采用三維數(shù)據(jù)驗(yàn)證產(chǎn)品
使用CT掃描和Geomagic校驗(yàn)組件
Rus Emerick 為施耐德電氣三維成像的全球工藝負(fù)責(zé)人，對(duì)于公差方面的難題絞盡腦汁。他從單個(gè)零件的公差迅速轉(zhuǎn)向公差的連鎖反應(yīng)，即如果一個(gè)配件中有4到5個(gè)或更多的組件，可累計(jì)影響到其全球22個(gè)國(guó)家的任何制造及設(shè)計(jì)地點(diǎn)的產(chǎn)品可靠性。如何才能在生產(chǎn)組件前對(duì)其一致性進(jìn)行驗(yàn)證？使用傳統(tǒng)的無(wú)損檢測(cè)證明效率過(guò)低，速度慢，往往無(wú)法幫助團(tuán)隊(duì)校驗(yàn)零件和配件的一致性。這些組裝部件的動(dòng)態(tài)公差分析甚至更具挑戰(zhàn)。投資往往虛擲。必須有一個(gè)更好的解決方案，此外Emerick還了解到， 3D數(shù)據(jù)將繼續(xù)會(huì)提供他所需要的答案。
施耐德電氣公司經(jīng)營(yíng)超過(guò)170年，從鋼鐵、重型裝備發(fā)展為電氣和自動(dòng)化管理產(chǎn)品。產(chǎn)品和服務(wù)涵蓋配電、工業(yè)自動(dòng)化、關(guān)鍵電源及制冷、建筑管理和安全性，生產(chǎn)地點(diǎn)遍及全球的各主要制造中心。
Emerick 是一名工藝改進(jìn)專家，差不多在產(chǎn)品制造中扮演了先驅(qū)者的角色，他致力于尋找和實(shí)施旨在提高六西格瑪?shù)燃?jí)的解決方案，與生產(chǎn)團(tuán)隊(duì)協(xié)作支持精益制造技術(shù)，努力降低設(shè)計(jì)生產(chǎn)工作流程的成本和浪費(fèi)。他的工作是設(shè)計(jì)可以在每個(gè)制造工廠有條不紊實(shí)施的最佳方法，從而成為各個(gè)地點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)。Emerick關(guān)注采用三維數(shù)據(jù)驗(yàn)證產(chǎn)品。10年來(lái)，他曾非常成功的自動(dòng)檢測(cè)生產(chǎn)線，采用Laser Designs公司的Surveyor三維掃描儀和Geomagic Qualify測(cè)量、檢查并報(bào)告產(chǎn)品。鑒于更高效生產(chǎn)的需求，Emerick督促他的團(tuán)隊(duì)，一些125強(qiáng)公司，尋找新的更快、更好的3D數(shù)據(jù)解決方案，以提高產(chǎn)品質(zhì)量。
“這是我們的產(chǎn)品連續(xù)幾年進(jìn)行無(wú)人值守操作的要求。意味著我們必須保證質(zhì)量，” 他介紹說(shuō)。 “如何才能保證服務(wù)器場(chǎng)中的斷路器在電泳沖擊時(shí)將發(fā)揮正常功能？而變壓器處在惡劣的天氣條件下，如何才能達(dá)到并超過(guò)其保證壽命？產(chǎn)品幾乎沒(méi)有失敗的余地，否則將對(duì)人們的生活造成極大影響，由此我們?cè)诋a(chǎn)品發(fā)布之前必須確保其品質(zhì)接近完美。”
Emerick為追求這一使命，大約3年前開(kāi)始嘗試進(jìn)行CT掃描數(shù)據(jù)。
“激光掃描儀能夠看到表面的構(gòu)造，例如單個(gè)零件或外殼。在這些方面，我們有著完善的工藝，” 他解釋說(shuō)。“然而，配件內(nèi)零件之間的相互作用，可能只能通過(guò)破壞性試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證 - 你知道這一老辦法：取前100件產(chǎn)品打開(kāi)進(jìn)行查看檢測(cè)，以及必要的毀壞。”
這一團(tuán)隊(duì)試圖引入分析軟件，但在配件動(dòng)態(tài)施力方面似乎沒(méi)有太大的幫助。
Emerick談到，“當(dāng)施加力時(shí)可能會(huì)使零件彎曲或變形”。“在現(xiàn)實(shí)世界中施加動(dòng)力可能會(huì)損壞一個(gè)關(guān)鍵部件，你即便一整天使用分析軟件也無(wú)法預(yù)測(cè)到原因。必須進(jìn)行真正的配件試驗(yàn)，以驗(yàn)證其反應(yīng)如何。”
Emerick明白他必須在產(chǎn)品下線前對(duì)任何問(wèn)題的根源進(jìn)行分析。
“我們不能出售存在缺陷的產(chǎn)品。每天所賺取的是另外一天的利潤(rùn)。如果我們的產(chǎn)品上市時(shí)間減少50％，就能在一半的時(shí)間提供給客戶，這意味著該公司實(shí)現(xiàn)提前盈利。”
但無(wú)損檢測(cè)的傳統(tǒng)依然存在：“問(wèn)題是，在這個(gè)過(guò)程中你只是摧毀你的樣品，在這段時(shí)間里你可以證明100件產(chǎn)品中有65件品質(zhì)完好。但你無(wú)法確定另外100件產(chǎn)品的性能如何 ... 這是有關(guān)統(tǒng)計(jì)和品質(zhì)的一大跨步。”
很多年前CT掃描成為必須的醫(yī)療程序，而在近年來(lái)備受工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的青睞。Emerick同樣對(duì)此感興趣。他抽取多個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，擯棄了老式的扇束系統(tǒng)，通過(guò)高度分鐘增加的配件發(fā)出水平光束，產(chǎn)生數(shù)千堆棧和不斷的掃描和處理。他發(fā)現(xiàn)了一些系統(tǒng)的速度更快，但是使用的放大倍率使掃描結(jié)果發(fā)生錯(cuò)誤，從而不可行。
經(jīng)過(guò)3年多的測(cè)試和了解后，Emerick終于找到了他一直在尋找的先進(jìn)的版本：蔡司METROTOM 1500 CT掃描儀，由Laser Design公司所提供。“施耐德電氣了解分析在其制造和鑒定過(guò)程中的重要性，”Laser Design公司總裁兼首席執(zhí)行官C.馬丁舒斯特解釋說(shuō)。“我們超精確的蔡司CT掃描系統(tǒng)施為耐德工廠提供了其零部件和組件幾何形狀的保證，包括內(nèi)部功能。所有零件尺寸均可實(shí)現(xiàn)，而測(cè)量精度則是無(wú)與倫比的。”
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