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May 26, 2023

Präzises Biegen von Rohren, jedes Mal und in kürzerer Zeit

Sharpe Products rüstete Anfang 2020 auf eine größere 3D-Messmaschine um und erweiterte damit die Palette der zu verarbeitenden Rohrprodukte erheblich.

Auf dem heutigen Fertigungsmarkt macht Agilität – bei Durchlaufzeiten, Umrüstungen und der Zeit vom ersten Teil bis zum fertigen Teil – oft den Unterschied zwischen Auftragserteilung und Sorgen aus.

Inspektionssysteme, die einfach zu bedienen sind, die Produktivität auf vielfältige Weise steigern und die Teilequalität aufrechterhalten, sind also nicht nur eine nette Ergänzung für Unternehmen wie Sharpe Products. Sie sind von entscheidender Bedeutung für ihre Wettbewerbsfähigkeit.

Der Rohr- und Röhrenhersteller aus New Berlin, Wisconsin, weiß ein oder zwei Dinge darüber, wie man strenge Kundenspezifikationen erfüllt. Kunden in den Hauptmärkten des Unternehmens – darunter Luft- und Raumfahrt, Automobil, Lebensmittel und Getränke, Freizeit und Medizin – sind für sie bekannt. Um diese Spezifikationen zu erfüllen und gleichzeitig die Markteinführungsgeschwindigkeit aufrechtzuerhalten, hat Sharpe drei verschiedene Hexagon-Tools integriert – die 3D-Messzellen TubeInspect S und TubeInspect P16.2 sowie einen Absolute Arm 3D-Laserscanner.

Das Unternehmen nutzt für seine kleinsten Aufgaben den TubeInspect S mit acht Kameras und den neueren TubeInspect 16 mit seinen 4 x 8 Fuß großen Kameras. Arbeitsbett und 16 Kameras für alle bis auf die größten produzierten Teile. Für diejenigen und alle anderen, die entweder nicht in die größere Maschine passen oder sich einfach mit einem Scanner leichter prüfen lassen, kommt der Absolute Arm zum Einsatz, der fast jedes Teil aus jedem Winkel antasten oder prüfen kann.

„Wir verwenden in erster Linie den Scanner, weil er viel mehr Daten schneller erfasst und man das Teil nicht berührt“, sagte Marshall Arndt, Fertigungsingenieur bei Sharpe Products. „Wenn das Teil schwer genug ist oder über eine Art Vorrichtung verfügt, besteht die Gefahr, dass das Teil weggeschoben wird und Ihre Daten irgendwie durcheinander geraten. Daher bevorzugen wir das berührungslose 3D-Scannen. Das funktioniert bei uns sehr gut.“

Laut Arndt konzentriert sich Sharpe Products tendenziell auf Arbeiten mit geringem bis mittlerem Volumen und nicht auf die Massenproduktion, die bei größeren Betrieben üblich ist. Deshalb ist eine schnelle Abwicklung von Auftrag zu Auftrag so wichtig.

Anstatt beispielsweise ein Teil mit einem Standardmessschieber zu messen, können Mitarbeiter jetzt rohrförmige Teile, egal wie komplex, in den TubeInspect 16 einlegen und in Sekundenschnelle eine präzise Messung durchführen.

„Sie sind sehr schnell, das hilft“, sagte Arndt über die Maschinen. „Manchmal sind einige dieser komplizierten Teile wirklich knifflig. Angenommen, Sie legen ein Teil auf einem Schweißtisch aus … das ist zeitaufwändig – wenn Sie das Teil überhaupt auf diese Weise prüfen können. Und dann dauert die Inspektion selbst viel länger. Solange TubeInspect über die nominalen XYZ- oder LRA-Daten [Länge, Drehung, Winkel] verfügt, betrachtet es dieses Teil, vergleicht es mit den nominalen [Messungen] und zeigt Ihnen in Sekundenschnelle alle Abweichungen an.

„Das trägt also zu einer schnellen Abwicklung bei. Ein oder zwei Teile, das könnte genügen, um mit der Produktion fortzufahren.“

Diese Geschwindigkeit von Teil zu Teil wird durch die BendingStudio-Software des Systems erhöht. Bei Rohren, die außerhalb der akzeptablen Abweichung von den Nennspezifikationen liegen, können Korrekturen direkt an eine der Rohrbiegemaschinen des Unternehmens gesendet werden – ohne dass ein Bediener Koordinaten oder andere Daten eingeben muss.

Die Inspektionsausrüstung und -software von Sharpe ermöglicht es dem Unternehmen, jedes erdenkliche Profil seiner Werkstücke aufzuzeichnen und sie nahezu augenblicklich mit den Nennmaßen dieser Teile zu vergleichen.

„Wenn man in den Laden geht, sind alle auf dem gleichen Stand, und das viel schneller“, sagte Arndt. „Es ist eine Art universelle Sprache da draußen.“

Laut Paul Joss, Produktmanager bei Accurex, dem nordamerikanischen Lieferanten der TubeInspect-Maschinen, ist es für mehr als ein Unternehmen praktisch, die gleichen Zahlensätze in der gesamten Werkstatt einsehen zu können. Ein Accurex-Kunde nutzte eine traditionellere Methode zur Messung seiner Teile, wechselte jedoch kürzlich zu einer TubeInspect-Maschine. Nachdem der Kunde das neue System eine Zeit lang verwendet hatte, bemerkte er einen deutlichen Unterschied.

Joss erinnerte sich, wie der Kunde sagte: „Was ich liebe, ist, dass ich nicht mehr in den Laden zurückgehe und sehe, wie drei Leute um das alte Messsystem herumstehen und sich darüber streiten, wessen Zahlen richtig sind – jeder bekommt die gleiche Antwort.“ Es spielt keine Rolle. Sie messen einfach und machen sich wieder an die Arbeit.“

Arndt bemerkte, dass Sharpe Products mit vielen Kunden zusammenarbeitet, um Teiledesigns zu ändern.

Während dieses Prozesses kann Sharpe Products mit allen ihm zur Verfügung stehenden Testtools den endgültigen Designprozess leiten, indem es genaue Daten darüber liefert, was das Teil ist und sein könnte. Der 3D-Laserscanner kann mit seinen Standardbelichtungseinstellungen nahezu jede Oberfläche scannen und bietet eine extrabreite Scanlinie für eine verbesserte Abdeckung. Das Tool ermöglicht außerdem die Erfassung großer Datenmengen und kann sowohl mit einem tragbaren Arm als auch mit einem Lasertracker verwendet werden.

„Manchmal benötigen sie Inspektionsberichte oder etwas noch Ausführlicheres, um zu sehen, was wir ihnen bieten können, und um es mit dem zu vergleichen, was sie dachten oder erhofften“, bemerkte Arndt. „Vielleicht muss es ein Hin und Her sein. Es beschleunigt den Prozess und ist einfacher zu dokumentieren.“

Dieses Dokumentationssystem in der Software bietet einen umfassenden Katalog aller von allen Geräten ausgeführten Arbeiten, sodass Sharpe Products mit wenigen Mausklicks aktuelle Teile mit früheren Arbeiten vergleichen kann. Das erspart Rätselraten und hilft dem Unternehmen, sich bei Bedarf in einem Bruchteil der Zeit anzupassen, die es früher brauchte.

„Es ist für uns wirklich einfach, zurückzugehen und detaillierte Berichte, die wir erstellt haben, anzusehen, um aktuelle Läufe mit früheren Läufen zu vergleichen“, sagte Arndt. „Wenn der Kunde ein Teil erhält und eine Frage zu etwas hat, haben wir, sofern wir es auf unserem TubeInspect oder unserem 3D-Scanner geprüft haben, höchstwahrscheinlich einen generierten Bericht, den ich mir noch einmal ansehen und dem Kunden diese Daten erneut geben kann.“ wenn sie es brauchen.“

Joss weist darauf hin, dass die Verfolgung der Daten auf dieser Ebene und die anschließende Gewährung des Zugriffs an die Kunden diesen Kunden dabei hilft, ihre Abläufe zu verbessern, indem ihnen präzisere Teile geliefert werden, die ihnen bei der Montage weniger Probleme bereiten.

„Wenn aus Ihrer Biegeerei Rohre kommen, die näher am Nennwert liegen, landen die meisten dieser Rohre später in einer Art Baugruppe“, vermutete Joss. „Wenn ich also ein Rohr habe, das sehr nahe am Nennwert liegt, wenn ich Halterungen und Fittings an dessen Ende anschweiße, kann ich mit mehr Toleranz arbeiten. Am Ende kommen bessere Produkte heraus, weil ich im ersten Schritt nicht meine gesamte Toleranz aufbrauche.“

Wenn sich herausstellt, dass ein Teil außerhalb der akzeptablen Toleranz liegt, kann die Software Daten in Echtzeit mit Rohrbiegegeräten teilen und Korrekturen vornehmen, ohne dass ein Bediener eingreifen muss.

Durch die Möglichkeit, Fotos und digitalisierte 3D-Bilder jeder Biegung und jedes Radius in seinen Rohren aufzuzeichnen, kann Sharpe Products genau erkennen, wo in jeder Facette jedes von ihm hergestellten Teils alles richtig und was falsch ist. Der schnelle Abruf dieser Daten hält die Mitarbeiter während der Produktion auf dem gleichen Stand und hält die Kunden auf dem Laufenden, wenn Probleme auftreten.

Aber bei all diesen Angeboten liegt der größte Vorteil für Sharpe am Anfang des gesamten Produktionsprozesses.

„Das Größte, was mich wahrscheinlich beeindruckt, ist die Vereinfachung der Zeichnungen, die in die Werkstatt gehen“, sagte Arndt. „Oft kann ich grundlegende Gesamtdimensionen bereitstellen, etwa Frequenzkontrollpunkte. Andernfalls können sie die Maschinen auf der Grundlage von XYZ- und LRA-Daten programmieren, die sie auch zur Prüfung von [Teilen] verwenden. Sie betrachten also dieselben Zahlenmengen im selben Format wie eine Datentabelle – ihren Biegeradius, ihre Tangentenlängen und den Grad der Biegung. All das ist in dieser Datentabelle angeordnet, was die Zeichnung irgendwie entlastet und den Zeichenprozess viel schneller macht.“

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