Jedna slika govori više od tisuću brojeva - Osiguranje kvalitete plastičnih dijelova pomoću optičkog 3D mjerenja

 

Braun, poznati proizvođač električnih aparata za njegu tijela iz Kronberga u Njemačkoj, uveo je GOM optičke mjerne sustave u svoj proces osiguranja kvalitete. ATOS 3D digitalizator s GOM Inspect programskim paketom  sada se koristi za automatsko mjerenje i ispitivanje dijelova pri standardiziranoj kontroli prvih izradaka i postupcima kontrole u pripremi proizvodnje. Novi sustavi omogućili su potpuno nove postupke kontrole kvalitete.

Asortiman proizvoda Procter & Gamble Braunove podružnice uključuje električne britve, epilatore i uređaje za njegu kose i zuba poznatih brandova kao što su Gillette i Oral-B. Braun je dobio brojne nagrade za dizajn proizvoda visoke kvalitete kod kojih je prioritet preciznosti i dimenzijska točnost tijekom proizvodnje. Ranije su se oblici proizvoda bazirali na geometrijskim primitivima, ali su ih postupno zamijenile površine slobodnih oblika. Međutim, relevantni planovi kontrole baziraju se, još uvijek, na dvodimenzionalnim tehničkim crtežima. Kontrola pojedinačnih elemenata tijekom kontrole kvalitete bila je zato zahtjevna i naporna, a kontrola potpunih površina nije bila moguća. Tvrtka Braun stoga je prešla na optičko 3D mjeriteljstvo. Sada koristi ATOS 3D digitalizator s GOM Inspect programskim paketom.

Braun koristi ATOS i GOM inspect

 

Braun: 3D digitalizacija u procesu osiguranja kvalitete

Slika 1. ATOS 3D digitalizator bilježi cijelu površinu objekta, a ne samo nekoliko pojedinačnih točaka. Za potpunu evaluaciju Braun koristi GOM Inspect softver koji svojom parametarskom jezgrom automatski obavlja kontrolu svih komponenti identičnog dizajna.

 

Slika 2. Prilikom evaluacije, odstupanja od CAD podataka prikazana su bojama pa je jednostavno vizualizirati korektivne mjere i prikazati ih lako razumljivim mjernim izvješćima.

Softver je baziran na parametarskoj jezgri koja pohranjuje linkove i stvara tragove izrade pojedinih elemenata, primjerice za potpunu evaluaciju nekog mjerenja. Ovaj pristup omogućuje da se i na druge istovrsne objekte može primijeniti ista evaluacijska procedura, bez dodatnog programiranja. Stoga je sada jednostavnije provesti sve mjerne zadatke koji se ponavljaju. Operater samo učita rezultate mjerenja (STL mrežu) i pritisnite gumb za ažuriranje. Time se automatski pokreće kontrola drugog objekta i kreira mjerno izvješće. Kad je potrebno promijeniti mjerni program, promjene se automatski prenose na sve uključene elemente. Na taj se način sada u Braunu automatski mjeri i ispituje stotine dijelova pri standardiziranoj kontroli prvih izradaka i postupcima kontrole u pripremi proizvodnje. (slika. 1.)

 

Digitalizacija cijelih površina

ATOS 3D digitalizator bilježi cijelu površinu objekta, a ne samo nekoliko pojedinačnih točaka. Za vrijeme analize, odstupanja od CAD podataka su istaknuta u boji i jasno prikazuju korektivne mjere u lako razumljivim mjernim izvješćima. Pomoću optičke mjerne tehnologije Braun dobiva mnogo više informacija nego prije. To nisu samo udaljenosti točaka izražene brojkama, nego je sada svaki dio digitaliziran i prikazan u potpunosti. Zato je moguće da je, primjerice, kontrola probnih uzoraka disk-četkica za električne zubne četkice skraćena čak upola u odnosu na prijašnje postupke. Taktilna mjerenja tih dijelova trajala bi znatno dulje i dala bi samo podatke o pojedinačnim točkama, a ne o cijeloj površini .

Još jedna prednost je što se pomoću besplatnog GOM Inspect programskog paketa svi rezultati mjerenja mogu razmjenjivati unutar tvrtke i analizirati zajedno s drugim proizvodnim jedinicama, pa se odluke mogu donositi brže. (slika 2.)

 

Specifične korekcije alata

 

Optička metrologija ne koristi se samo za kontrolu probnih uzoraka nego i za korekciju alata. Kako bi zadovoljili velike zahtjeve prema taktilnim i vizualnim svojstvima proizvoda, u Braunu tijekom proizvodnje stavljaju metalne prevlake na različite materijale. Plastični dijelovi imaju drugačija geometrijska svojstva nakon oblaganja. Mogu se deformirati uslijed mehaničkih opterećenja. Takvi dijelovi se mjere prije i poslije oblaganja kako bi se ustanovilo njihovo deformiranje u odnosu na CAD model, a time odredile i potrebne ispravke alata.

Mjerenje cijelih površina također ima prednosti i kod djelomično prekrivenih ili umetnutih dijelova. Konvencionalnim metodama mjerenja bilo je iznimno teško mjeriti i kontrolirati takve dijelove budući da taktilne metode mjere samo pojedine točke. Taktilnim mjerenjima bilo je skoro nemoguće izmjeriti 3D brtve koje Braun uklapa u neke od dijelova. (slika 3). Stoga je korekcija alata bila dugotrajan postupak. Dizajnerima i proizvođačima alata bitno je da mogu izmijeniti CAD model kako bi osigurali točne dimenzije krajnjeg proizvoda.

 

Plastična kućišta mijenjaju svoja geometrijska svojstava prilikom mehaničkih opterećenja i galvanizacije

Slika 3. Primjer kućišta koja mijenjaju svoja geometrijska svojstava prilikom mehaničkih opterećenja i galvanizacije. Budući da taktilne metode obuhvaćaju samo pojedine točke, takve dijelove je bilo vrlo teško mjeriti i evaluirati. Taktilnim mjerenjem bilo je gotovo nemoguće izmjeriti 3D brtve uklopljene u te dijelove.

 

Jednostavniji tehnički crteži

 

Druga primjena optičke metrologije u Braunu je identifikacija potencijalnih problema (kao što su usahline, nepravilno postavljeni ejektori, deformirani zatvarači ili čak iskrivljene komponente) koji se obično pojavljuju na injekcijski prešanim dijelovima. Rezultat mjerenja cijelih površina omogućuje da se odmah identificiraju greške, locira njihova lokacija i kvantificira ih se. Ovo predstavlja veliku prednost za proizvođače kalupa jer se odmah vidi jesu li potrebne intervencije u geometriji kalupa, odnosno, treba li mijenjati parametre strojeva za prešanje. Pomoću usporedbe cijele površine s CAD podacima Braunovi stručnjaci čak mogu ustanoviti je li uzrok određenog problema u alatu ili postupku injekcijskog prešanja.

Od kad Braun provodi optička mjerenja, u stanju je pojednostavniti tehničke crteže i kontrolne izvještaje. Dok su se prethodno planovi kontrole sastojali od stupaca brojki, sada potpune baze podataka i transparentna evaluacija, gdje su odstupanja od CAD podataka prikazana bojama, omogućuju daleko jednostavniju vizualizaciju rezultata evaluacije. Nekoliko stotina stranica konvencionalnih tablica iz izvješća o ispitivanju može se svesti na nekoliko slika i funkcionalnih dimenzija. Rezultat toga su jednostavniji tehnički crteži. Kako bi se osigurao brz pregled, rezultati mjerenja cijelih površina komponenti uspoređuju se s CAD podacima. Elementi kontrole svode se na relevantne funkcionalne dimenzije i GD&T elemente, a zatim pregledavaju. (slika 4.)

 

Slika govori više od tisuću brojeva

Slika 4. Jedna slika govori više od tisuću brojeva. Znakove ulegnuća, nepravilno pozicionirani ejektori ili čak deformiranje dijelova može se identificirati, lokalizirati i potkrijepiti podacima pomoću optičkog mjeriteljstva.

Beskontaktna 3D optička mjerna tehnologija omogućuje Braunu da jamči dimenzijsku preciznost dizajna za sve površine slobodnih oblika, specifično prilagodi dimenzije tijekom procesa galvanizacije i kontrolira dimenzija svih proizvoda. Dodatna prednost su pojednostavnjeni tehnički crteži i mjerna izvješća.

ATOS Compact Scan - kompletan postupak mjerenja i digitalizacija malih objekata
uključujući 3D skeniranje, kontrolu i kreiranje mjernih izvješća:

 

ATOS III Triple Scan - kontrola geometrije malih objekata


Zahvaljujemo poduzećima Braun i GOM na dopuštenju da se ovaj izvještaj objavi.

Topomatika je generalni zastupnik za GOM-ove beskontaktne optičke mjerne sustava.
Želite li saznati kako GOM sustavi mogu unaprijediti i Vaše poslovanje, obratite nam se s povjerenjem! >>

PDF verzija članka >>

topomatika logo