車間型測量機在動力總成檢測的應(yīng)用
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在整個動力總成加工制造環(huán)節(jié)，零件加工的節(jié)拍將精確到“秒”， 如此快節(jié)奏的生產(chǎn)過程要求快速、準確的提供檢測報告。測量報告的快速呈現(xiàn)，可以有效控制產(chǎn)品的質(zhì)量和防止制造產(chǎn)品的批量報廢。同時，通過現(xiàn)代化的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)使車間型測量機成為生產(chǎn)過程的一部分，車間型測量機在完成工件測量后將在軟件窗口通過圖形化的標識和數(shù)字化報告快速呈現(xiàn)被檢測零件合格與否，同時將通過網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)上傳至用戶的數(shù)據(jù)庫管理中心，如： 目前在全球動力總成方面應(yīng)用廣泛的Q-DAS 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。
本文將介紹來自?？怂箍涤嬃康腉lobal Silver SF 測量系統(tǒng)在先進動力總成生產(chǎn)線中的配備過程及在制造工程中有效應(yīng)用。
動力總成檢測規(guī)劃階段
項目規(guī)劃人員將確定在線CMM 設(shè)備的數(shù)量，以確保測量效率與加工、抽檢頻次有效配合，主要考慮測量設(shè)備的動態(tài)性能，如空間運動速度與空間運動加速度、探頭的掃描速度和加速度等。根據(jù)工件的制造精度和加工環(huán)境確定測量設(shè)備的精度及設(shè)備類型，主要考慮測量設(shè)備MPEE, MPEP， MPETHP/t 等ISO-10360 指標以及探測系統(tǒng)的承載能力( 懸掛加長桿和探針的重量及長度)。
同時，根據(jù)用戶現(xiàn)場的需求配備相關(guān)輔助系統(tǒng)，如：用于車間環(huán)境下穩(wěn)定電壓、氣壓的PUP 系統(tǒng)，用于用戶進行快速、安全更換工件的上下料系統(tǒng)，用于確保工件測量狀態(tài)和穩(wěn)定性的夾具系統(tǒng)和用于適應(yīng)車間環(huán)境防塵等。
Global Silver SF 機型擁有866mm/s 的空間移動速度和2600mm/s2 的空間加速度，與加工效率完美匹配。所配備的Leitz LSP-X5 系列探頭，支持最大負重500 克，最大加長長度500 mm，將確保動力總成部件在高精度條件下一次性完成接觸掃描測量。
不是任意一款測量系統(tǒng)都適應(yīng)生產(chǎn)車間的環(huán)境的。按照車間規(guī)劃及成本考慮，生產(chǎn)車間對溫度控制一般在15℃ 至30℃之間。測量系統(tǒng)在生產(chǎn)車間安裝后，將根據(jù)控制計劃的要求編輯完成測量程序，按照前期規(guī)劃的要求控制檢測的節(jié)拍。
在車間環(huán)境下完成機器精度及測量程序驗證，其中最重要的驗證是按MSA 要求完成測量設(shè)備的GR&R。GR&R 指標由重復性和再現(xiàn)性兩項指標組成，廣義上可理解為這兩項指標的誤差值占尺寸總公差的10%，就可視為測量系統(tǒng)通過。
GR&R 的通過，確定了測量系統(tǒng)可以用于生產(chǎn)線的驗收及生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制。由于GR&R 測試使用加工工件并涵蓋整個零件尺寸，整個測試過程一般會超過48 小時。在寬溫度環(huán)境下，測量系統(tǒng)的寬溫帶設(shè)計及溫度補償功能，在整改測試環(huán)節(jié)中會起到至關(guān)重要的作用。Global Silver SF 機型配備結(jié)構(gòu)性溫度補償系統(tǒng)，是針對時間/ 空間溫度波動進行測量結(jié)果補償?shù)男录夹g(shù)。
基于15 個溫度傳感器( 測量機上14 個、工件上1 個) 所組成的網(wǎng)絡(luò)，可識別測量機和被測工件溫度的變化并對測量結(jié)果進行補償。這種技術(shù)不僅考慮了材料的自然線性擴張，也通過測量機的數(shù)學模型， 考慮了復雜結(jié)構(gòu)的變化。因此測量機可在15 - 35°C 的寬溫度范圍內(nèi)進行測量；圖1 中展示在42 小時溫度漸變中結(jié)構(gòu)型溫度補償系統(tǒng)的表現(xiàn)。
在這個過程中，車間型測量機將提供測量數(shù)據(jù)，用于生產(chǎn)制造設(shè)備供應(yīng)商調(diào)整加工設(shè)備。在此階段，測量系統(tǒng)大約需要在車間環(huán)境下連續(xù)工作60 天左右，測量系統(tǒng)的誤差將直接影響Cm、Cmk 能力指數(shù)。其中環(huán)境溫度的變化對整個測試過程的影響最大。
同時，測量軟件將提供設(shè)備驗收支持的用戶界面及產(chǎn)生符合Q-DAS 規(guī)范的數(shù)據(jù)報告。通過車間型測量機提供的首件(1part)、5parts、50parts 數(shù)據(jù)，質(zhì)量工程師會通過在Q-DAS 軟件中按照要求進行能力分析，以判斷生產(chǎn)制造設(shè)備是否可以通過驗收。
通常使用能力指數(shù)Cm、Cmk表示。(PQC 尺寸能力一般要求在2.0 以上，STD 尺寸能力一般要求在1.33 以上)。
車間型CMM 用于PPAP 階段
當生產(chǎn)設(shè)備完成驗收后，用戶將使用加工機床連續(xù)加工至少250 個工件，然后通過每2 件或5 件的方式，用車間型CMM 抽檢，一般需要得到至少125 個工件的Q-DAS 數(shù)據(jù)。
質(zhì)量工程師通過在Q-DAS 軟件中按照要求進行能力分析。通常使用能力指數(shù)Pp、Ppk 表示。(PQC 尺寸能力一般要求在1.67 以上，STD 尺寸能力一般要求在1.33 以上)，判斷是否可以進入SOP 階段。
評估報告的數(shù)據(jù)顯示，在這個階段， 測量系統(tǒng)將連續(xù)運行約120 個小時左右， 測量的效率以及車間的溫度變化都將影響PPAP 階段的進程。同時，測量設(shè)備誤差也將直接影響Pp、Ppk 的結(jié)果。換言之，測量系統(tǒng)的誤差比越小，越能真實地反映加工線的加工能力。
完成PPAP 后，已確定生產(chǎn)線處于統(tǒng)計受控狀態(tài)。此時，車間型CMM 系統(tǒng)將用于生產(chǎn)過程的工件抽檢環(huán)節(jié)。這個測量過程是一個長期恒定的檢測過程。整個檢測周期會跨越4 個季節(jié)，也就意味著測量系統(tǒng)將經(jīng)歷15℃至30℃的漸變過程，這對測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性提出了更高的要求。
現(xiàn)場操作人員將根據(jù)質(zhì)量工程師和現(xiàn)場ME 的要求，對生產(chǎn)制造工件首件、中件、末件、不定期抽查件和換刀件、換型件進行檢測。
車間型CMM 軟件操作界面將提供一切可以用于追查質(zhì)量的輔助信息交付窗口，如：為用戶提供2D matrix 掃描槍， 用戶可使用掃描槍掃描噴在零件上的2D 碼，軟件將根據(jù)2D matrix 的編碼信息自動完成測量程序的選擇、生產(chǎn)線編號等， 提供可選擇的測量目的以及操作者的信息等等。
車間型CMM 軟件操作界面還將提供用戶選擇測量程序的交付窗口，通過該窗口用戶可以根據(jù)需求按工序測量、按刀具測量、按項目或尺寸測量。在提高檢測效率的同時降低操作復雜性和出錯概率。(end)
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