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Soluzione
Caso di applicazione
Misurazione con tastatori nella lavorazione di mozzi di ruote per autoveicoli
I. Profilo del cliente
Il partner di questo progetto è un produttore nazionale leader di mozzi per ruote in lega di alluminio con quasi 20 anni di esperienza nel settore, specializzato in R&S, produzione e vendita di mozzi per ruote in lega di alluminio per autovetture, veicoli commerciali e motocicli di fascia alta. In qualità di fornitore di base per numerose joint-venture automobilistiche (ad esempio, Volkswagen, Toyota, Honda), il cliente vanta una capacità produttiva annua di 4 milioni di unità, con prodotti esportati in più di 30 Paesi e regioni in tutto il mondo. Si colloca tra i primi 10 nella quota di mercato nazionale dei mozzi ruota di fascia medio-alta ed è stato insignito del titolo di Benchmark di qualità del settore Impresa per il suo rigoroso sistema di controllo della qualità e l'efficiente capacità di produzione su larga scala. Aderendo agli standard più elevati delle case automobilistiche, il cliente persegue l'eccellenza nella precisione dimensionale, nella coerenza e nell'efficienza della produzione di massa della lavorazione dei mozzi ruota.
Ⅱ. Sfondo
Sulla spinta della tendenza dell'industria automobilistica verso la leggerezza, alta precisione ed elevata sicurezza, Le case automobilistiche hanno continuamente inasprito gli standard di controllo per le dimensioni chiave dei mozzi ruota (ad esempio, concentricità, scentratura, tolleranza del diametro del foro), con requisiti di tolleranza per alcuni indicatori fondamentali ridotti a ±0,05 mm. Nel frattempo, la diversificazione della domanda del mercato dei terminali ha portato a una rapida iterazione dei modelli di mozzi ruota. Il cliente ha bisogno di mantenere una produzione flessibile in più lotti e in piccoli lotti, garantendo al contempo una capacità di consegna efficiente.
La modalità di produzione originale del cliente era sottoposta a una duplice pressione: Da un lato, a causa dell'usura dello stampo, del raffreddamento non uniforme e di altri fattori, la tolleranza di lavorazione degli sbozzi dei mozzi delle ruote in lega di alluminio dopo la colata per gravità fluttuava di 0,3-0,8 mm, che non poteva essere adattata dai tradizionali metodi di allineamento manuale. D'altra parte, l'ispezione offline delle macchine di misura a coordinate (CMM) richiedeva il trasferimento dei pezzi dalle macchine utensili alla sala di ispezione, richiedendo più di 15 minuti per una singola ispezione e consentendo soltanto ispezione di campionamento che non poteva coprire tutti i lotti di prodotti. Ciò comportava un elevato rischio di prodotti non conformi che confluivano nei processi successivi, aumentando i costi di rilavorazione e incidendo sui cicli di consegna. Per risolvere la contraddizione tra controllo di precisione e miglioramento dell'efficienza, Il cliente aveva urgentemente bisogno di introdurre una tecnologia di misura online e di costruire un sistema di controllo dimensionale integrato per l'intero processo di produzione. lavorazione-misura-compensazione.
III. Sfide fondamentali
I punti critici affrontati dal cliente nella produzione su larga scala limitano direttamente la sua competitività sul mercato, e si manifestano in particolare in:
- Elevata perdita causata da deviazione di serraggio e posizionamento: L'allineamento manuale degli spezzoni con gli indicatori a quadrante si basa sull'esperienza dell'operatore, che non solo impiega fino a 5 minuti per il bloccaggio su una singola macchina utensile, ma raggiunge anche una precisione di posizionamento di soli ±0,1 mm, incapace di compensare l'impatto di una lavorazione irregolare degli spezzoni. In precedenza, lo scarto medio mensile di pezzi grezzi dovuto a indennità di lavorazione insufficiente e fuori tolleranza dimensionale ha superato i 300 pezzi. Considerando il costo di un singolo pezzo grezzo di 150 CNY, il costo annuale delle perdite ha superato i 540.000 CNY.
- Lag e limiti dell'ispezione offline: L'ispezione offline prende in esame solo il 5% dei lotti, non riuscendo a cogliere in tempo reale variabili dinamiche come la deformazione termica della macchina, l'usura degli utensili e la fluttuazione della tolleranza dei pezzi grezzi. Si è verificato un incidente in cui la concentricità di oltre 1.000 prodotti di un lotto era fuori tolleranza (>0,1 mm) a causa della deformazione termica del mandrino della macchina utensile. Il problema è stato riscontrato solo durante l'ispezione offline, dopo che tutti i prodotti erano stati lavorati, causando una perdita diretta di oltre 150.000 CNY, incidendo sui tempi di consegna delle case automobilistiche ed esponendo il cliente al rischio di liquidazione dei danni.
Sfida della coerenza nella produzione multi-lotto: Il cliente deve cambiare più di 20 modelli di mozzi ruota ogni mese. Nella modalità tradizionale, i parametri di allineamento devono essere risintonizzati dopo ogni cambio di modello, con un ciclo di debug di 2-3 ore. Inoltre, l'accuratezza del debug varia tra i diversi operatori, con conseguenti forti scostamenti di coerenza nelle dimensioni chiave degli stessi modelli di prodotti, con un tasso di reclamo del 3% da parte delle case automobilistiche.
IV. Le soluzioni
Per affrontare i punti dolenti del cliente, la nostra azienda ha creato un team tecnico speciale e ha personalizzato una soluzione integrata di Sonda a contatto con la macchina utensile + software di misura esclusivo basato sui parametri delle attrezzature dei 10 centri di lavoro verticali del cliente (modello: VMC850) e sui processi di lavorazione dei mozzi delle ruote. La soluzione consente di coprire l'intero processo di calibrazione dei dati prima della lavorazione e di monitoraggio dinamico in corso d'opera, con le seguenti misure specifiche:
Adattamento rapido ai cambiamenti del modello per i multi-modelli (Aggiunto): Un database di modelli viene personalizzato per il cliente, con punti di misura, logica di compensazione e standard di tolleranza di diversi mozzi ruota preimpostati nel sistema. Durante la sostituzione del modello, è sufficiente richiamare il programma corrispondente sul pannello operativo della macchina utensile senza dover eseguire nuovamente il debug, riducendo il tempo di sostituzione del modello da 2-3 ore a 15 minuti e migliorando notevolmente la flessibilità della produzione.
Sistema di compensazione dinamica per il bloccaggio e il posizionamento: Dopo il bloccaggio del pezzo grezzo, la macchina utensile attiva automaticamente il programma di misurazione della sonda. La sonda raccoglie con precisione 4 punti caratteristici uniformemente distribuiti sulla parete interna del foro centrale del mozzo della ruota attraverso uno stilo in rubino e il sistema calcola le coordinate del centro effettivo attraverso il montaggio. Rileva simultaneamente 5 punti di riferimento sulla faccia finale del montaggio (comprese le aree centrali e dei bordi), analizza la planarità e la deviazione in altezza della faccia finale e genera dati completi sulla deviazione di posizionamento. Il sistema confronta in tempo reale i dati misurati con le coordinate teoriche di programmazione, genera automaticamente i parametri di compensazione dei tre assi X/Y/Z e li carica nel sistema di controllo della macchina utensile. L'intero processo non richiede alcun intervento manuale, controllando in modo stabile la precisione di posizionamento dell'origine di serraggio entro ±0,02 mm.
Monitoraggio in tempo reale durante il processo (aggiunto): Per i modelli di mozzi ruota di alto valore, è configurata una funzione di ispezione casuale aggiuntiva per le dimensioni chiave durante la lavorazione. La sonda misura automaticamente le dimensioni fondamentali, come il diametro del foro e l'altezza del gradino, dopo la lavorazione grezza e prima della lavorazione finale. Se la deviazione dimensionale supera la soglia preimpostata (±0,03 mm), il sistema sospende immediatamente la lavorazione e attiva un allarme, fornendo contemporaneamente suggerimenti per la compensazione dell'usura degli utensili per evitare la produzione di lotti di prodotti non conformi.
V. Risultati dell'applicazione
Con l'implementazione del tastatore per macchine utensili DOP40, il cliente ha ottenuto significativi progressi in tre dimensioni: qualità, efficienza e costi, con i seguenti risultati specifici:
Riduzione significativa dei costi di produzione: Il tasso di scarto di pezzi grezzi è stato ridotto da 0,75% a 0,1%, riducendo la perdita mensile di scarto di circa 45.000 CNY e risparmiando più di 540.000 CNY in costi annuali. Il carico di lavoro delle ispezioni offline si è ridotto di 70%, liberando 2 ispettori per le posizioni di produzione principali e riducendo indirettamente i costi di manodopera di 15%. L'usura degli utensili è più uniforme grazie alla compensazione dinamica, con un prolungamento della vita utile di 20% e un'ulteriore riduzione dei costi dei materiali di consumo.
Duplice miglioramento della precisione e della coerenza della qualitàLa concentricità delle dimensioni dei mozzi delle ruote principali è ottimizzata da 0,1 mm a 0,04 mm, il runout finale è controllato entro ±0,03 mm e il tasso di qualificazione delle dimensioni del nucleo è aumentato da 96,5% a 99,8%. L'intervallo di fluttuazione dimensionale dei prodotti multi-lotto è stato ridotto di 60%, il tasso di reclamo delle case automobilistiche è sceso al di sotto di 0,2% e il cliente ha superato con successo la certificazione aggiornata di Fornitore di alta qualità da una joint-venture automobilistica.
Ottimizzazione sostanziale dell'efficienza produttiva: Il tempo di serraggio e allineamento di una singola macchina utensile passa da 5 minuti a meno di 45 secondi, con un aumento della capacità produttiva di 22% per turno (8 ore). L'efficienza del cambio multi-modello è migliorata di 87,5%, consentendo al cliente di effettuare 3-5 ordini in piccoli lotti in più al mese, e il tasso di utilizzo della capacità è aumentato dagli originali 85% a 95%.
VI. Valutazione del cliente
“La soluzione di tastatura per macchine utensili di Qidu ha risolto con precisione la contraddizione tra precisione ed efficienza nella nostra produzione su larga scala. L'automazione e l'alta precisione del serraggio e del posizionamento ci hanno liberato completamente dalla dipendenza da operatori qualificati, e il costante miglioramento del tasso di qualificazione delle dimensioni chiave ci ha reso più competitivi nel supporto alle case automobilistiche. Il servizio personalizzato e la rapida risposta del team tecnico ci hanno permesso di acquisire una profonda esperienza di supporto tecnico professionale, e Qidu è un valido partner di cooperazione a lungo termine.”— Mr. Zhang, direttore della tecnologia di produzione del cliente