& Varredura de modelagem a laser para controle de & qualidade de fabricação

Ryan E. Day | Editor Contribuinte/Coordenador de Marketing de Conteúdo | Digest de Qualidade | Janeiro 20, 2020

A Plasser American usa a tecnologia FARO^® Laser Projection e Laser Scanner para melhorar a eficiência e aumentar o rendimento

Com mais de 300 funcionários sediados em uma moderna instalação de 150.000 pés quadrados, a Plasser American Corporation (PAC) fabrica equipamentos de construção e manutenção ferroviária pesada de alta qualidade para clientes na América do Norte. Para se manter competitivo neste mercado internacional, a PAC procura continuamente maneiras de melhorar seus processos e melhores práticas.

“Fizemos o objetivo de reduzir drasticamente o retrabalho de soldagem na área de montagem, de modo que toda a soldagem de componentes individuais em nossos quadros fosse feita na oficina de quadros durante a soldagem inicial”, explica Joe Stark Vice-Presidente de Operações e Produção. “Naquela época, estávamos colocando cada máquina que construímos à mão usando fita métrica e pedras de sabão. Nossa consistência máquina-a-máquina simplesmente não estava onde precisava estar, o que significava muito retrabalho ter que ser feito nas principais áreas de montagem. Sabíamos que precisávamos desenvolver algumas padronizações e práticas recomendadas para atingir nossos objetivos.”

Desafio

A equipe da Plasser avaliou a possibilidade de seu departamento de engenharia criar modelos detalhando cada guia, suporte, placa, etc A ideia foi rejeitada devido à enorme quantidade de tempo de engenharia que seria necessário para manter os modelos 100% precisos.

Devido à sua mistura de produção, o uso de fixação tradicional e gabaritos também não era uma opção viável.

“Somos uma loja de alta mistura de baixa execução com mais de uma dúzia de modelos, cada um com várias iterações, bem como solicitações de personalização dos clientes”, diz Anthony Dozier, engenheiro de design mecânico e engenheiro de ligação mecânica da Plasser American. “Seria muito difícil obter luminárias em alguns desses locais, e em alguns de nossos quadros, poderia haver 400 a 500 pequenos componentes que precisam ser dispostos com base naquele modelo de quadro específico e iteração. Seria preciso uma quantidade excessiva de fixação para localizar essas partes a cada vez.”

Desenvolvendo Melhores Práticas

A primeira evolução das melhores práticas para controle de qualidade da Plasser tomou a forma de usar dispositivos móveis no chão de fábrica para exibir locais de submontagem.

“Uma vez que colocamos uma parte em um quadro, nós realmente tiraríamos uma foto dele”, diz Stark. “Isso poderia então ser exibido com um ponto de referência. Então, teríamos as dimensões e escreveríamos o número da peça na peça. Mas acabou por ser um processo muito manual; os soldadores e instaladores que fazem o layout ainda tinham que ter o dispositivo móvel com eles e ainda estávamos confiando em alguém usando uma fita métrica e segurando uma parte no lugar enquanto eles a soldavam. Mesmo que fosse uma melhoria, ainda não estávamos onde precisávamos estar.”

O controle de documentos também era bastante demorado. A equipe do PAC continuou a melhorar seus processos.

Solução

“Continuamos explorando maneiras de aumentar nossas eficiências e melhorar nosso controle de qualidade. Decidimos que a tecnologia de projeção a laser poderia ser uma boa solução”, diz Stark. “Se pudéssemos projetar no quadro onde todas essas peças individuais foram, isso pode melhorar nossa consistência de uma máquina para a outra, e também nos ajudar a padronizar várias fases da construção.”

A equipe da Plasser investiu no FARO Focus^M 70 Laser Scanner e no Projetor Laser FARO Tracer^SI .

“Decidimos que, para o primeiro quadro de máquina de um tipo que construímos, continuaríamos a usar nosso processo de layout manual”, explica Stark. “Então poderíamos digitalizar isso como um modelo completo com o Focus^M e atualizar nossos arquivos CAD com os dados de digitalização. Os arquivos CAD são então usados para criar arquivos de projetor, para permitir que o Tracer^SI projete locais de componentes para o próximo quadro do modelo que construímos. Estamos fazendo uma varredura completa de tudo o que construímos agora para que possamos começar a desenvolver uma biblioteca.”

Resultados

“Ajuda tremendamente capturar a localização de componentes que não são necessariamente críticos para o lado da engenharia do projeto”, explica Dozier. “Mas existem muitos caminhos de cabos, placas de proteção e suporte que, embora não sejam essenciais no projeto de engenharia, são extremamente importantes para a construção real da máquina. Depois de escanear e capturar essas informações e atualizar a documentação de engenharia para incluir os nomes e locais dos componentes, podemos atualizar e projetar facilmente esses itens nas estruturas da máquina enquanto os estamos construindo. ”

Os benefícios da projeção a laser foram significativos e se tornaram a nova prática recomendada.

“Antes de termos esta configuração, poderíamos facilmente ter meia dúzia ou mais de pessoas fazendo o trabalho de layout,” admite Stark. “Agora, temos uma pessoa projetando e soldando por pontos os componentes de acordo com a projeção, e outra pessoa vindo atrás deles fazendo a solda de acabamento. Reduzimos cerca de cinquenta por cento do tempo para o processo de layout. ”

Plasser não apenas observou ganhos de produtividade significativos usando a configuração FARO, mas também percebeu melhorias de processo.

“Com o nível de detalhe que o scanner oferece, somos capazes de pré-fabricar todas as placas de solda”, diz Stark. “Como temos 100% das informações dos componentes capturadas, nossa lista de materiais agora é 100% precisa. Podemos pré-fabricar todos os diferentes componentes e placas de solda para tê-los prontos para anexar à estrutura. ”

Reunir e documentar informações de componentes em uma máquina inteira pode levar quatro semanas quando feito manualmente. Com nosso equipamento FARO, agora leva dois dias para capturar as mesmas informações.
Anthony Dozier
Engenheiro de projeto mecânico e engenheiro de ligação mecânica, Plasser American

A equipe Plasser descobriu que o Tracer ^SI pode ser útil como uma ferramenta de inspeção, bem como uma ferramenta de montagem. O benefício inesperado ajuda Plasser a minimizar o retrabalho. Eles usam o Tracer ^S I para realizar a inspeção em todas as etapas principais do processo de fabricação de duas maneiras: Primeiro, conforme o Tracer ^{SI se} projeta na montagem executada, as linhas do projetor fornecem um método de verificação visual da montagem. Em segundo lugar, o Tracer ^SI é mais do que apenas um projetor a laser - é o único projetor a laser de imagem do mercado e oferece IPV (verificação em processo). Assim que os componentes são soldados na estrutura, o Tracer ^SI faz a varredura (imagens) da superfície em alta resolução e detecta erros em tempo real. Ele é capaz de detectar peças perdidas, peças ausentes e detritos de objetos estranhos.

Além disso, os recursos de imagem do Tracer ^SI permitem que o Plasser execute o alinhamento sem alvo e baseado em recursos. Outros projetores a laser requerem o uso de retrorefletores para permitir que o projetor seja alinhado adequadamente com a superfície de trabalho. O uso de retrorefletores requer etapas extras. Com o Tracer ^SI , os recursos reais, como orifícios ou bordas da superfície de trabalho, podem ser usados em vez de (ou além de) retrorrefletores para economizar tempo e esforço. “Plasser fabrica máquinas enormes e em muitos locais no quadro, não podemos usar um ponto definido para posicionar um alvo retro. Em muitos casos, nossas melhores opções de alinhamento são padrões de orifícios ou membros de estrutura estrutural menores, e é aí que o alinhamento sem alvo tem sido benéfico ”, acrescentou Dozier.

“Vimos uma queda significativa no retrabalho”, diz Stark. “É fácil cometer um erro quando você está colocando centenas de peças em um único quadro. Se você não pegar o erro até que o quadro esteja na fase de montagem, o nível de retrabalho pode ser multiplicado várias vezes. Você pode ter que desfazer e refazer a fiação, por exemplo, e depois repintar a área depois de retrabalhar.”

Quando solicitado a avaliar a solução combinada Focus Laser Scanner e Tracer^SI da FARO em vários critérios, Stark e Dozier deram as seguintes classificações: