Renishaw 測頭量測技術協助 Equinox 3D 大幅減少人工處理時間
Equinox 3D 是專業製造商針對各式各樣的產業生產玻璃纖維產品,經常接觸各種複雜精細及量身訂製的設計。該公司位於英國的法弗舍姆 (Faversham),在製程中採用 Renishaw 測頭量測系統之後,能在短時間內準確且可靠地滿足客戶的特殊要求。
背景
Equinox Products 一開始是玻璃纖維產品製造商,供貨給各種不同產業的客戶,其中包括汽車、建築乃至於遊戲機製造商。由於公司經常需要模具工具,因此成立了 Equinox 3D;Equinox 3D不斷發展,目前提供的服務包括四軸 CNC 加工、3D 掃描、反向工程、CAD 設計,以及其他非模具工具相關的製造。
Equinox 3D 新購買的 XYZ 1020 立式加工中心 (VMC)配備 Renishaw OMP40 工件設定測頭及 TS27R 刀具設定測頭,大幅提升了生產力。雖然公差只達到 ±0.1 mm 而不是微米程度,但 Equinox 3D 認為將測頭納入製程中具有重大價值,因其所有成品皆可見可觸,外形美觀是相當重要的。許多模具是由多個組件組合而成,精準對齊是關鍵所在。過去這些多組件模具的製作需要數小時甚至數天的時間,由人工負責拋光、裝配及精加工等作業。這種作法經常會增添時間壓力及製程成本,而時間正是 Equinox 3D 欠缺的關鍵要素。最近有一項時間緊迫的工作範例。
挑戰
Equinox 3D 技術主管 Darren George 表示:「Best of Italy Festival 是一項為期兩天的活動,於艾米利亞羅馬涅大區 (Emilia-Romagna) 皮亞琴察 (Piacenza) 的卡斯泰拉爾夸托 (Castell’Arquato) 舉行。這項活動的最高潮是義大利超級跑車、超級摩托車及腳踏車的爬坡賽。有一天活動主辦單位突然與我們聯絡,要求重新打造瑪莎拉蒂 (Maserati) 製造的Super Monoposto概念車款。
我們要從一台標準的 Maserati 4200 開始著手進行,其軟質頂蓬及擋風玻璃已利用角磨機拆下。」Darren Geroge 解釋:「由於慶典日期已經確定,特定製程需要的時間也固定,所以我們只有兩星期的時間,完整設計及製造全新的玻璃纖維 Monoposto 駕駛座護罩,讓這台車準備好在布魯克蘭 (Brooklands) 賽道,與擔任駕駛的 Jodie Kidd 這位知名模特兒及電視主持人一同亮相。」
車蓬由汽車後方延伸覆蓋乘客區,只有駕駛席會暴露在外。為此 Equinox 3D 需要加工共有 16個多組件模具。各個組件必須準確裝配在一起,確保盡可能減少玻璃纖維模具的手工精加工作業。
我們能夠確切瞭解各組相對於 CAD 數據的位置,獲得方便使用及精度等寶貴特性,並能順利結合測頭量測技術及 CAD 數據。這項成品必須裝配至指定位置點。測頭量測技術讓我們信心十足地達成這項目標。
Equinox 3D (英國)
解決方案
Renishaw OMP40 工件設定測頭,用於設定 16 塊密度 0.7 的 PU 模板基準。使用測頭量測技術設定每塊模板的基準,大約需要一分鐘的時間。沒有使用測頭前光是設定 X 軸及 Y 軸的基準,每個軸就需要 3-4 分鐘,而 Z 軸基準可能需要 5 分鐘才能完成設定。
Renishaw 測頭讓 Equinox 3D 光是架設時間就節省了三小時,測頭量測對於這與時間競賽的工作幫助特別大。Darren Geroge 表示:「我們必須讓工具機連續 10 天全天候運作,才能如期製作模具,因此需要半夜前往工廠架設下一塊模板,能夠自動設定基準,尤其是在晚上,對我們有很大的幫助。」
由於本次作業大部分生產都屬於自由成型形狀,Equinox 3D 也充分使用 Renishaw OMP40 測頭,在機器進行後製程檢測。測頭會在從在工件從工具機卸載前量測其基準點是否符合 CAD 數據。Equinox 3D 亦使用 Renishaw TS27R 刀具設定器確認及修正製程中的刀具補正值,這可再次確保工件第一次就正確加工。結果
使用 Renishaw OMP40 測頭能節省相當多的機上作業時間,但省時效果最顯著的則是組裝 16 個組件所節省的時間。Darren George 估計這種類型及大小的模具,一般需要一至兩天時間進行手工精加工作業,而高精度的初加工就可大大減少所需時間,。讓各組件的誤差降到最低,組裝作業就能夠輕鬆進行。
George 表示:「時間是這項工作的關鍵,我們需在 12 小時期限前交付完成精加工及上漆的 Monoposto 車蓬。如果沒有使用測頭就不可能在限期前完成這項工作。這項專案只有一次機會完成,其中成品長度長達 2.4 公尺,需要裝配的 3D 形狀沒有任何 CAD 數據,因此公差成為其中的關鍵; 我們不需要加工到微米公差的高精度,但需確保成品能準確地裝配至指定位置點。測頭量測技術讓我們信心十足地達成這項目標。」
雖然Equinox 3D採用 3D 非接觸式掃描技術,但對部分小型內部特徵而言,這項技術仍有其限制。Renishaw OMP40 測頭在此再度出場,準確量測這些特徵的基準。這對複雜精細的反向工程元件特別有用。最近有一項專案需要製造組裝車變速箱的鐘形外殼,如果沒有 Renishaw 測頭量測系統的功能就非常難以完成。