POVZETEK

Koordinirani nadzor žigovanja z merilnim strojem je postopek visoke natančnosti za nadzor kakovosti, ki se uporablja za preverjanje natančnosti dimenzij ploščavnih kovin proti 3D CAD modelom. CMM omogoča proizvajalcem, da z natančnostjo na mikronski ravni odkrijejo zapletene napake v žigovanju, kot so napake v vrnitvi, upogibanju in položaju luknje. Ta metoda je ključnega pomena za potrjevanje skladnosti s standardi za geometrijsko razmerjanje in tolerance (GD&T) pred množično proizvodnjo.

Inženirji lahko z uporabo koordinatnega merilnega stroja (CMM) analizirajo površinske profile in linije za obrezovanje, ki jih ročna orodja ne opazijo. Ta priročnik zajema tehnično izvajanje CMM za tesnjene dele, kako razlagati poročila o pregledu in kdaj izbrati CMM namesto 3D laserskega skeniranja.

Vloga CMM pri nadzoru kakovosti metalnega žigosanja

V svetu avtomobilske in letalske proizvodnje, kjer je veliko vlog, so stampirani deli izziv za nadzor kakovosti. Za razliko od strojenih sestavnih delov, ki so trde in prismatične, je stampirana plošča pogosto prožna in podvržena zapletenim fizičnim izkrivljanjem. A koordiniranje inšpekcijskega pregleda žigovanja z merilnim strojem služi kot končno orodje za potrjevanje, ki premika vrzel med digitalnim oblikovanjem in fizično resničnostjo.

Glavna funkcija CMM v tem kontekstu je količinsko določiti geometrijske značilnosti, ki jih ročna orodja ne morejo zanesljivo izmeriti. Stampirani deli imajo pogosto prostobrnano površino in zapletene krivulje, ki zahtevajo 3D preverjanje. Po podatkih Sinoway Industry , CMM so bistvenega pomena za preverjanje združljivosti "v bodisi v belem", da se zagotovi popolna združljivost posameznih plošč med končno montažo. Brez te ravni natančnosti lahko manjše odstopanja v razdalji luknje ali profilu površine vodijo do katastrofalnih okvar v montaži.

Odkrili so pogoste napake v pečatanju

Robusten protokol CMM preverjanja je zasnovan za odkrivanje specifičnih napak, ki so prisotne pri postopku hladnega oblikovanja. Te vključujejo:

• Povračilo oblike: Nagnjenost kovine, da se po upogibanju vrne v prvotno obliko, kar povzroči odstopanje od nominalnega CAD modela.
• Napake pri položaju lukenj: Nepravilna poravnava zaradi premika žage ali raztezanja materiala med presovalnim ciklusom.
• Odstopanja obrezovanja: Nepravilni robovi, ki nastanejo zaradi obrabljenih orodij ali neustrezne namestitve.
• Napake površinskega profila: Zvijanje ali torzija, ki presega določene tolerance profila.

Z zgodnjim odkrivanjem teh težav lahko proizvajalci prilagodijo načrtovanje orodij in nastavitve pres, preden se odločijo za serijo velike količine, s čimer znatno zmanjšajo delež odpadkov in stroške popravkov.

Tehnična izvedba: Poravnava in vpenjanje

Uspešno merjenje žigosane komponente zahteva več kot le umerjeno napravo; zahteva globoko razumevanje fizike poravnave. Pločevinski deli so pogosto nelogi, kar pomeni, da se njihova oblika lahko spremeni glede na način podpore. Zato sta držalo in strategija poravnave ključna za ponovljive rezultate.

Strategija poravnave RPS

Pri avtomobilskih delih je Referenčni točkovni sistem (RPS) standardna metoda poravnave. Kot opisuje 3D-Scantech , RPS-poravnava uporablja določene značilnosti – kot so luknje, žlebovi ali površinske točke – da zaklene del v koordinatni sistem, ki posnema njegovo končno sestavno lego. To zagotavlja, da meritveni podatki odražajo dejansko delovanje dela v vozilu, namesto le njegove lege v prostem stanju.

Merjenje v napetem in prostem stanju

Ena najbolj razpravljanih tem pri CMM pregledu žigosanih delov je, ali je treba dele meriti v »prostem stanju« ali »napetem stanju«.

• Prosto stanje: Del je postavljen na mizo z minimalno podporo. To razkrije dejansko, sproščeno obliko kovine, vendar lahko pokaže odstopanja, povzročena s težnostjo ali ostankom napetosti.
• Omejeno stanje: Del je pritrjen na specializirano opremo, ki simulira njegovo namestitveno okolje. To je pogosto potrebno za fleksibilne dele, kot so vrata plošč ali haube, da se preveri, ali bodo izpolnjevala specifikacije, ko bodo privinjena.

Proizvajalci vrhnje ravni, kot je Shaoyi Metal Technology , uporabljajo te napredne tehnike poravnave in pritrditve, da premostijo vrzel med hitrim prototipiranjem in serijsko avtomobilsko proizvodnjo. Z uveljavljanjem strogih standardov, kot je IATF 16949, zagotavljajo, da vsak vodilni rok in podokvir izpolnjuje globalne zahteve OEM-ov, ne glede na to, ali gre za serijo 50 prototipov ali milijone serijsko proizvedenih enot.

Kako brati poročilo o CMM preverjanju

Razlaga izhoda CMM-ja je pomembna veščina za inženirje kakovosti. Standardno poročilo o pregledu primerja Nominalni (idealne) podatke iz CAD modela z dejanskimi Trenutni (izmerjeni) podatki iz fizičnega dela. Razumevanje postavitve teh poročil zagotavlja, da lahko hitro prepoznaš kritične napake.

Glede na podroben vodnik od GD Prototyping , obsežno poročilo navadno vključuje glavo s stopnjami revizije dela in telo, ki vsebuje podatke o značilnostih po vrsticah. Najpomembnejši stolpca za analizo sta Odstopanje in Izhod iz tolerance (OUTTOL).

Pri pregledu zahtevkov GD&T bodite še posebej pozorni na "Profil površine" in "Dejanski položaj". Pri žigosanih delih odstopanje profila površine pogosto kaže na težave z vzmetjo, medtem ko napake dejanskega položaja običajno kažejo na težave s prebodnim matrico ali locirnimi zatiči.

CMM proti 3D laserskemu skeniranju za žigosanje

Čeprav so CMM-ji zlati standard za natančnost, si 3D lasersko skeniranje pridobiva priljubljenost za določene aplikacije. Razumevanje prednosti vsake tehnologije pomaga pri izbiri ustreznega orodja za opravilo.

Natančnost taktilnega CMM-ja

Tradicionalni taktilni CMM-ji, ki uporabljajo tipalno sondo, ponujajo neprimerljivo točnost. Duggan Manufacturing opozarja, da so visoko razviti CMM-ji natančni do 5 mikronov (0,005 mm). Zato so najboljša izbira za pregled kritičnih lastnosti z ožjimi tolerance, kot so ležajni vrtini ali montažne luknje, kjer šteje posamezen mikron.

Hitrost laserskega skeniranja

Nasprotno pa 3D laserski skenerji zajamejo milijone podatkovnih točk v nekaj sekundah in ustvarijo gost »oblak točk« ali temperaturno kartografijo. To je še posebej uporabno za analizo povratnega ukrivljanja po večji površini, na primer pokrovu avtomobila. Temperaturna karta omogoča takojšnjo vizualno predstavitev tega, kje je del višji ali nižji glede na CAD model. Skeniranje pa je praviloma manj natančno, s tipično natančnostjo okoli 20 mikronov (0,02 mm).

Okvir za odločanje

• Uporabite CMM, kadar: Morajo biti potrjeni določeni GD&T dopustki, meriti premeri lukenj z visoko natančnostjo ali izvesti končni pregled ključnih povezovalnih elementov.
• Uporabite skeniranje, kadar: Morate odpravljati napake oblik kalibrov, vizualizirati globalno upogibanje/odskok ali fizični del pretvoriti nazaj v CAD model.

Zaključek

Preverjanje žiganja z merilnim strojem s koordinatami ni le preveritveni korak; gre za diagnostično orodje, ki spodbuja izboljšanje procesa. Z natančnim zajemanjem podatkov o povratku po oblikovanju, rezih in položajih lukenj lahko proizvajalci popravljajo svoje žigalne matrice, da dosežejo dosledno kakovost. Ne da uporabljajo taktilni CMM za preciznost na ravni mikronov ali 3D skeniranje za analizo površin, ostaja cilj enak: zagotavljanje, da vsak izžigani del ustreza strogi zahtevam sodobnega inženiringa.

Za proizvajalce, ki krmarijo po zapletenostih dobavnih verig v avtomobilski ali letalski industriji, je ključno sodelovanje s strokovnjaki za izdelavo, ki razumejo te protokole pregledovanja. Če se pravilno izvede, CMM pregled pretvori surove podatke v uporabna dognanja in zagotovi celovitost končne sestave.

Pogosta vprašanja

1. Katera je razlika med CMM in ročnim merjenjem?

Ročno merjenje, kot je uporaba šublerjev ali kontrolnih pritrdil, omogoča hitre preverjanje določenih dimenzij, vendar je omejeno zaradi človeških napak in nemogočnosti merjenja kompleksnih 3D krivulj. CMM uporablja računalniško krmiljeno sondo za merjenje geometrije v 3D prostoru, kar zagotavlja višjo natančnost in možnost preverjanja GD&T navodil, kot so profil površine in dejanski položaj.

2. Koliko stane CMM pregled?

Cena CMM pregleda se razlikuje glede na zapletenost dela in opremo, ki se uporablja. Prenosni CMM-i lahko stanejo od 10.000 do 150.000 USD pri nakupu, medtem ko se storitve izvedene izven podjetja običajno obračunavajo po urnem postavku. Dejavniki, ki vplivajo na stroške storitve, vključujejo čas programiranja, zahteve glede pritrdil in število lastnosti, ki jih je treba preveriti.

3. Zakaj je RPS poravnava pomembna za žigosane dele?

Poravnava RPS (sistema referenčnih točk) je ključna, ker se kovinski deli lahko upognejo. Z poravnavo dela z enakimi izhodiščnimi točkami (odpoki / površinami), ki bodo uporabljene tudi pri končni sestavi, meritve CMM simulirajo stanje vgrajenega dela. To zagotavlja, da podatki odražajo funkcionalnost in ne le obliko dela v prostem stanju.