质量控制经理的新型秘密武器

国际金属加工网 2017年05月17日

汽车航空航天业,质量控制经理(QC)需要确保制造的零部件达到客户的要求、规范和公差标准。为此,他们选择了坐标测量机(CMM),CMM是质量检测中精度最高的计量设备。然而,要达到这种精度水平往往需要以放弃便捷性为代价,CMM可能无法执行首件检测(FAI),更糟糕的是,由于故障往往在零部件生产结束时发现,CMM此时可能已经不堪重负。之后,势必要在CMM与车间之间多次往复,以便确定问题发生的位置。

图1 工作中的质量控制经理

在上述情况中,技术成为QC经理的掣肘,使他们陷入繁杂工作中不得施展。如果CMM负荷满满,如果掌握一件秘密武器情况会如何呢?如果拥有一组可以提高质量检测精度的替代解决方案,情况会如何呢?为了保证QC经理在工作中不会受到掣肘,Creaform形创编写了下面的清单,列出了QC经理可以使用的各种计量工具,以及每种工具的优缺点。

手动测量工具

最常见的手动测量工具包括千分尺、游标卡尺、指示器和量规,这些工具主要用于进行简单检测和基本测量,例如测量直径、厚度或者其他无需报告的尺寸。其优点在于:简单易用、精度高、仅需掌握基本技术知识,即可使用、可快速用于简单的测量和特征检测;其缺点在于:测量会受操作人员操作的影响而具有重复性、每种测量需要使用不同的工具,因此难以选择最合适的工具、难以用于复杂零部件的测量。

图2 质量经理使用的千分尺工具图

固定式CMM

对于复杂零部件而言,固定式CMM相对于手动测量工具无疑是更理想的选择。事实上,固定式CMM可以测量各种类型的特征,并且有着精度高的优点。因此,固定式CMM是QC经理的首选计量设备。固定式CMM应用非常广泛,常常被各种不同工序占满。其优点在于:灵活、具有无与伦比的精度、可高效测量复杂零部件、自动报告测量结果、可测量和检测各种类型的特征;其缺点在于:使用成本高、需要较高专业技术水平、需在地面固定安装、由于测量工作台大小有限,因此限制了所测零部件的形状。

激光跟踪仪是固定式CMM的子类别,它通常用于测量大尺寸零部件。固定式CMM和便携式 CMM的测量分别受到工作台面和测量范围的限制,而激光跟踪仪拥有两者无法比拟的优势,可测量飞行器机翼、汽车车架及大型加工设备等零部件。但这种设备的缺点是,需要固定安装,而且易受环境中不稳定因素的影响。

 

便携式CMM

当零部件无法从生产车间移动到测量实验室时,便携式CMM便成为理想的替代解决方案。便携式CMM除具有固定式CMM的优点外,还具有便携性,操作人员可以将其轻松移动到车间、另一建筑物或供应商的设施中。其优点在于:简单易用、可在生产车间直接测量、测量工具跟随待测零部件(而非相反),因此具有便携性;其缺点在于:需固定安装、存在精度损失、易受振动影响,不适用于不稳定的车间测量环境、操作人员的经验和技巧会影响测量精度。

光学便携式CMM是便携式CMM的子类别,它具备便携式CMM的优点,并且不再需要固定安装。这意味着在测量期间,任何对象(跟踪仪、测量工具和待测零部件)都可移动。因此,光学便携式CMM可减轻操作人员的压力。此外,由于额外操作和调整的减少降低了错误率,因此对操作人员专业水平的要求也有所降低。简而言之,光学便携式CMM是车间测量的理想之选。

3D扫描仪

计量级3D扫描仪是Creaform替代解决方案产品组合中不可或缺的一部分,有助于提高质量检测精度。与便携式CMM相似,大多数3D扫描仪都可以在生产车间中移动,而且与光学便携式CMM一样,它们同样具有在复杂生产环境中进行测量的能力,这类测量通常会受到温度变化、振动、操作人员缺乏经验等因素的影响。然而,3D扫描仪可采集和分析的信息密度是其他测量设备所无法比拟的。因此,3D扫描仪是FAI的首选解决方案,在FAI中,每一次的尺寸测量都至关重要。进行FAI期间,必须对整个零部件(尺寸和外观)进行检测和审批。因此,使用仅测量有限个点(或样本点)的探测装置而忽略默认情况具有一定风险。其优点在于:采集速度高,分析的信息密度大、可在短时间内确定整个零部件的特征、检测不规则曲面的最佳解决方案、可通过大量点高效完成复杂形状的数字化,且无需接触零部件;其缺点在于:待测零部件需处于扫描仪视线范围内、在检测简单几何特征(如销钉和孔)时,此解决方案未免大材小用。

因此,质量控制团队的秘密武器是:对不同的零部件使用不同的测量工具。由于每种解决方案各有千秋,因此应根据检测类型或待测零部件形状选用不同的工具,这是实现高水准质量控制的关键。


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