제조 & 품질 제어를 위한 레이저 템플리트 & 스캐닝

라이언 E. 데이 | 기여 편집/콘텐츠 마케팅 코디네이터 | 품질 다이제스트 | 2020년 1월 20일

Plasser American은 FARO ^® 레이저 프로젝션 및 레이저 스캐너 기술을 사용하여 효율성을 개선하고 처리량을 증가시킵니다.

300 명 이상의 직원이 150,000 평방 피트 이상의 현대적인 시설에 본사를두고있는 Plasser American Corporation (PAC)은 북미 고객을위한 최고 품질의 중철도 건설 및 유지 보수 장비를 제조합니다. 이 국제 시장에서 경쟁력을 유지하기 위해 PAC는 지속적으로 프로세스와 모범 사례를 개선 할 방법을 모색합니다.

"우리는 조립 영역에서 용접 재 작업을 획기적으로 줄이는 목표를 세웠습니다. 따라서 프레임에있는 개별 구성 요소 부품의 모든 용접은 초기 용접 중에 프레임 공장에서 이루어집니다."라고 운영 및 생산 부사장 인 Joe Stark는 설명합니다. . “당시 우리는 줄자와 비눗물을 사용하여 손으로 만든 각 기계를 배치했습니다. 우리의 기계 대 기계 일관성이 필요한 곳에 없었기 때문에 주 조립 영역에서 너무 많은 재 작업을해야했습니다. 우리는 목표를 달성하기 위해 몇 가지 표준화와 모범 사례를 개발해야한다는 것을 알고있었습니다. "

도전

플라스서 (Plasser) 팀은 모든 탭, 브라켓, 플레이트 등을 자세히 설명하는 모델을 제작하는 엔지니어링 부서의 가능성을 평가했다. 이 아이디어는 모델을 100% 정확하게 유지하는 데 필요한 엄청난 엔지니어링 시간으로 인해 거부되었습니다.

그들의 생산 믹스로 인해 전통적인 픽스쳐와 jigs를 사용하는 것도 실행 가능한 옵션이 아니었습니다.

" 우리는 각각이 여러 번 반복되는 여러 개의 반복 모델을 가지고 있는 저도주 고믹스 샵이며, 고객들의 커스터마이제이션 요청을 받고 있다고 Plasser American의 기계식 설계 엔지니어 겸 기계적인 연락 엔지니어 Anthony Dozier는 말한다. " 이러한 위치 중 일부에 픽스쳐를 가져오는 것은 매우 어려울 것이며, 일부 프레임에서는 특정 프레임 모델 및 반복에 기반하여 레이아웃되어야 하는 400~500개의 작은 컴포넌트 조각이 있을 수 있다. 각 시간에 해당 파트를 찾으려면 과도한 양의 고정 장치가 필요합니다.

베스트 프랙티스 개발

플라스서 (Plasser) 의 품질관리를 위한 우수 사례의 첫 번째 진화는 매장 바닥에 모바일 디바이스를 사용하여 하위 어셈블리 위치를 표시하는 형식을 사용했습니다.
스타크는 "
가 한 번 프레임에 부품을 놓으면, 우리는 실제로 그것의 사진을 찍을 것이라고 말했다. " 그러면 참조 지점과 함께 표시될 수 있습니다. 그래서, 우리는 차원을 가지고 있고, 부품 번호를 그 부분에 기록할 것입니다. 하지만 이것은 매우 수동적인 과정이었습니다. 배치를 하는 용접공들과 장비들은 여전히 그들과 함께 이동 장치를 가지고 있어야 했습니다. 그리고 우리는 여전히 누군가에게 테이프 측정 장치를 사용하고 그들이 그것을 용접하는 동안 그 곳에 부품을 들고 있는 것에 의존하고 있었습니다. 비록 그것이 개선되었음에도 불구하고, 우리는 여전히 우리가 필요한 곳이 아니었습니다

문서 제어에도 상당한 시간이 소요됩니다. PAC팀은 계속해서 그들의 공정을 개선했다.

솔루션

" 우리는 효율성을 높이고 품질 관리를 향상시킬 수 있는 방법을 계속 연구했습니다. 우리는 레이저 투영 기술이 좋은 해결책이 될 수 있다고 결정했다고 스타크 씨는 말한다. " 모든 개별 조각이 진행되는 프레임으로 프로젝트를 진행할 수 있다면, 한 머신에서 다음 머신으로의 일관성을 향상시킬 수 있으며, 또한 빌드의 여러 단계를 표준화할 수 있습니다.

Plasser팀은 FARO Focus^M 70Laser Scanner및 FARO Tracer^SI 레이저 프로젝터에 투자했습니다.

" 빌드하는 유형의 첫 번째 머신 프레임에 대해서는 계속해서 핸드 레이아웃 프로세스를 사용하기로 결정했습니다. 스타크의 설명입니다. " 그런 다음 초점^M 을 사용하여 완전한 모델로 스캔하고 CAD 파일을 스캔 데이터로 업데이트할 수 있습니다. 그런 다음 CAD 파일을 사용하여 프로젝터 파일을 작성하고, Tracer^SI 가 빌드하는 모델의 다음 프레임에 프로젝트 구성요소 위치를 지정할 수 있습니다. 우리는 지금 우리가 만든 모든 것을 완벽하게 스캔하고 있습니다. 그래서 우리는 도서관을 개발할 수 있습니다.

결과

Dozier는 "설계의 엔지니어링 측면에서 반드시 중요하지 않은 구성 요소의 위치를 포착하는 데 큰 도움이됩니다."라고 설명합니다. “그러나 엔지니어링 설계에서 중요하지는 않지만 실제 기계 제작에 매우 중요한 케이블 통로, 보호 및지지 플레이트가 많이 있습니다. 정보를 스캔 및 캡처하고 구성 요소 이름과 위치를 포함하도록 엔지니어링 문서를 업데이트하면 이러한 항목을 빌드 할 때 이러한 항목을 업데이트하고 쉽게 기계 프레임에 투영 할 수 있습니다. "

레이저 프로젝션의 이점은 상당했으며 새로운 모범 사례가되었습니다.

“이 설정을하기 전에는 6 명 이상의 사람들이 레이아웃 작업을 쉽게 할 수있었습니다.”라고 Stark는 인정합니다. “이제 우리는 돌출부에 따라 용접 부품을 배치하고 고정하는 한 사람과 마무리 용접을 수행하는 다른 사람이 뒤에와 있습니다. 레이아웃 프로세스 시간을 약 50 % 줄였습니다.”

Plasser는 FARO 설정을 사용하여 상당한 생산성 향상을 보았을뿐만 아니라 프로세스 개선도 실현했습니다.

“스캐너가 제공하는 세부 수준을 통해 모든 용접 플레이트를 미리 만들 수 있습니다.”라고 Stark는 말합니다. “구성 요소 정보를 100 % 캡처 했으므로 이제 BOM이 100 % 정확합니다. 프레임에 부착 할 준비가되도록 모든 다른 구성 요소와 용접 플레이트를 미리 만들 수 있습니다.”

전체 시스템에서 구성 요소 정보를 수집하고 문서화하는 데는 수작업으로 4 주가 걸릴 수 있습니다. FARO 장비를 사용하면 이제 동일한 정보를 캡처하는 데 2 일이 걸립니다.
안토니 도지 어
Plasser American 기계 설계 엔지니어 및 기계 연락 엔지니어

Plasser 팀은 Tracer ^SI 가 검사 도구와 조립 도구로 유용 할 수 있음을 발견했습니다. 예상치 못한 이점은 Plasser가 재 작업을 최소화하는 데 도움이됩니다. 어셈블리 내장 그대로 프로젝터 라인 시각적 어셈블리 검증하는 방법을 제공하는 상 트레이서 ^{SI 프로젝트로서,} 첫째, 그들 트레이서 ^S I는 두 가지 방법으로 제조 공정의 주요 단계에 걸쳐 검사를 수행하는 데 사용한다. 둘째, Tracer ^SI 는 단순한 레이저 프로젝터가 아닙니다. 시장에서 유일한 이미징 레이저 프로젝터이며 IPV (In-Process Verification)를 제공합니다. 부품이 프레임에 용접되면 Tracer ^SI 가 표면을 고해상도로 스캔 (이미지)하고 실시간으로 오류를 감지합니다. 잘못 배치 된 부품, 누락 된 부품 및 이물질 파편을 감지 할 수 있습니다.

또한 Tracer ^SI 의 이미징 기능을 통해 Plasser는 대상없는 기능 기반 정렬을 수행 할 수 있습니다. 다른 레이저 프로젝터는 프로젝터를 작업 표면과 올바르게 정렬하기 위해 역 반사기를 사용해야합니다. 역 반사기를 사용하려면 추가 단계가 필요합니다. Tracer ^SI를 사용하면 작업 표면의 구멍이나 가장자리와 같은 실제 기능을 재귀 반사기 대신 (또는 추가로) 사용하여 시간과 노력을 절약 할 수 있습니다. “Plasser는 거대한 기계를 제조하고 프레임의 여러 위치에서 정의 된 지점을 사용하여 레트로 타겟을 배치 할 수 없습니다. 많은 경우 정렬을위한 최선의 옵션은 구멍 패턴 또는 더 작은 구조 프레임 멤버이며, 타겟없는 정렬이 도움이되었습니다.”라고 Dozier는 덧붙였습니다.

스타크는 " 우리는 재작업의 상당한 감소를 보았다고 말한다. " 한 프레임에 수백 개의 조각을 배치할 때 실수하기 쉽다. 프레임이 어셈블리 단계에 있을 때까지 실수를 발견하지 못하면 재작업의 레벨에 여러 번 곱할 수 있습니다. 예를 들어, 연결을 취소하고 다시 실행해야 할 수 있습니다. 그런 다음 다시 작업한 후 영역을 다시 그리십시오.

다양한 기준에 대한 FARO의 결합된 포커스 레이저 스캐너 및 Tracer^SI 솔루션을 평가하도록 요청하면, 스타크와 도지어는 다음과 같은 등급을 부여했습니다.