智能制造方案成倍提升燃?xì)廨啓C(jī)組件生產(chǎn)效率

　　Doncasters Precision Castings – Deritend是工業(yè)用燃?xì)廨啓C(jī)葉片熔模鑄造和機(jī)械加工領(lǐng)域的領(lǐng)先供應(yīng)商，其葉片產(chǎn)品采用鎳鈷超耐熱合金制造。

　　該公司致力于長遠(yuǎn)發(fā)展，并通過在精益生產(chǎn)和快速原型領(lǐng)域的持續(xù)投資，確保實(shí)現(xiàn)其發(fā)展目標(biāo)。隨之而來的結(jié)果是，客戶對Doncasters提供的機(jī)加工服務(wù)的需求大幅增加，這進(jìn)而又促進(jìn)了公司熔模鑄造業(yè)務(wù)的發(fā)展。這些強(qiáng)勁的需求也促使公司投資兩百多萬英鎊升級基礎(chǔ)設(shè)施并購置Mazak機(jī)床和加工軟件，以高效率地加工超過14種新產(chǎn)品。

Doncasters Precision Castings – Deritend公司制造車間

背景

　　在投資購買Mazak五軸加工中心之前，Doncasters采用傳統(tǒng)的三軸加工中心搭配固定式夾具來執(zhí)行類似的生產(chǎn)作業(yè)。這些工序不僅非常耗時(shí)，還要求機(jī)床操作人員具有很高的技能水平。例如一個(gè)典型的噴嘴組件，包括設(shè)定和加工在內(nèi)的生產(chǎn)周期為四個(gè)小時(shí)，這樣的產(chǎn)能遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了日益增長的客戶需求。此外，固定式夾具還被公司的工程師們視為是過時(shí)的技術(shù)，也是一種成本昂貴的解決方案。因此，公司決定在產(chǎn)品加工能力方面進(jìn)行一次重大投資 — 他們訂購了三臺Mazak VORTEX i-630V/6立式加工中心。Doncasters可以利用這些機(jī)床在企業(yè)內(nèi)部完成加工作業(yè)，從而為客戶提供一站式的解決方案。

　　作為投資的一部分，Doncasters在這些機(jī)床上裝配了雷尼紹RMP600高精度測頭，這些測頭采用了雷尼紹擁有專利的RENGAGE?應(yīng)變片技術(shù)。在測量復(fù)雜的3D形狀和輪廓時(shí)，這些測頭能夠提供無與倫比的亞微米級精度，因此非常適合完成這些加工作業(yè)。然而，在最初部署這些新設(shè)備時(shí)，Doncasters就已認(rèn)識到他們將需要額外的技術(shù)支持，于是雷尼紹聯(lián)系了其關(guān)聯(lián)公司MSP計(jì)量軟件產(chǎn)品有限公司。

挑戰(zhàn)

　　Doncasters面臨的挑戰(zhàn)是提高“一次性加工成功”的工件比率，從而提升整體生產(chǎn)效率，因此他們需要盡可能消除產(chǎn)生誤差的隱患。Doncasters的工程部門經(jīng)理Ollie Macrow解釋道：“在加工這些價(jià)值10,000英鎊的鉻鎳鐵合金鑄件時(shí)，最好是我們能在切削開始之前，就可拍胸脯保證加工出的零件不會有問題。同時(shí)也要考慮成本因素：除了鑄件成本之外，還有損失的時(shí)間，考慮到材料性質(zhì)，加工過程本身的成本也相對較高。此外，某些加工組件無法返工，因此一旦發(fā)生錯誤，就必須報(bào)廢。我們知道必須測量工件，但我們面臨的挑戰(zhàn)是，找到在不使用固定式夾具的前提下成功測量的方法?！备鼮榧值氖牵镜臏y頭測量經(jīng)驗(yàn)十分有限，之前僅利用測頭做一些基本的定位調(diào)整和簡單的平面校直操作，因此雷尼紹的幫助和指導(dǎo)對其至關(guān)重要。

Doncasters Precision Castings – Deritend公司的工程部門經(jīng)理Ollie Macrow正在檢查基準(zhǔn)設(shè)定結(jié)果

　　同時(shí)，Doncasters還希望不再使用成本昂貴且設(shè)定費(fèi)時(shí)的固定式夾具?！肮潭ㄊ綂A具存在許多問題：成本昂貴;要有較高的技能水平才能準(zhǔn)確定位工件;如果夾具損壞，由于工件無法對準(zhǔn)，加工過程將無法繼續(xù);因此必須頻繁地對夾具進(jìn)行維護(hù)以保持其良好性能，而這又會增加時(shí)間和成本。我們希望使用更加精簡的模塊化裝夾系統(tǒng)來替代這些夾具，以減少設(shè)定過程中的人工介入，”O(jiān)llie繼續(xù)說道。此外，

　　Doncasters還必須確保完成生產(chǎn)目標(biāo)，因此縮短工件找正時(shí)間成為引進(jìn)Mazak機(jī)床的關(guān)鍵考慮因素。

　　Doncasters使用這些新機(jī)床在內(nèi)部完成大部分加工作業(yè)，但仍有一些輔助性的作業(yè)需要外包。公司希望通過提高生產(chǎn)效率，未來將這些外包作業(yè)放在企業(yè)內(nèi)部完成?！斑@將對我們的生產(chǎn)效率產(chǎn)生積極影響。如果我們可以自己加工，就不必把工件發(fā)出去讓其他公司加工，然后再等兩天才能收到加工好的工件，”O(jiān)llie解釋道。

解決方案

　　在對Doncasters的業(yè)務(wù)進(jìn)行全面分析之后，雷尼紹的應(yīng)用工程師認(rèn)為，MSP的NC-PerfectPart和NC-Checker軟件結(jié)合RMP600測頭，將是能夠滿足Doncasters要求的最佳綜合解決方案。這一硬件和創(chuàng)新軟件的組合有助于用戶在切削工件之前，確定工件定位誤差和機(jī)床的幾何性能誤差。第一步是“繪制”機(jī)床工作坐標(biāo)，以創(chuàng)建基準(zhǔn)。NC-Checker可在執(zhí)行機(jī)床五軸檢查之前，檢查測頭的性能，這就確保了在找正和切削工件之前，測量和加工性能均不會超出設(shè)定的公差。機(jī)床檢查可定期執(zhí)行，每次只需數(shù)分鐘即可完成。隨著時(shí)間的推移，這些檢查可確保機(jī)床的工作參數(shù)始終正確無誤并加工出合格的工件。

NC-Checker月度基準(zhǔn)設(shè)定屏幕

RMP600機(jī)床測頭測量葉片位置

　　NC-PerfectPart可解決機(jī)床上因工件找正欠佳所導(dǎo)致的問題。這對于形狀不規(guī)則的復(fù)雜工件，以及需進(jìn)行五軸加工的工件而言至關(guān)重要。找正這些工件會非常耗時(shí)，同時(shí)難以做到準(zhǔn)確一致?，F(xiàn)在，操作人員可以根據(jù)工件的CAD文件創(chuàng)建供RMP600使用的測量程序，上述難題因此可迎刃而解。

　　首先利用測頭測量數(shù)據(jù)找正工件，以消除工件在機(jī)床上的定位偏差。隨后，找正數(shù)據(jù)將被上傳到機(jī)床控制器;機(jī)床自動計(jì)算補(bǔ)償，以生成與工件位置完美匹配的加工程序。工件找正過程是完全自動化的，這意味著夾具在加工過程中所起的作用不再那么重要;所有手動設(shè)定誤差均可被消除 — 即使是最為復(fù)雜的工件，找正所需的時(shí)間也將縮短至幾分鐘。

　　此外，在加工過程的初始階段，便可將材料狀況、托盤裝載系統(tǒng)性能和溫度等要素考慮在內(nèi)，以進(jìn)一步降低生產(chǎn)出不合格零件的風(fēng)險(xiǎn)。

　　完成切削之后，NC-PerfectPart便可在機(jī)內(nèi)驗(yàn)證成品工件的精度，此工序可在將工件從機(jī)床上取下并放入坐標(biāo)測量機(jī)執(zhí)行檢查之前完成。

結(jié)果

　　在添置RMP600和MSP軟件之前，找正和加工一個(gè)典型的工業(yè)用燃?xì)廨啓C(jī)噴嘴工件需要花費(fèi)四個(gè)小時(shí)。現(xiàn)在Doncasters可在兩個(gè)小時(shí)內(nèi)完成相同工件的測量、加工和檢測工作，生產(chǎn)效率因此提高了50%。對于更為復(fù)雜的工件，以前的加工時(shí)間會長達(dá)八個(gè)小時(shí)，并且需要高水平的操作人員在一旁全程監(jiān)控。如今加工這些工件也只需要兩個(gè)小時(shí)，這與加工簡單工件的用時(shí)相同，因此可節(jié)省更多成本。通過與雷尼紹和MSP合作，Doncasters改進(jìn)了工件找正系統(tǒng)，取得了更好的成果;同時(shí)，機(jī)內(nèi)測量數(shù)據(jù)、坐標(biāo)測量機(jī)測量數(shù)據(jù)以及Bluelight系統(tǒng)掃描數(shù)據(jù)之間的相互關(guān)聯(lián)程度也得以提升。

　　在談到取得的成效時(shí)，Ollie Macrow解釋道：“結(jié)果令人鼓舞，但是如果沒有雷尼紹和MSP的幫助，我們就無法取得今天的進(jìn)步?！?/FONT>