Заказать мероприятие
Отправляя данные, я подтверждаю, что ознакомилась/ознакомился с Политикой в отношении обработки персональных данных, принимаю её условия и предоставляю ООО «РИА «Стандарты и качество» Согласие на обработку персональных данных.
Отправляя данные, я подтверждаю, что ознакомилась/ознакомился с Политикой в отношении обработки персональных данных, принимаю её условия и предоставляю ООО «РИА «Стандарты и качество» Согласие на обработку персональных данных.
Отправляя данные, я подтверждаю, что ознакомилась/ознакомился с Политикой в отношении обработки персональных данных, принимаю её условия и предоставляю ООО «РИА «Стандарты и качество» Согласие на обработку персональных данных.
Для приобретения подписки для абонементного доступа к статьям, вам необходимо зарегистрироваться
После регистрации вы получите доступ к личному кабинету
Зарегистрироваться Войти
При подборе сложных измерительных систем, таких как координатно-измерительная машина, нужно учесть множество факторов – как технических, так и организационных. Правильно подобранная система служит долго и дает надежные результаты, которым можно доверять. Если какой-то из важных аспектов не учтен, это может породить проблемы, которые, в свою очередь, могут привести даже к выходу системы из строя. Цель данной статьи – познакомить читателя с некоторыми из этих факторов и дать рекомендации по превентивным и корректирующим мерам в формате небольших историй.
Для стабильной работы координатно-измерительной машины (далее – КИМ) необходимо учитывать множество факторов, влияющих и мешающих стабильной работе машины, а иногда и выводящих КИМ из строя.
В этой статье я расскажу небольшие истории, которые позволят посмотреть на ошибки других людей и не повторить их при подборе и эксплуатации своей КИМ.
Завод обратился с проблемой. Симптомы как из детектива: ночью одни и те же детали годные, а днем брак. Несколько раз проводили измерения, и все подтверждается. Попросили разобраться.
Выехал на место. Сразу были подозрения, что меняются какие-то окружающие условия. Подозревал, что изменение результатов связано с изменением температуры: днем теплее, ночью холоднее. Если при таких условиях калибровать измерительные щупы, например только в ночную смену, то так и выйдет: ночью детали будут годные, а днем, когда температура изменится и произойдут температурные расширения узлов машины, детали будут браковаться.
Однако мои подозрения не подтвердились: лаборатория, где была установлена КИМ, находилась в чистом термостабильном помещении без окон на улицу или каких-то других значимых источников изменения температуры. Только когда мы сели за рабочее место оператора, мне показалось, что я почувствовал какие-то толчки. Через небольшое время толчки повторились. Что, если дело в вибрации? Она оказывает непосредственное влияние на измерение. КИМ с установленной деталью представляет собой несколько подвижных элементов, которые под действием вибрации могут перемещаться относительно друг друга.
После небольшого расследования выяснилось, что в соседнем цеху стоят вырубные станки и пресс, которые при работе создают довольно сильные вибрации, что, скорее всего, и оказывало влияние на результаты измерений. Когда мне сказали, что цех работает только днем, мои подозрения укрепились.
По моим рекомендациям КИМ установили на опоры с пневматическими виброгасителями, что существенно снизило влияние. Особо ответственные детали продолжают контролировать только в ночную смену.
При подборе КИМ следует учитывать, что существуют требования к месту установки машины. Они включают в себя требуемый температурный режим, уровень вибраций, влажность и другие. Все важные параметры должны быть указаны в документации к оборудованию.
В один из рабочих дней мне пришло сообщение на почту, в котором руководитель ОТК одного завода жалуется на неработающую КИМ. По его словам, все было хорошо, а потом все вдруг остановилось.
Через пару дней я уже был в помещении, где была установлена портальная КИМ. Машина стояла прямо в цеху, между трех металлообрабатывающих станков. Это крайне неподходящее место для лабораторного оборудования. Элементы машины покрылись толстым слоем пыли. Диагноз сразу понятен – забиты воздушные подшипники. Работать при такой неисправности невозможно.
Также выяснилось, что машина периодически останавливалась, выдавала ошибку, операторы решали проблему перезапуском системы. Так продолжалось около года, пока КИМ окончательно не остановилась.
При детальном рассмотрении выявилась еще одна проблема: изношены направляющие. Пыль в производственных помещениях – это взвесь различных веществ, включая различные окислы металлов. Оседая, такая пыль образует слой материала с абразивными свойствами. Если такая пыль попадет между воздушным подшипником и направляющей, то она начинает царапать поверхность направляющих, износ при этом происходит неравномерно. На определенной стадии износа ремонт становится невозможным.
Впоследствии были проведены работы по замене подшипников, саму КИМ поместили в специальный бокс, который защищал ее от внешних факторов, включая пыль.
При подборе КИМ следует учитывать условия эксплуатации. Если необходимо установить машину в цеху, существуют специальные решения: цеховые КИМ. Если по каким-то причинам это решение не подходит и требуется установить лабораторное оборудование, необходимо обеспечить защиту машины от внешних факторов.
На одной из крупных выставок в Москве ко мне подошла группа инженеров с завода в Удмуртии. Обратились они с вопросом покупки новой координатно-измерительной машины. В ходе разговора я узнал, что у них уже имеется одна из машин другого производителя, но проблема заключалась в том, что новые детали просто не помещаются в рабочую зону машины.
Начали показывать фотографии. Детали были цилиндрической формы с соосными отверстиями по бокам. Для контроля необходимо использовать поворотную головку (рис. 1), но в таком случае щуп может касаться только одного отверстия.
|
|
|
На вопрос, почему сразу не взяли машину больших габаритов, получил ответ, что в тот момент не хватало бюджета и решили немного сэкономить на габаритах.
При подборе КИМ самая частая ошибка – покупка машины маленьких габаритов. Обычно это происходит либо из-за незнания, что существуют машины для крупногабаритных деталей (рис. 2), либо из-за желания сэкономить, но в процессе эксплуатации возникают новые задачи, которые уже не подходят к купленной машине и выхода, кроме как купить новую КИМ, нет. Получается, что, сэкономив при покупке, заказчик тратит еще больше через некоторое время.
Был как-то на одном предприятии в Подмосковье и увидел интересную картину. Сидит оператор и измеряет партию деталей на КИМ. На машине установлен магазин смены щупов, и при измерении деталей КИМ периодически меняет одни щупы на другие. В это время ему приносят другую срочную деталь, видимо, со станка. Оператор встает, демонтирует магазин смены щупов (рис. 3), устанавливает деталь, измеряет ее и откладывает вместе с результатами. Затем снова монтирует магазин смены щупов, выполняет полностью процедуру привязки, делает какие-то дополнительные настройки и продолжает измерять партию деталей.
Рис. 3. Применение магазина смены щупов
На мое негодование мне ответили, что, когда покупали машину, не учли, что будет устанавливаться магазин, и, несмотря на рекомендации поставщика, купили КИМ поменьше. Без смены щупа никак. Сначала пробовали менять щуп вручную, но упала стабильность результатов. Теперь так мучаются, говорят, уже привыкли.
При подборе КИМ учитывайте, что любые аксессуары – будь то магазин, оснастка или система очистки щупов – занимают рабочее пространство.
Позвонил инженер по качеству с одного из уральских заводов с проблемой. Ранее у них появилась задача произвести и, соответственно, проконтролировать несколько высокоточных изделий. Под эту задачу была подобрана и куплена дорогостоящая КИМ, которая должна была с этим справиться. КИМ установили, наняли специалиста, обучили его, написали измерительные программы и начали измерять первые детали. Однако через некоторое время пришел директор и увидел, как этот специалист «бездельничает». В ходе долгих «разборов полетов» выяснилось, что измерения высокоточных деталей под ранее поставленную задачу занимают меньше 10 % рабочего времени. Все остальное время «дорогостоящее оборудование» и «высокооплачиваемый специалист» простаивают. Директор поставил задачу специалиста и КИМ загрузить. Вариантов два: в свободное время специалиста загрузить ручными измерениями других деталей либо контролировать на КИМ существующую номенклатуру предприятия. Решили пойти по второму пути, однако при анализе конструкторской документации выяснилось, что из существующей номенклатуры для контроля на КИМ подходит не более 20 изделий из 800. Остальные, в большинстве случаев, не проходят по габаритам. Их оператор написал все программы для деталей меньше чем за месяц и теперь снова основную часть времени «простаивает» вместе с оборудованием. Ситуация сложилась двоякая: с одной стороны, производственная задача решена, время контроля для 20 типов деталей из существующей номенклатуры существенно снизилось, а с другой стороны, оборудование и специалист простаивают. Директор ищет виновных.
Впоследствии мы совместно проанализировали еще раз чертежи, выявили еще около 70 типов деталей из существующей номенклатуры, которые можно было измерить с помощью КИМ, используя различные ухищрения: установка по диагонали, переустановка в процессе измерений и тому подобное. Это помогло загрузить оборудование и специалиста ориентировочно на 60 %. Пообщавшись со специалистами с других заводов, удалось найти предприятия, которые были заинтересованы в проведении измерений с использованием ранее упомянутой КИМ и специалиста. В итоге загрузка не достигла 100 %, однако существенно приблизилась к этой цифре.
При подборе КИМ под конкретную измерительную задачу задайте себе вопрос: а какие еще задачи она сможет решить на производстве? Лучше, если машина сможет решать дополнительные задачи на производстве, а не только одну. Учтите это при выборе габаритов, точности и других параметров КИМ.
Этот случай мне рассказал коллега. На одном мероприятии к нему подошел специалист крупного завода Санкт-Петербурга. Предприятие купило КИМ, но она периодически бракует годные детали и, в большинстве случаев, по одному параметру: отклонение от соосности двух отверстий под подшипники. Допуск на соосность стоял довольно жесткий, однако КИМ с ее заявленной погрешностью должна была легко с этим справиться. Сначала на заводе подумали, что КИМ сломалась, заказали техническое обслуживание и поверку, которые машина с успехом прошла. Однако проблема не исчезла. Коллега начал расспрашивать про чертеж, методику измерений и, как только выяснил, что измерения проводились с использованием поворотной головки (рис. 1 и 4), понял, в чем скорее всего проблема. Дело в том, что при смене положения щупа с использованием поворотной головки фактическое положение измерительного наконечника отличается от математического, даже несмотря на калибровку. Величина этого смещения напрямую влияет на результат и зависит от нескольких факторов: несовершенство сборки, износ поворотной головки, длина щупа и тому подобное. Коллега расписал специалисту серию тестов для проверки этого параметра, и, обменявшись контактами, они попрощались. Через некоторое время специалист с завода вышел на связь: подозрения подтвердились, в некоторых тестах величина смещения в несколько раз превышала заявленную погрешность КИМ.
Рис. 4. Примеры применения поворотной головки КИМ для решения различных задач
При подборе КИМ важно учитывать, что значение погрешности, указанное в паспорте, получено с использованием оснащения и алгоритма, описанного в методике поверки. Любые другие аксессуары и функции с некоторыми оговорками будут увеличивать значение погрешности на непредсказуемую величину.
Эта история произошла буквально на моих глазах на одном из предприятий Ленинградской области, когда я проводил там тренинг по работе с новой КИМ. Довольно хорошо оснащенный завод: новые станки, несколько единиц высокоточного измерительного оборудования, в т.ч. несколько КИМ. В середине недели в лабораторию пришли инженер по качеству с технологом, чтобы разобраться, почему очередная партия дорогостоящих деталей была забракована. На тот момент уже была проверена работа станка, программы обработки. На очереди одна из старых КИМ и методика измерений. Меня попросили присоединиться к процессу. И первое же действие, которое сделал оператор, вызвало у меня множество вопросов. Он наклеил двухсторонний скотч на плиту и приклеил к нему деталь. Мне пояснили, что они переняли этот опыт у производственного цеха: на одном из фрезерных станков детали закреплялись только таким способом. Основа надежных измерений – это жестко закрепленная деталь. На КИМ в основном используется контактный способ измерения, это значит, что на деталь периодически оказывается физическое воздействие. Скотч, мастика, пластилин и другие подобные материалы, за редким исключением, не дают необходимой жесткости. При таком способе закрепления деталь «плавает», как на подушке. Буквально первый же тест с жестко закрепленной деталью показал, что моя догадка была верна: все параметры, по которым деталь была забракована, были в допуске. Партия разбракована, методика контроля изменена.
При подборе и эксплуатации КИМ не пренебрегайте дополнительными аксессуарами: универсальной, модульной или специальной оснасткой для надежного закрепления деталей; системой очистки щупов для очистки от загрязнений поверхности измерительного наконечника в процессе измерения. Все это служит инструментом для получения надежных результатов измерений. При этом помните, что различные аксессуары также занимают рабочее пространство машины, учтите это заранее.
Позвонил оператор КИМ, для которого я раньше проводил тренинг по работе с машиной. Рассказал, что устроился на новое место. До его прихода кто-то на заводе выбрал и заказал КИМ. Завод частный, и там, по его словам, видимо, решили сэкономить и вышли напрямую на какого-то поставщика из Китая. В итоге поставщик привез оборудование с непроизносимым названием и инструкцией на китайском. Приехал специалист из Китая, установил КИМ, провел обучение на ломаном английском. Все работает, все довольны. Проблемы начались после того, как первую партию отгрузили заказчику: он проверил партию на собственном оборудовании и 60 % партии забраковал. Общение с поставщиком значимых результатов не принесло. Директор рвет и мечет, ищет виновных.
|
|
|
По его просьбе я выехал в Сибирь на завод. Прежде всего необходимо проверить точность. В идеале нужно провести измерения по методике поверки, однако эта КИМ не вносилась в государственный реестр, придется использовать общий подход из ГОСТ ИСО 10360. Я собрал блок из концевых мер длины и приступил к оценке. Первые же результаты показали, что машина либо не настроена, либо не дает заявленных производителем характеристик, в некоторых случаях результат отличался в несколько раз.
Впоследствии с помощью лазера и процедуры объемной компенсации получилось существенно улучшить показатели, но значений, заявленных поставщиком, добиться не удалось.
При подборе КИМ обращайте внимание на модели, внесенные в государственный реестр. Ведь при внесении оборудование обязательно проходит процедуру испытания, где производитель должен подтвердить метрологические характеристики. Информацию о внесенных в ГРСИ средствах измерений вы всегда можете найти в системе на сайте Федерального информационного фонда по обеспечению единства измерений в подсистеме «АРШИН», а также на страницах журнала «Мир измерений» № 4-2024 в модуле Реестр ГРСИ на стр. 85. Примеры некоторых КИМ, внесенных в государственный реестр, можно увидеть на рис. 5 и 6.
Однажды приехал к заказчику в Татарстан, чтобы провести тренинг по работе на новой КИМ.
Обучение обычно занимает около пяти дней и состоит из нескольких последовательных модулей по принципу от простого – к сложному. На это время предприятие выделяет одного – трех ответственных специалистов, которые будут в дальнейшем работать за прибором.
Первый день никого. Во второй пришли три неразговорчивых человека с блокнотами. Они подробно записывали мои слова и в конце дня молча ушли. На третий день пришли обучаться другие два человека, в ходе беседы выяснилось, что они технологи. В четвертый – никого. На пятый вернулись те же, кто был на второй день. В попытке разобраться, в чем дело, выяснилось, что завод не нашел специалиста, кто в итоге будет отвечать за это направление. Договорились, что приеду в следующий раз.
Через полгода я снова на предприятии. Заводу удалось найти подходящего человека – бывшего оператора фрезерного станка. В этот раз обучение прошло просто отлично. Обучать фрезеровщиков одно удовольствие: многие аспекты работы им уже знакомы.
После обучения оператор первое время связывался и задавал какие-то вопросы. Примерно недели через три звонки прекратились. Месяца через три я позвонил на завод, узнать, как идет работа, есть ли вопросы и тому подобное. Мне ответили, что оператор уволился через месяц после обучения, детали контролируют как прежде, а КИМ стоит и покрывается пылью, т.к. никто не знает, с какой стороны к ней подойти.
Компания, где я работаю, сотрудничает с учебными заведениями, поэтому впоследствии нашли толкового выпускника местного колледжа и предложили его кандидатуру заводу. Там я его обучил, и сейчас он успешно выполняет свои обязанности. Однако КИМ бездействовала около года, при том что потребность в ней действительно была.
При подборе КИМ необходимо задаться вопросом поиска ответственного специалиста по этому направлению. Важно понимать, что требования к кандидату на должность оператора или программиста КИМ будут отличаться от требований к контролеру. Оператор КИМ должен уметь читать чертеж, глубоко знать и понимать различные его аспекты, такие как базы, допуски формы и расположения, зависимые допуски; у него должны быть развитое пространственное мышление, базовое понимание программирования. Также хорошо, если кандидат знаком с технологией обработки материалов.
Снова звонок по телефону: «Здравствуйте! Необходима ваша консультация!» Мы ранее поставляли этому заводу оборудование, но координатно-измерительную машину они покупали у другого, неизвестного мне поставщика. Собеседник начал рассказ с того, что прошел год эксплуатации машины и они заказали техническое обслуживание. К ним приехал представитель и что-то делал целую неделю. После завершения работы, примерно спустя неделю, они обнаружили, что ранее используемые измерительные программы перестали выдавать стабильные результаты и годные детали не могут пройти контроль.
Нужно было выезжать на место и смотреть. Во время технического обслуживания кроме калибровки выполняются и другие комплексы работ, такие как замена смазки, проверка работы подшипников и другие. Я обнаружил, что проблема была именно в подшипниках.
Видимо, специалист перетянул один из них, тем самым нарушил геометрию рабочей зоны КИМ. Во время пуско-наладочных работ производитель формирует карту объемной компенсации, которая зависит от положения осей машины. Необходимо добиться максимальной перпендикулярности осей машины, в дальнейшем они цифровым методом, с помощью вводимых коэффициентов, довыравниваются.
Сместив один из подшипников, представитель сместил одну из осей и нарушил геометрию, и машина перестала работать корректно.
При выборе КИМ необходимо внимательно смотреть на компетенции инженеров. Ведь именно от них зависит качество работы оборудования, установленного на заводе. Задавайте им вопросы, пусть они расскажут о технических тонкостях работы оборудования. Чтобы удаленно оценить инженерную команду, уточните, сколько специалистов имеют научную степень и в какой области, сколько написано технических статей в значимых изданиях, попросите прислать ссылки и ознакомьтесь.
Установить можно что угодно, но сделать это так, чтобы оборудование работало стабильно и без проблем, могут только по-настоящему компетентные и ответственные инженеры, проходившие специальное обучение у производителя, имеющие большой опыт установки машин.
На специалиста, подбирающего оборудование для решения измерительных задач, накладывается большая ответственность, ведь нужно учесть множество факторов. В статье рассмотрены некоторые аспекты, которые могут помочь в подборе. Также можно обратиться к профессиональной инженерной команде поставщика, ведь решение сложных измерительных задач – это их основная функция. О том, как найти такого поставщика, читайте в одной из следующих статей.
Если у вас есть вопрос, напишите мне: PT@m-solutions.ru.
448
Подписка
Всероссийская организация качества
