光學(xué)計(jì)量讓生產(chǎn)過程得到全方位改進(jìn)
如今,汽車和航空航天領(lǐng)域面臨的壓力日趨加大,制造商們必須努力提高燃油效率,提升環(huán)境績效表牲,這使得他們對復(fù)合材料的需求與日俱增。然而扼褪,復(fù)合材料產(chǎn)品的生產(chǎn)是一個(gè)復(fù)雜的過程想幻,需要完成諸多截然不同的工序。
每道工序都可能出現(xiàn)零件收縮话浇、變形脏毯、厚度誤差和工具缺陷等質(zhì)量問題闹究。這不僅極大增加了質(zhì)量控制團(tuán)隊(duì)的壓力,也對其坐標(biāo)測量機(jī)(CMM)提出了更為苛刻的要求食店。事實(shí)上渣淤,大量使用CMM勢必會(huì)在生產(chǎn)初期增加許多往復(fù)工作,引發(fā)瓶頸效應(yīng)吉嫩,進(jìn)而妨礙制造過程順利進(jìn)行价认。再加上,復(fù)合材料制造過程工序繁多自娩,也為查找問題工序帶來極大挑戰(zhàn)用踩。因此這意味著,需要不斷地對復(fù)合材料制造的零部件進(jìn)行反復(fù)修改椒功,直至達(dá)到客戶的要求捶箱、規(guī)范和公差標(biāo)準(zhǔn)趋肖。這樣硫舞,會(huì)因測量設(shè)備的缺陷和誤差而導(dǎo)致難以通過首件檢測(FAI)或生產(chǎn)件審批程序(PPAP),從而造成時(shí)間耗費(fèi)乍询、成本增加铅惋、工期延誤,并影響客戶滿意度椰锹。
解決方案
計(jì)量是確保復(fù)合材料質(zhì)量的最佳方法泪滥。最常用的計(jì)量儀器是CMM。傳統(tǒng)的CMM固定在地面啰蹲,速度往往較慢园凫,需要將待測零部件移動(dòng)到測量工具上。在工業(yè)環(huán)境中懒竖,復(fù)合材料制成的零部件通常體積龐大十碗,難以移動(dòng)。這種測量系統(tǒng)無疑難以提供最快的速度(就編程和操作次數(shù)而言)舅洋,以及最高的便捷性(相對于行業(yè)通常的容差標(biāo)準(zhǔn)而言汉惫,其精度水平過高)。因此著摔,能夠在車間環(huán)境中直接完成質(zhì)檢的計(jì)量設(shè)備才是理想之選缓窜。
便攜式CMM(如測量臂、激光跟蹤器和光學(xué)CMM)支持這種方式的3D測量谍咆。便攜式CMM具有易操作禾锤、速度快等優(yōu)勢,因而更適合在中間環(huán)節(jié)進(jìn)行測量摹察,可顯著提升質(zhì)檢效果时肿。
然而庇茫,所有這些測量工作都必須在車間環(huán)境中完成。車間環(huán)境往往復(fù)雜多變螃成,并且難以建立固定的測量設(shè)置旦签,這意味著在實(shí)踐中使用臂式CMM和激光跟蹤儀不具可行性。如果被測零部件在測量過程中發(fā)生移動(dòng)寸宏、振動(dòng)或搖晃宁炫,3D檢測和質(zhì)檢結(jié)果將會(huì)失效。
便攜式光學(xué)CMM可以完美解決復(fù)合材料制造過程中的這些挑戰(zhàn)氮凝。事實(shí)上羔巢,這也是唯一符合現(xiàn)實(shí)工業(yè)環(huán)境特定質(zhì)檢要求的3D測量系統(tǒng)。除了便于攜帶的優(yōu)點(diǎn)外黎蠢,光學(xué)計(jì)量的測量精度不受環(huán)境不穩(wěn)定因素的影響霹早。因此,光學(xué)CMM無需固定的測量設(shè)置岔歼,而且測量范圍相對標(biāo)準(zhǔn)便攜式CMM更為更廣秋贤,甚至可以在測量過程中進(jìn)行擴(kuò)展。
接觸式和非接觸式測量的完美組合
便攜式CMM可以輕松集成檢測(接觸式測量)和3D掃描(非接觸式測量)功能帘既,從而將兩者的優(yōu)勢集于一身爬喝。當(dāng)僅需執(zhí)行夾具調(diào)整、關(guān)鍵特征檢測等特定測量時(shí)顷敞,可以發(fā)揮檢測功能操作易程鸵、速度快的優(yōu)勢,而當(dāng)需要執(zhí)行完整零部件檢測(FAI蒜吱、PPAP频僵、變形分析等)時(shí),則可以利用3D掃描儀產(chǎn)生的巨大數(shù)據(jù)量诚凰。
振動(dòng)是生產(chǎn)車間中的普遍現(xiàn)象嫌术。振動(dòng)可能來自附近的公路和鐵路、生產(chǎn)和裝運(yùn)設(shè)備以及操作人員的操作梳侨。質(zhì)量控制設(shè)備具有微米級(jí)的精度蛉威,因此如果不使用光學(xué)CMM,這些振動(dòng)勢必對測量系統(tǒng)造成影響走哺。光學(xué)計(jì)量系統(tǒng)由光學(xué)跟蹤器和反射靶組成蚯嫌,可通過對被測零部件和測量設(shè)備進(jìn)行同步光學(xué)跟蹤來實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)參考。光學(xué)反射靶用于創(chuàng)建一個(gè)鎖定到零部件本身的參考系統(tǒng)丙躏,以消除物體在檢測和掃描過程中移動(dòng)所造成的影響择示。這樣,無論環(huán)境是否穩(wěn)定、用戶經(jīng)驗(yàn)水平如何栅盲、測量設(shè)置是否固定汪诉,測量系統(tǒng)都能保持始終不變的精度等級(jí)。
可擴(kuò)展的測量范圍
傳統(tǒng)CMM的測量區(qū)域因機(jī)械設(shè)計(jì)的局限性而限定在工作臺(tái)上谈秫,測量臂的測量范圍則受到最大可到達(dá)點(diǎn)的限制扒寄。而便攜式光學(xué)CMM的測量范圍可以進(jìn)行擴(kuò)展,并且無需進(jìn)行額外的對齊或操作私免。只要光學(xué)跟蹤器鎖定目標(biāo)木冈,即可移動(dòng)測量系統(tǒng)。這種系統(tǒng)具有能夠輕松檀抡、動(dòng)態(tài)擴(kuò)展的靈活測量范圍演易,可確保始終如一的精度,也無需采用任何傳統(tǒng)的蛙跳法园溃,非常適用于零部件需要經(jīng)常移動(dòng)的大型復(fù)合材料零部件生產(chǎn)環(huán)境坝偶,為操作人員帶來極大方便。最后冲雾,無線測頭可由操作人員自由操縱醉檐,不與多關(guān)節(jié)臂、三角架或夾具相連槽叮,方便相關(guān)人員在生產(chǎn)過程的各道工序進(jìn)行質(zhì)量控制磷像。
結(jié)果
綜上所述涩霞,光學(xué)計(jì)量可以簡化復(fù)合材料零部件的測量和質(zhì)檢工作津贩。這項(xiàng)便攜技術(shù)可以在生產(chǎn)過程的各個(gè)階段全面提升測量的效率與可靠性,優(yōu)化質(zhì)量控制效果睦绍。借助這項(xiàng)技術(shù)尝江,操作人員可以在生產(chǎn)車間直接進(jìn)行零部件測量并且不受測量范圍的限制,并減少對齊和相關(guān)操作英上,從而降低誤差累積炭序、減輕質(zhì)量控制操作人員的壓力、減少CMM瓶頸苍日,最終提高生產(chǎn)效率惭聂。
借助光學(xué)計(jì)量,制造商可以提供更加完善的書面檢測報(bào)告相恃,從而促進(jìn)和加快客戶的驗(yàn)證和審批過程辜纲。此外,引入光學(xué)便攜式CMM后拦耐,可以將固定式CMM解放出來耕腾,用于進(jìn)行更高精度的測量工作,從而避免傳統(tǒng)測量設(shè)備會(huì)出現(xiàn)的工作負(fù)荷瓶頸。
光學(xué)便攜式CMM滿足了復(fù)合材料制造的特定需求扫俺,將改進(jìn)生產(chǎn)過程的每道工序苍苞,提升優(yōu)質(zhì)復(fù)合材料產(chǎn)品的開發(fā)效率與速度。
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