Когда приходится выполнять измерения с высокой точностью при работе в три смены, медленные и трудоемкие процессы традиционной технологии измерения могут начать испытывать ваше терпение, ухудшая эффективность и производительность. Благодаря "квантовому скачку" в области измерительной техники, традиционная швабская компания Stihl теперь значительно ускорила проверку качества коленвалов и шатунов на их главном заводе в Вайблингене, Германия. Они используют координатно-измерительную машину (КИМ) Leitz PMM-C 3D и сложное программное обеспечпозволяющие оператору выполнять автоматический контроль самых сложных измерений.ение.
Будь то простая "рабочая лошадка" на лесоповале, надежное устройство для мастеров-"самоделкиных", многофункциональный мощный инструмент, используемый армией и полицией или пожарными и спасательными бригадами в качестве средства спасения -- мотопилы Stihl востребованы во всем мире. Действительно, иногда требовалось фрахтовать целые грузовые самолеты, чтобы удовлетворить огромный спрос на мотопилы в Канаде и США.
Тем не менее, мировой лидер в производстве мотопил должен делать гораздо больше. Stihl Group разрабатывает, изготавливает и продает разнообразные механизированные инструменты для лесного и сельского хозяйства, а также для ландшафтных работ, строительства и личного использования. Ассортимент ее продукции простирается от строительных фенов до болгарок и от сверлильного оборудования до оборудования для чистки -- всего свыше 10 групп продуктов.
Основанная в 1926 году и находящаяся в г. Вайблинген-Нойштадт, Германия, швабская семейная компания сейчас насчитывает около 15000 сотрудников, работающих во всех точках земного шара, а ее оборот за 2015 год превышает 3 миллиарда евро. В это же время, ее мировые инвестиции, в сумме составившие в 2015 году 235 миллионов евро, стали новым рекордом в истории компании. В добрых традициях швабского предпринимательского духа, все инвестиции принципиально делались за счет собственных средств компании. Перед тем как принималось решение, они также тщательно рассматривались с позиций экономичности, эффективности и будущей надежности.
Инвестиционный план включал в себя Фабрику 1, расположенную в основном городе компании -- Вайблингене, где успешный 2015-й год STIHL увенчался в Crank Drive Centre "квантовым скачком" в области измерительной техники - заменой имеющегося оборудования на координатно-измерительную машину с ультра-высокой точностью.
Сердце механических инструментов Stihl, коленвал и шатун изготавливаются в Crank Drive Centre. Совершенная работа этих деталей является основой оптимальной работы и отсутствия вибрации, а также легендарно долгого срока службы всех двигателей Stihl.
«То, что мы здесь производим, является центральными прецизионными деталями с самыми строгими допусками, в пределах микрона», разъясняет Штефан Баумерт (Stefan Baumert), руководитель отдела планирования качества кривошипных приводов на Фабрике 1 STIHL в Вайблингене.
Огромный опыт работы как результат многократных изменений инструмента
«Обычно мы выполняем тестирование одновременно с серийным производством, также как и инспекцию», продолжил дипломированный инженер. «В первую очередь сюда входит измерение формы и положения, а также проверка округлости, параллельности и цилиндричности, если мы говорим о наиболее важных характеристиках. Здесь требуется большая сноровка и терпение; именно с этой проблемой мы столкнулись, особенно в части тестирования в рамках серийного производства».
Поскольку измерения, выполняемые в ходе серийного производства, слишком сложны для самостоятельной проверки оператором производства, они должны проводиться вместе с контрольными тестами в лаборатории прецизионных измерений, выполняемыми специалистами по обеспечению качества. В конечном счете, все свелось к процессам измерения, требующим определенной квалификации и знаний.
Потребовалась модернизация всего процесса, чтобы сделать его быстрее, эффективнее и экономичнее.
«Для этих целей имелось множество различных измерительных машин, например, устройств для измерения формы, - сказал Баумерт, вспоминая исходное оборудование. Разнообразные системы также означают большой объем затрат для выполнения работ, таких как повторное закрепление проверяемой детали для каждого отдельного измерительного процесса. Большие затраты на выполнение работы -- это не что иное, как потерянное время ».
Положение стало серьезным, когда возможности работников лаборатории прецизионных измерений с трудом стали удовлетворять требованиям при режиме работы «24/6». Чтобы устранить это узкое место, мы вынуждены были часто прибегать к помощи рабочих из производственного отдела для проведения испытаний в лаборатории прецизионных измерений, -- сказал об этой ситуации Баумерт. Для этого требовалась серьезная подготовка и квалификация, а затем контроль действий производственных рабочих.
Сюда же можно добавить влияние оператора. Машины были очень точными, но потери точности измерения происходили по вине пользователя, например, при ручном ориентировании коленвалов при построении линейных графиков.Жесткие допуски, ограниченное время и возросшая пропускная способность измерений -- трио, которое создаст проблемы для самого опытного специалиста по качеству. «Когда при этом необходимо выполнять строжайшие требования к документации и воспроизводимости результатов измерений, вы быстро достигаете пределов своих возможностей», - сказал планировщик качества Crank Drive Center.
Поэтому необходимость действовать была очевидна -- особенно потому, что становилось все труднее приобретать запасные части и обновления программного обеспечения для существующего измерительного оборудования.
«Весь процесс нуждался в модернизации, которая сделала бы его быстрее, эффективнее и экономичнее; было необходимо снизить влияние оператора на процесс измерения, требовалось получать воспроизводимые результаты», - сказал Баумерт, вкратце изложив характеристики новой измерительной технологии, исходя из существующего положения вещей.
Большие надежды на точность и повторяемость
После обширного исследования рынка и критического выбора технологий, Stihl предпочел положиться на опыт решений Hexagon Manufacturing Intelligence и их прецизионную технологию координатных измерений.
«Именно специалисты Hexagon смогли наилучшим образом и наиболее убедительно объяснить мне, каким образом могут быть удовлетворены наши потребности, в том числе, функциональные возможности программного обеспечения. Доверие возникло сразу же», подтвердил Баумерт.
«Возможность выполнения технических требований заказчика по точности в микронном диапазоне с использованием выбранной прецизионной КИМ Leitz PMM-C, была проверена путем выполнения измерений на деталях заказчика вместе с их представителем на нашем предприятии в г. Вецлар", объяснил Герхард Элинг (Gerhard Ehling), региональный менеджер по продажам в Hexagon Manufacturing Intelligence и координатор проекта Stihl. «Столь же важно было подтверждение соответствующего анализа возможности получения повторяемых результатов. При значении Cg 1,33 мы также обеспечиваем безопасное положение Stihl».
Leitz PMM-C представляет собой КИМ для трехмерных измерений с фиксированным мостом. Она сочетает максимальную точность с исключительной скоростью, гарантируя оптимальную пропускную способность измерений.
Эта позволяет машине быстро и экономично выполнять любые сложные измерительные задачи; машина может использоваться даже в качестве центра для измерения зубчатых передач.
Мостовая конструкция с неподвижным мостом из чугуна и гранитной основой гарантирует долговременную стабильность, жесткость измерительных осей и постоянную точность во всем объеме измерения.
Высокая скорость измерения достигается благодаря сервоприводу с шаровыми винтами, которые также обеспечивают высокое ускорение на коротких дистанциях с одновременным предельно точным определением положения. Развязанные оси X и Y обеспечивают быструю коррекцию и быстрое повторное включение.
Оснащенная измерительной головкой LSP-S2 со встроенным высокоскоростным сканером, машина Leitz PMM-C также характеризуется способностью захватывать большие объемы точек. Это делает ее пригодной для быстрых измерений формы, таких как выполняемые на предприятии Stihl в Вайблингене.
Высокоскоростное сканирование с переменными параметрами обеспечивает оптимальную скорость измерения в зависимости от величины допуска и геометрических характеристик. Датчик способен быстро измерить плавные кривые и прямые линии, в то время как кривые с малым радиусом кривизны и более жесткие допуски снижают скорость системы.
Существенная экономия времени в процессе контроля и серийного тестирования
«Время, которое было сэкономлено в ходе контроля и тестирования благодаря Leitz PMM-C, значительно, -- с удовлетворением отметил специалист по планированию качества в компании Stihl г-н Баумерт. «При использовании нашего старого оборудования нам требовалось добрых 30 минут для выполнения полного цикла измерения коленвала, в частности, из-за частой смены зажимов. Сейчас мы можем делать это всего за 7 минут. Представьте, все это при максимальной точности и абсолютной повторяемости. Это просто потрясающе!»
Существенной частью экономии времени стал интерфейс пользователя, основанный на программном обеспечении QUINDOS от Hexagon, которое было адаптировано под нужды Stihl. Баумерт подтвердил это: «Благодаря понятным пользовательским инструкциям и обширной конфигурации программ измерения, наши работники также справляются с этой системой без особых проблем, связанных с проверками, выполняемыми оператором. Они могут выполнять измерения надежно и точно после одиночного курса обучения».
«Добавьте к этому тот факт, что влияние оператора практически устранено, и что программное обеспечение, в сочетании с машиной, позволяет добиваться оптимальных результатов измерения практически автоматически, -- добавил менеджер по поддержке продаж в Hexagon, г-н Элинг.
Это также относится к случаю, когда необходимо контролировать детали разного типа. Измерительные программы QUINDOS, сконфигурированные на семейства конкретных продуктов, в сочетании с соответствующим входным шаблоном, гарантируют, что процесс измерения всегда будет выполняться одинаково, и что от оператора требуется только ввести данные для конкретной детали.
Дополнительные преимущества калибровки испытательного оборудования
Рабочая группа Stihl также нашла другое применение для прецизионной машины Leitz PMM-C. Начиная с середины 2016 года, они используют КИМ в Crank Drive Centre также для калибровки испытательного оборудования, такого как измерительные устройства.
Для этой цели Stihl создал устройство, с помощью которого может быть закреплено до 40 измерительных устройств и испытано в рамках одной измерительной задачи. Измерительная программа, с другой стороны, была создана специалистами Hexagon. Это отличный пример, демонстрирующий дополнительные области применения и большую гибкость Leitz PMM-C в рамках этого успешного проекта.
Возможность работать быстрее, эффективнее и с большей точностью - все это достигнуто отделом обеспечения качества Центра Crank Drive Centre компании Stihl. Теперь нет ничего, на что можно было бы тратить свое время, нервы и работоспособность.
