Как оптимизировать Cmm-раскладку и рабочий процесс в вашей инспекционной лаборатории

Понимание важности CMM-планировки

Координационная измерительная машина (CMM) - это точный инструмент, который количественно определяет физическую геометрию изготовленной детали. Макет вашей инспекционной лаборатории напрямую влияет на точность, повторяемость и пропускную способность каждого измерения. Неправильно спланированное расположение заставляет операторов перемещаться по препятствиям, ждать оборудования и обрабатывать детали несколько раз - каждое движение является потенциальным источником ошибки. Напротив, оптимизированная компоновка создает логический поток от получения деталей до окончательной отчетности, минимизирует растраченное движение и изолирует чувствительные зоны измерения от нарушений окружающей среды.

Помимо простой эффективности, продуманная компоновка снижает усталость оператора, снижает риск дорогостоящих столкновений и упрощает соблюдение стандартов качества, таких как ISO 17025 или AS9100. Когда CMM правильно позиционируются по отношению к ввозимым частям, областям постановки и терминалам данных, весь цикл проверки становится предсказуемым и повторяемым. Эта предсказуемость является основой как высокоточных измерений, так и принципов бережливого производства.

Шаги по оптимизации рабочего процесса CMM

Оцените свою текущую настройку

Начните с документирования каждого этапа текущего процесса проверки, с момента входа части в лабораторию до выпуска отчета об измерениях. Пройдитесь по полу с секундомером и планом этажа, отмечая:

Этот базовый аудит показывает истинную стоимость плохой компоновки. Например, движение всего на три фута, повторяемое 200 раз в день, тратит почти 30 минут времени оператора - времени, которое можно было бы потратить на измерение.

Планируйте свое пространство для пропускной способности и гибкости

Выделите зоны для каждой основной функции: вход части, постановка (неизмеренная и измеренная), ячейки CMM, зонд/фиксация хранения и рабочие станции оператора. Распространенной ошибкой является сжатие CMM слишком близко друг к другу, чтобы сэкономить пространство. Стандартные руководящие принципы рекомендуют зазор не менее 0,5 метра вокруг каждой движущейся оси и предпочтительно 1 метр для безопасного перемещения и доступа к техническому обслуживанию. Современные CMM типа моста с открытыми рамами нуждаются в дополнительном пространстве для горизонтального перемещения тарана.

Рассмотрим использование сотовой компоновки, где каждая CMM соединена со своей собственной таблицей и компьютерным терминалом. Это исключает общую очередь и позволяет одному оператору управлять несколькими машинами без перекрестного движения. Альтернативно, линейный U-образный поток может хорошо работать для контроля производства большого объема: детали входят в один конец, перемещаются через постановку, измерение и с другого конца, причем операторы, расположенные внутри U, обслуживают несколько машин одновременно.

Стратегически организовать оборудование

Позиционные КММ относительно потока материала. Части часто прибывают с производственной линии, поэтому инспекционная лаборатория должна быть прилегающей к производственной зоне или даже внутри нее. Если это невозможно, специальная станция «загрузки деталей» возле двери лаборатории, оснащенная механизированным конвейером или интерфейсом AGV, уменьшает ручную обработку. В лаборатории поместите КММ так, чтобы дверь машины или сторона загрузки стояли перед входной частью. Это минимизирует расстояние переноса оператора и позволяет избежать воздействия измерительной оболочки машины, пока КММ находится в движении.

Не группируйте все CMM вместе. Распределите их по траектории потока деталей и найдите тяжелые приспособления на подвижных тележках, которые могут быть пристыкованы на каждой станции. Для CMM, которые требуют температурного кондиционирования (замачивания), добавьте специальную полку предварительного кондиционирования или пластину рядом с машиной. Эта полка должна быть при той же температуре и уровне вибрации, что и среда измерения.

Внедрение стандартных операционных процедур

Документируйте каждый рабочий процесс в четких, пошаговых СОП. Покрытие части обработки перчаток, процедуры очистки, нагревательные лотки, интервалы калибровки зондов и конвенции ввода данных. СОП должен определить путь, который часть проходит через лабораторию, и ожидаемое время для каждого шага. Используйте эти процедуры для обучения операторов и соблюдения аудита. Когда все следуют одной и той же последовательности, вариации из-за человеческих факторов значительно падают.

Например, после того, как часть выполнена, оператор должен проверить, что она достигла лабораторной температуры (в пределах ±1 ° C CMM) перед загрузкой. Этот единственный шаг предотвращает наиболее распространенные ошибки теплового расширения в измерениях CMM. Не полагайтесь на память или привычку ; разместите ламинированный контрольный список на каждой постановочной станции.

Используйте автоматизацию

Автоматизация в лаборатории CMM может варьироваться от простых моторизованных дверных проемов до полной загрузки роботизированных деталей. Выбор зависит от объема, разнообразия деталей и бюджета. Для умеренных объемов рассмотрите программируемый шаттл, который перемещает приспособление из стойки для постановки в объем измерения CMM. Это устраняет оператора, входящего в защитную зону, уменьшает ошибки от ручного размещения и позволяет машине работать без присмотра во время перерывов или в течение ночи.

Для еще большей пропускной способности, интегрировать совместный робот (кобот), который выбирает детали из конвейера и загружает их в фиксированный фиксатор. Кобот затем запускает программу измерения с помощью цифрового сигнала ввода/вывода. Автоматизация должна быть тщательно разработана, чтобы избежать столкновений и поддерживать требуемую повторяемость позиционирования. Используйте зажим на фиксаторе для защиты зонда CMM, если робот несогласован. Когда автоматизация сочетается с автоматической стойкой для изменения зонда и системой компенсации температуры, один оператор может контролировать три или четыре CMM одновременно.

Поддерживайте гибкость

Инспекции, которые обслуживают несколько линий продуктов, нуждаются в макете, который быстро адаптируется. Используйте модульные рабочие стойки, тележки на основе литья и штепсельные электрические / информационные капли. Избегайте постоянных стен или фиксированных перегородок, которые нельзя перемещать. Установите управление верхним кабелем для головок зондов и камер, чтобы машины могли перемещаться без переподготовки. Когда вы проектируете для гибкости, вы также будете защищены от лаборатории для новых технологий CMM, таких как лазерные сканеры линий или мультисенсорные системы, которые имеют разные требования к пространству и доступу.

Лучшие практики для CMM-раскладки

Минимизация движения операторов

Каждый ненужный шаг снижает пропускную способность. Поместите контроллер CMM, клавиатуру и монитор на регулируемом рычаге на естественном уровне глаз оператора. Держите стойку для изменения зонда в пределах досягаемости руки в рабочем положении. Храните наиболее часто используемый стилус и расширения в выдвижном ящике под таблицей постановки. Простое исследование времени и движения может определить оптимальную высоту и расстояние для каждого инструмента. Типичные выгоды: 15-20% сокращение времени цикла на часть [FLT: 1]] путем группировки инструментов вблизи зоны загрузки.

Обеспечить правильное освещение

Хорошее освещение служит двум целям: оно позволяет операторам визуально осматривать детали перед измерением, и оно уменьшает напряжение глаз во время тонкой настройки зондов. Используйте равномерное, без тени освещение при 500-750 люкс на поверхности постановки. Избегайте флуоресцентных трубок, которые мерцают на линейной частоте (50/60 Гц), так как это может помешать системам зрения. Вместо этого используйте светодиодные панели с цветовой температурой 5000 К (дневный свет) для близкого соответствия естественному спектру света. Для CMM на основе зрения лабораторное освещение должно быть тусклым и управляемым, чтобы избежать чрезмерного воздействия датчика камеры.

Контроль экологических факторов

Стабильность температуры является единственным крупнейшим внешним влиянием на точность CMM. Большинство CMM указаны при 20 ° C ± 1 ° C. Даже дрейф 1 ° C может привести к расширению или сокращению стальной части на несколько микрон на полметра. Проектируйте компоновку для изоляции CMM от источников тепла: избегайте размещения машин возле окон, дверных проемов, вентиляционных отверстий или сварочных станций. Используйте отдельный контролируемый климатом корпус вокруг каждой CMM или инвестируйте в целую комнату с постоянной температурой в лаборатории с контролем ± 0,5 ° C. [[FLT: 0]] Напольные вибрации [[FLT: 1]] также должны быть рассмотрены. Установка CMM на изолированных бетонных плитах, которые сейсмически отделены от остальной части здания. Анализ вибрации инженером-строителем является стоящим предварительным расходом.

Осуществление мер безопасности

Каждая камера CMM требует физических предохранителей или легких штор, которые не позволяют кому-либо входить в объем измерения во время движения машины. Отметьте зону безопасности на полу желтой лентой и разместите предупреждающие знаки. Держите кнопки аварийной остановки четкими и тестируйте их еженедельно. Используйте процедуру локаута / тагута для обслуживания. Для безопасности оператора поверхность пола должна быть нескользящей и свободной от кабелей или поднятых краев. Предоставьте противоусталые коврики на каждой рабочей станции, если пол лаборатории бетонный.

Регулярное техническое обслуживание

Даже лучшая компоновка не может компенсировать плохо обслуживаемую машину. Расписание ежедневных, еженедельных и ежемесячных задач:

  • Ежедневно: Очистите гранитный стол мягкой тканью и алкоголем; проверьте подшипники воздуха на наличие утечек.
  • Недельно: Проверить стилизованность зонда на износ; очистить линейные шкалы; проверить, что датчики температуры и влажности регистрируются правильно.
  • Ежемесячно: Запуск полной калибровки с использованием эталонного шарика или колеи; затягивание винтов машины; смазка движущихся частей по спецификациям производителя.

Интегрируйте график обслуживания в программное обеспечение CMM, чтобы автоматически появлялись напоминания. Правильное обслуживание сохраняет инвестиции в точность, которые вы сделали в машине, и предотвращает дорогостоящее простои.

Расширенные стратегии оптимизации

Программное обеспечение и интеграция данных

Планировка вашей лаборатории CMM является лишь частью истории оптимизации. Цифровой рабочий процесс — как модели САПР, программы измерения, результаты и поток данных SPC — также должен быть оптимизирован. Используйте программную платформу метрологии, которая поддерживает автономное программирование, чтобы операторы могли писать и проверять программы, не занимая машину. Храните программы на сетевом диске с контролем версий, чтобы избежать запуска устаревших процедур. Вывод результатов непосредственно в базу данных качества или систему MES, а не печать и ключи данных.

Подумайте о реализации цифрового двойника вашей лаборатории CMM. Путем моделирования путей частей, движений оператора и пропускной способности в программном обеспечении вы можете протестировать изменения макета перед перемещением любого физического оборудования. Моделирование также помогает вам увеличить очередь для каждой машины и определить, нужны ли дополнительные полки постановки.

Автоматизированное управление зондом и фиксацией

Лаборатории с высоким уровнем смешения извлекают выгоду из автоматизированной системы смены инструментов. Хранят все стили, расширения и углы в карусели или журнале с RFID-метками. Программное обеспечение CMM выбирает правильный инструмент для каждой последовательности измерений и командует переключателем загружать его. Это устраняет ручные изменения зонда, которые являются основным источником ошибок и задержек оператора. Аналогично, используйте тележку хранения прибора со штрих-кодированными местоположениями; оператор сканирует тележку, и программа CMM может автоматически проверить, что правильный прибор прикреплен.

Подходы Lean и Six Sigma

Примените инструменты бережливого производства к рабочему процессу CMM. Используйте отображение потока ценности для выявления и устранения шагов, не связанных с добавленной стоимостью (например, ожидание загрузки программ, ходьба для получения инструментов, охота за светильниками). Внедрите принципы 5S: Сортировать, упорядочивать, сиять, стандартизировать, поддерживать. Например, «теневая доска» для стилизма и гаечных ключей гарантирует, что каждый инструмент имеет дом, и недостающие предметы сразу видны. Примените блиц Kaizen, чтобы уменьшить время переключения между типами деталей - стандартизируйте светильники и используйте системы быстрой зажимки.

С точки зрения Шести Сигм отслеживайте ключевые показатели, такие как повторяемость измерений (GR & R), выход первого прохода и среднее время цикла на часть. Запишите их на контрольные диаграммы и примите корректирующие действия, когда они превышают контрольные пределы. Непрерывное улучшение - это не одноразовый проект; это цикл измерения, анализа, улучшения и контроля.

Измерение успеха и постоянного совершенствования

Ключевые показатели эффективности

Чтобы узнать, эффективны ли изменения в макете и рабочем процессе, определите и отследите эти ключевые показатели эффективности:

  • Способность (части, измеренные за смену).
  • Время цикла от прибытия части до отчета.
  • Выход первого прохода (процент измерений, выполненных без ошибок или отклонений).
  • Использование машины (фактическое время измерения против общего доступного времени).
  • Расстояние перемещения оператора на часть (используй педометр или анализ движения).
  • Время простоя из-за проблем, связанных с макетом (например, столкновения, ожидание инструментов).

Если пропускная способность плато, пересмотреть распределение пространства. Если использование машины ниже 70%, рассмотреть, если размещение машины заставляет операторов оставить CMM бездействовать при работе с другим - это классический дефект компоновки.

Периодические проверки слайута

Каждые шесть месяцев прогуляйтесь по лаборатории с тем же критическим взглядом, который вы использовали при первоначальной оценке. Процессы меняются: новые продукты требуют разных приспособлений, технология CMM развивается, и персонал переворачивается. Обновите свой план этажа и СОП соответственно. Вовлеките операторов - они часто имеют лучшее представление о том, какие узкие места существуют. Проведите «гулять по гембе», где менеджеры и инженеры наблюдают за потоком без прерывания. Используйте секундомер и блокнот, чтобы захватить любые недавние неэффективности.

Непрерывное совершенствование культуры

Поощряйте культуру, в которой каждый член команды чувствует себя уполномоченным предлагать улучшения макета. Простой ящик предложений или ежедневная встреча в режиме ожидания могут всплывать небольшие корректировки - например, перемещение стойки инструментов на шесть дюймов влево - которые объединяются в значительные достижения. Празднуйте улучшения с признанием. Когда вы рассматриваете оптимизацию макета как постоянную дисциплину, а не одноразовое исправление, ваша инспекционная лаборатория остается стройной, точной и реагирующей на производственные требования.

Заключение

Оптимизация компоновки и рабочего процесса CMM не является статическим проектом - это живая практика, которая сочетает в себе пространственный дизайн, оперативную дисциплину и непрерывные измерения. Путем группировки машин вдоль логического потока материала, снижения движения оператора, управления переменными окружающей среды и охвата автоматизации, где это имеет смысл, ваша инспекционная лаборатория может достичь значительно более высокой пропускной способности и более низких показателей ошибок. Принципы, изложенные здесь - от первоначальной оценки до цифровой интеграции - обеспечивают дорожную карту для лабораторий любого размера. Начните с тщательного аудита, реализуйте изменения, которые предлагают наибольшую отдачу с наименьшим риском и повторите. Ваши CMM - это точные инструменты; относитесь к ним с уважением к точной компоновке, и они вознаградят вас данными, которым вы можете доверять.

Для дальнейшего чтения по контролю вибрации и управлению температурой обратитесь к руководству по надлежащей практике CMM . Для бережливых методологий в лабораториях качества ресурс ASQ Lean in Quality предоставляет практические тематические исследования. Для стандартов интеграции программного обеспечения проконсультируйтесь со стандартом DMIS DMTL или руководствами по программированию вашего производителя CMM.