HELIOS-PREISSER用BLUM工件测头将在机测量接入加工流程,废品率从约10%降至1%~2%
废品率从10%降至1%:工件测量如何改变精密加工
德国手持式测量设备制造商HELIOS-PREISSER引入BLUM TC50和TC60工件测头,把测量嵌入加工流程,零件废品率从约10%降至1%~2%。2008年订单增加后,该公司新增加工设备并建设长14 m的自动化托盘库,由机器人上下料,但铸件毛坯一致性偏差和机床热变形仍导致尺寸超差,废品率一度约10%。测头在加工前确认工件是否夹紧并扫描毛坯实际位置,将结果传给机床控制系统自动计算补偿值,加工中监测尺寸变化,加工后复查。铣削车间工长Tobias Weber表示,部分零件因此不再需要铣削留余量后磨削,可一次加工达到要求。在台式中心架尾座加工中,同一零件上的通道和孔需达到0.01 mm位置精度,企业先加工并测量通道,再据实测结果确定钻孔位置以补偿温度变化。目前一个班次的产量已超过过去三班制水平,夜间和周末大部分时间设备可无人化运行,超差托盘会被移出产线并附检测报告待检。
精密加工中毛坯一致性偏差与机床热变形易导致尺寸超差。HELIOS-PREISSER引入BLUM工件测头构建在机测量闭环,在加工前扫描毛坯位置自动补偿,加工中实时修正热变形偏移。
对于精密制造而言,测量并不只是加工完成后的质量检查。当测量数据能够及时反馈至加工过程,还可以用于工件定位、尺寸补偿和过程控制。德国手持式测量设备制造商HELIOS-PREISSER的生产实践表明,引入德国波龙(以下称BLUM)工件测头后,公司将零件废品率从约10%降至1%~2%,同时减少了部分后续磨削工序,并为无人化生产提供了支持。

毛坯差异带来的加工难题
2008年,随着订单持续增加,HELIOS-PREISSER的产能面临压力。当时,3台加工中心需要全天候运行,公司随后增加了新的加工设备,并建设了一套长14 m的自动化托盘库,由机器人完成工件上下料。

然而,设备和自动化程度提升后,铸件毛坯的一致性仍然是影响加工精度的一个重要因素。铣削车间工长Tobias Weber介绍,铸造完成后,每个毛坯的尺寸都会存在一定差异,过去主要依靠操作人员的经验进行定位。此外,机床热变形也会导致加工尺寸随设备温度变化而发生偏移。
受此影响,零件废品率一度达到约10%。
将测量融入加工流程
HELIOS-PREISSER此前已经在部分设备上使用BLUM测头,因此在新增设备时继续采用BLUM TC50和TC60工件测头。
与仅在加工完成后进行检测不同,测头被直接纳入加工流程。加工开始前,测头首先确认工件是否正确夹紧,并扫描毛坯的实际位置,再将测量结果传递至机床控制系统,用于自动计算补偿值。加工过程中,测头还可以监测尺寸变化;加工完成后,则对相关尺寸进行复查。
由此,机床不再完全依赖预设的毛坯位置,而是可以根据实际测量结果对加工过程进行调整。
废品率降至1%~2%
引入测量后,加工结果也得到明显改善。Tobias Weber介绍,零件废品率从此前约10%降至1%~2%左右。
与此同时,加工精度和稳定性的提升也改变了部分零件原有的工艺路线。过去,一些零件需要在铣削时预留加工余量,再通过磨削达到最终尺寸;如今,部分零件已经可以通过一次加工直接达到要求,从而减少后续磨削工序。
测量对于机床热变形的控制同样发挥着作用。例如,在台式中心架尾座的加工中,同一零件上的通道和孔需要达到0.01mm的位置精度。过去,机床温度变化可能导致加工尺寸出现偏移。现在,企业先加工并测量通道,再根据实际测量结果确定后续钻孔位置,即使设备温度发生变化,也能够通过测量数据进行补偿。

为无人化生产提供支持
测量能力的提升也成为HELIOS-PREISSER推进无人化生产的重要基础。
目前,公司采用一个班次进行生产,但产量已经超过过去三班制时的水平。夜间和周末的大部分时间,设备可以保持无人化运行。如果检测发现零件未达到设定公差,自动化系统会将相应托盘移出生产线,并连同检测报告送入待检区域,工作人员在下一工作日进行处理,而设备则可以继续加工其他工件。
Siegfried Lorch表示,BLUM测头对于无人化生产至关重要。通过将测量、补偿与自动化生产结合起来,企业能够在减少人工干预的同时,对加工过程进行持续控制。
从加工前的毛坯定位,到加工中的尺寸监测,再到加工后的质量确认,测量已经不再只是生产流程的最后一道检查,而是逐渐成为精密加工过程控制的重要组成部分。
来源:荣格-《国际金属加工商情》
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