для диагностики штамповок. Не имея полной картины, разработчики штампов полагались на опыт и интуицию, чтобы определить, где требуется корректировка и какую компенсацию упругого возврата следует использовать.
Поскольку удаление слишком большого количества стали из штампа нежелательно, «мы вносили консервативные изменения, чтобы всегда обеспечивать резку «безопасно для металла»», - сказал Рид. Поскольку каждая итерация занимала почти неделю, консервативный подход к испытаниям увеличивал продолжительность поставок, увеличивал расходы и снижал прибыль.
Рид сказал: «Мы очень рады тому, что использование системы сканирования помогает определить компенсацию упругого возврата во время тестирования штампов. Благодаря сканеру Leica и PolyWorks мы сокращаем это время более чем вдвое». Сокращение времени достигается за счет более быстрой отчетности и получения более точной информации, что позволяет производителям инструментов более агрессивно подходить к каждому этапу корректировки штампа.
Майк Рид из Majestic сканирует штампованное изделие прямо в PolyWorks с помощью портативного лазерного сканера Leica T-Scan.
Когда первые образцы выходят из пресса, они сканируются лазером с помощью портативного Leica T-Scan. Сканер подает до 20 000 точек в секунду непосредственно в пакет PolyWorks/Inspector™. В считанные секунды после завершения сканирования PolyWorks производит глобальное сравнение детали с данными CAD. Полученная цветная карта наглядно отображает штампованное изделие и выделяет области, требующие модификации. Рид сказал: «Это почти мгновенная обратная связь о качестве детали. Я сканирую его и говорю дизайнерам, что именно происходит».
Программное обеспечение не только показывает, где деталь не соответствует требованиям, но и устраняет догадки. «В PolyWorks есть инструмент трансформации, который позволяет нам прогнозировать и корректировать упругий возврат при штамповке», - сказал Рид. - Именно так мы сокращаем количество итераций при испытании штампов».
«Даже при сжатых сроках при отработке сложной детали мы знаем, что сможем выполнить работу правильно», - Майк Рид, менеджер по качеству в Majestic
Преимущества
Суть в том, что сокращение времени на испытания штампов помогает компании Majestic оставаться конкурентоспособной. Ее клиенты разрабатывают сложные изделия для штамповки, но ожидают при этом более коротких поставок и более низких цен. Чтобы удовлетворить спрос, Majestic использует систему 3D-сканирования для ускорения процесса изготовления штампов.
Majestic принимает вызов
Чтобы доказать свою точку зрения, Рид привел в качестве примера проект, который начался со сложной сборки из двух частей, которую заказчик хотел объединить в единую штамповку. Этот проект был сложным, потому что детали были очень длинными, очень искривленными и очень непредсказуемыми с точки зрения упругого возврата. Рид сказал: «Без 3D-сканирования мы бы не справились с этой задачей. Для этого потребовалось бы слишком много итераций, слишком много времени, и это было бы слишком рискованно».
Полагаясь на систему 3D-сканирования, чтобы быстро справиться с испытанием штампа, Majestic приняла задачу изготовить прогрессивный штамп для этой сложной штамповки. Исследования первых штамповок проводились в PolyWorks|Inspector™. В настоящее время это стандартная практика. Используя возможность прямой подачи, данные с лазерного сканера T-Scan и портативной КИМ T-Probe передавались непосредственно в PolyWorks по мере сканирования образца. Затем на основе отсканированных данных была автоматически сгенерирована полигональная модель с использованием технологии построения сеток PolyWorks. После импортирования базовой модели (сетчатая модель CAD) ее сравнивали с отсканированной деталью для выполнения глобального анализа отклонений. Затем производители штампов просмотрели полученную цветную карту, чтобы точно определить, какие изменения необходимы.
Когда модификации включали компенсацию упругого возврата, Majestic использовала инструмент трансформации в решении PolyWorks|Modeler™. Это приложение автоматически вносит необходимые корректировки, чтобы штампованное изделие было в пределах проектных спецификаций. «С помощью инструмента трансформации я фиксирую точки на данных сканирования, которые не хочу перемещать. Затем я выбираю точки в областях, которые хочу скорректировать в модели CAD, и PolyWorks автоматически сопоставляет их с соответствующими точками на отсканированной детали. Наконец, я устанавливаю процент компенсации, и PolyWorks выполняет все расчеты за меня, компенсирует точки автоматического сопоставления и создает новую сетку для модели CAD», - сказал Рид.
После внесения изменений данные были импортированы в CATIA®, чтобы использовать их для модификации конструкции штампа и создания новых траекторий обрабатывающего инструмента. Затем команда приступила ко второму циклу обработки, штамповки и 3D-сканирования. Рид сказал: «Даже с системой сканирования нам потребовалось шесть итераций штампа, чтобы правильно сделать эту деталь, - при этом он тут же добавил, - а без него это было бы более чем вдвое больше».
После завершения работы Majestic была рада, что согласилась выполнить этот сложный проект, а заказчик остался очень доволен результатами. По словам Рида, Majestic Industries всегда следила за технологиями, и он считает, что это во многом обеспечивает ее успех.
PolyWorks|Inspector™
PolyWorks|Modeler™