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客戶案例 | 自動化三維測量技術應用于大型塑料部件的生產控制

客戶案例 | 自動化三維測量技術應用于大型塑料部件的生產控制

一脈相承的靈活性和理念體系

Coko-Werk GmbH g co.KG在注塑成型領域耕耘已久。Coko公司成立于1926年,以獨樹一幟、牢不易破的產品——賽璐珞發梳起家。20世紀80年代中期,Coko為著名的Commodore Amiga公司生產電腦外殼。


現在,這家注塑成型公司是塑料制品的系統供應商,專門從事大型部件的生產。Coko在其位于德國Bad salzuflen的研發和創新基地使用ZEISS ScanBox光學三維測量機,以確保對生產過程進行有效的質量控制。


Coko是提供各種制造方法的一站式供應商

Coko在德國、波蘭和土耳其等國家的四大基地設有大型工廠和設備,可生產重達10 kg的小型、中型和大型注塑件,并能裝配復雜配件。Coko的QAVQM主管Andreas spilker提到:“我們為汽車、白色家電、加熱和氣候控制、醫療技術和工業領域制造產品。”


如此廣泛的產品種類需要采用不同的制造方法——注塑、裝配和涂裝,才能生產出多種多樣的部件。在某些情況下,部件還需采用電鍍或移印工藝沖壓。裝配流程全自動化,使用機器人進行操作。Andreas Spilker強調說:“為了取得競爭優勢,Coko不斷提高自動化程度,尤其是在大型部件方面。


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光學三維測量可減少啟動時間并確保質量

汽車工程是Coko在Bad Salzuflen的核心業務之一。多用途運載車的擋泥板等部件由一臺閉合力為2400噸的機器生產。Coko還為多家原始設備制造商(OEM)制造了大量前照燈殼。


該公司憑借豐富的經驗,確保在短時間內掌握并開展這些注塑件的擴產和制造流程自動化。同時,公司專家利用了ZEISS光學三維測量系統并從中獲益。全現場測量結果讓首件檢驗和目標模具校正的速度更快,從而縮短了生產周期。


Coko計量部門主管Andre Gromann說:“自2020年以來,我們一直使用ScanBox對生產和制造過程進行有效的質量控制。”光學三維測量機配備了工業級高精度三維掃描儀,通過在兩個工作區內執行非接觸式掃描來檢驗部件的整個表面幾何形狀。“在進行形狀和尺寸分析時,三維掃描獲取的實際坐標會在檢測軟件中與圖紙數據相匹配,或直接與CAD數據集進行匹配。”


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▲ScanBox使用ATOS 5X測量頭對擋泥板等尺寸較大、顏色較深的部件進行數字化處理


多部件夾具提高了產量并提供了制造靈活性

Coko的計量工程師需要在短時間內檢驗盡可能多的部件,以確保能夠根據需要啟動糾正措施。由于部件數量龐大,自主開發的夾具至關重要。


擋泥板使用基于3-2-1原理的標準夾具進行數字化處理。Coko計量主管Andre Gromann解釋道:“在這項測量工作中,我們使用了多部件夾具作為測量夾具,以提高產量。”由于使用了多部件夾具,可同時掃描兩個擋泥板。該設備不僅提高了產量,還為計量工程師帶來了更大的靈活性。Andre Gromann對此非常滿意:“我們不再需要額外的儲存空間來存放另一個又大又重的夾具,裝卸起來更加方便,而且降低了成本。”


在系列檢驗中,測量工作通過ScanBox簡單明了的Kiosk界面啟動。測量和檢驗程序作為模板存儲在虛擬計量室中。用戶可以在Kiosk模式下進行訪問。操作人員在表單中輸入姓名,選擇項目模板,輸入檢驗任務編號,然后啟動掃描。檢驗過程非常短暫,檢驗結果隨后會自動遷移到Coko的CRQ系統中。


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▲ Andre Gromann為ScanBox開發的夾具可同時測量多個部件


通用夾具可縮短安裝時間并優化測量速度

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部件尺寸從幾厘米到幾米不等,且種類繁多——在注塑成型領域,測量系統需要在短時間內檢驗各種不同的模具和部件。ScanBox的兩個工作區可以獨立操作。例如,計量工程師可以在右側工作區掃描兩個擋泥板,同時在左側工作區其自主開發的通用夾具上對多個小型部件進行數字化處理。


Andre Gromann說:“這種塔狀通用夾具采用籠式結構設計,可確保盡快調整多種部件,并縮短安裝時間。”他補充說:“一個夾具可配備八個檢測工位。為了避免與已經校準過的定位裝置相混淆,定位銷的間距有所不同。”對于小型部件,可從通用夾具的前端或后端安裝對于較大、較重的部件或定位裝置,則不必圍繞旋轉臺費力搬運。旋轉臺可以旋轉至任意方向,以便從正面裝載。


ZEISS INSPECT在產品開發過程中至關重要

無論是首件檢驗還是系列檢驗:每個測量項目都是在測量區的離線工作站上進行規劃和準備的。Coko使用ZEISS INSPECT軟件進行詳細的三維數據評估。Coko的計量工程師Bjǒrn Sonters解釋道:“在檢查前照燈殼時,我們通常會測量直徑、圓柱度和位置偏差。”他還補充道:“我們特別關注定位點系統(RPS)對齊和點對點評估。


GD&T評價在塑料注塑成型領域也非常重要。借助ZEISS INSPECT,可以輕松驗證形狀誤差是否在允許范圍內。Biǒrn Sonters解釋道:“誤差一目了然。如果前照燈座稍有偏差,在某些情況下就無法安裝。


Coko在整個產品開發過程(PDP)中都使用了ZEISS INSPECT軟件并以此與客戶溝通——事實證明,使用三維數據非常有說服力。三維數據可以迅速顯示產品可行性。在PDP后續階段,用戶可以在軟件中設置趨勢項目,以執行檢驗循環。全場三維數據易于理解,并顯示了改進過程中取得的成果。在數字化裝配過程中,前照燈殼的檢驗工作更為復雜。用戶可以模擬各種裝配方向、變更裝配要求或提出新的裝配想法。可視化功能可幫助工程師在圖紙上調整尺寸,以確保設計出的前照燈正常運作。


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▲ZEISS INSPECT可以通過對比部件表面直觀地看到隱藏的缺陷


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▲借助數字化裝配功能,Coko的計量工程師可以用數字化手段集中將各個部件裝配起來。由此,其他生產地的部件也能得到裝配


虛擬裝夾、批量檢驗和自動裝載技術引領未來

為了加快測量過程,Coko的專家目前正在探索三種技術:自動裝載ScanBox的批處理系統、通過計算機斷層掃描分析整個部件缺陷和裝配情況的批量檢驗以及虛擬裝夾。


ZEISS INSPECT的虛擬裝夾選項可模擬裝夾部件,并可根據實際部件在自由狀態下的數據計算其在裝夾狀態下的數據。計量工程師們希望,通過使用他們自主開發的新型夾具,可以節省更多時間。


Coko已開始將這項技術深度融入其生產過程。Coko QA/QM主管Andreas Spilker指出:“這種融合需要快速、可靠和高效的測量系統。”他還補充道:“當然,我們希望監督生產過程,確保取得合格的結果;而且最重要的是,速度要快。”


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李娜
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