Booster集團(tuán)案例研究

BOOSTER精密部件（Schwanewede）公司是廢氣渦輪增壓器和其他高精度部件壓縮機(jī)葉輪制造的領(lǐng)軍企業(yè)。Booster在Schwanewede（德國(guó)），墨西哥和中國(guó)為當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)生產(chǎn)壓縮機(jī)葉輪。其中，憑借在精密加工和自動(dòng)化技術(shù)以及工藝開(kāi)發(fā)方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，Schwanewed是Booster 集團(tuán)的世界級(jí)旗艦工廠。壓縮機(jī)葉輪是渦輪增壓器中的核心部件之一，用于壓縮燃燒過(guò)程的送風(fēng)。有利于發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)作中重復(fù)燃燒燃料，減少碳排放。

01

確認(rèn)改進(jìn)目標(biāo)

運(yùn)用Q-DAS IMC 在BOOSTER精密元件在壓縮機(jī)葉輪的制造中實(shí)現(xiàn)最高的質(zhì)量要求。為保證監(jiān)控所需的產(chǎn)品質(zhì)量，以規(guī)定的時(shí)間間隔隨機(jī)抽取樣品，并在手動(dòng)測(cè)量站的生產(chǎn)中以及在采用自動(dòng)測(cè)量技術(shù)的測(cè)量室中進(jìn)行測(cè)量。生產(chǎn)中的直接反饋是通過(guò)生產(chǎn)機(jī)器上測(cè)量結(jié)果的可視化來(lái)完成的，以便實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的小型控制回路和工具校正。在前期部署的Q-DAS對(duì)設(shè)備和過(guò)程的能力保證方案構(gòu)成了自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)為基礎(chǔ); 在大型控制回路中，自動(dòng)報(bào)告定義的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，分析因果關(guān)系，自動(dòng)識(shí)別和傳達(dá)生產(chǎn)異常，并在網(wǎng)絡(luò)控制中心進(jìn)行可視化.

BOOSTER使用Q-DAS統(tǒng)計(jì)軟件產(chǎn)品并不斷開(kāi)發(fā)該系統(tǒng)，并隨著時(shí)間的推移對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。在流程中確定的關(guān)鍵點(diǎn)和潛在問(wèn)題之一，特別是在現(xiàn)場(chǎng)（車(chē)間）的小型控制回路中，是基于Q-DAS統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的單個(gè)工具校正調(diào)整。不同的員工個(gè)人決定會(huì)這導(dǎo)致了不同的程序，從而導(dǎo)致不同班次中不同的過(guò)程行為和工具管理。該項(xiàng)目的目標(biāo)是引入Q-DAS IMC|智能整機(jī)控制實(shí)現(xiàn)可靠、基于統(tǒng)計(jì)指標(biāo)計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)化和自動(dòng)化工具校正調(diào)整過(guò)程，可持續(xù)地提高產(chǎn)品質(zhì)量并進(jìn)一步優(yōu)化工藝穩(wěn)定性。此外，Q-DAS IMC 也具有追溯工具校正的新功能。

02

克服項(xiàng)目挑戰(zhàn)

由于先前實(shí)施的Q-DAS系統(tǒng)用于過(guò)程能力，驗(yàn)證與監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程：Schwanewede 工廠的40多臺(tái)機(jī)床多年前，已將測(cè)量結(jié)果運(yùn)用Q-DAS進(jìn)行即時(shí)在線可視化。這為新項(xiàng)目的實(shí)施奠定了重要基礎(chǔ)。Q-DAS IMC擁有清晰的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可將測(cè)量結(jié)果與相關(guān)的跟蹤附加信（產(chǎn)線，機(jī)床，工具，主軸，測(cè)量系統(tǒng)等）傳輸?shù)絈-DAS IMC，用于相關(guān)反饋信息的直接分配，并有利于進(jìn)一步開(kāi)發(fā)?；谶@種可視化，工具校正以前由操作員手動(dòng)執(zhí)行變更為Q-DAS IMC過(guò)程自動(dòng)化調(diào)整：調(diào)整自動(dòng)遵循明確的規(guī)則，數(shù)值波動(dòng)因此減少。

現(xiàn)有數(shù)據(jù)流（測(cè)量系統(tǒng)->現(xiàn)有Q-DAS解決方案）僅需略做擴(kuò)展，因此現(xiàn)有的測(cè)量數(shù)據(jù)也用于Q-DAS IMC計(jì)算校正值。根據(jù)特定的優(yōu)化規(guī)則，Q-DAS IMC計(jì)算刀具特定的校正值，并將其直接引入機(jī)床的控制系統(tǒng)。

已實(shí)現(xiàn)以下步驟：

● 測(cè)量第一件、換刀或連續(xù)測(cè)量后分離

● 分離不正確的測(cè)量

● 針對(duì)特定工具計(jì)算的值，通過(guò)多個(gè)被測(cè)參數(shù)實(shí)現(xiàn)最高精度校正

● 自動(dòng)將校正值從 Q-DAS IMC 傳輸?shù)綑C(jī)床控制系統(tǒng)

● 僅當(dāng)超過(guò)指定的公差時(shí)才進(jìn)行調(diào)整

● 在換刀時(shí)直接調(diào)整

● 存儲(chǔ)校正值以用于記錄目的

● 將34臺(tái)機(jī)床與FANUC控制系統(tǒng)連接

除了數(shù)據(jù)流技術(shù)方面，還需要深厚的工藝知識(shí)來(lái)實(shí)施Q-DAS IMC以最佳使用。例如：

● 不同特征的相互依賴(lài)性

● 工具/被測(cè)參數(shù)的效果關(guān)系

● 刀具壽命期間的刀具狀態(tài)

不同機(jī)器上相同被測(cè)參數(shù)的結(jié)果（應(yīng)用Q-DAS IMC之前VS之后）特定精密刀具校正（應(yīng)用Q-DAS IMC之前VS之后）

03

實(shí)現(xiàn)結(jié)果概覽

成功運(yùn)行Q-DAS IMC后的結(jié)果超出了所有人的預(yù)期。在加工壓縮機(jī)葉輪時(shí)，由于通過(guò)多個(gè)被測(cè)參數(shù)自動(dòng)和特定于工具計(jì)算的值，從而實(shí)現(xiàn)了更高的工藝穩(wěn)定性，從而實(shí)現(xiàn)了最高精度的校正。對(duì)于Q-DAS IMC控制的被測(cè)參數(shù)，能力指標(biāo)增加后，帶來(lái)了額外的和更高的過(guò)程穩(wěn)定性。

04

進(jìn)一步的提升

第一步已經(jīng)非常成功地實(shí)現(xiàn)，在34臺(tái)帶有FANUC控制系統(tǒng)的機(jī)床上引入和連接Q-DAS IMC的車(chē)削技術(shù)。進(jìn)下來(lái)Q-DAS IMC的新版本，還可以連接外部控制系統(tǒng)，因此，銑削技術(shù)的另外32臺(tái)機(jī)床的會(huì)在下一期項(xiàng)目中完成部署。該過(guò)程現(xiàn)在僅顯示刀具磨損和刀具更換的影響，因?yàn)橛捎赒-DAS IMC.的自動(dòng)化，員工的特定和個(gè)人決策等意外因素被排除在外。結(jié)合校正值現(xiàn)在會(huì)自動(dòng)發(fā)送到機(jī)床，現(xiàn)有的廢品率降低了20%，并且可以節(jié)省大約15% 的工時(shí)。

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