微米计的精度
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几乎所有行驶在路上的汽车方向盘上都有一个品牌标志;众多德国汽车制造商都从同一个相同的制造商处购买打孔工具,那就是:位于德国 Mauerstetten 的KWS Kölle 公司。
图1 作为ZEISS 公司的试点客户,KWS Kölle 第一次使用了新型XTR 传感器——照片中KWS 总裁Helmut Hübner 先生(左)正在与ZEISS 公司Bernd Balle 先生交谈。(鼠标悬浮窗口放大,单击查看放大全图)
图2 “所有工具的加工全部都与精度有关,”总裁Helmut Hübner 说。(鼠标悬浮窗口放大,单击查看放大全图)
图3 XTR 传感器具有一个集成式旋转轴。可以使探针系统与工件相对合适的角度定位,探针几乎可以到达任意位置,而不会破坏精度,即使在复杂的几何形状上也表现出色。(鼠标悬浮窗口放大,单击查看放大全图)
几乎所有行驶在路上的汽车方向盘上都有一个品牌标志;众多德国汽车制造商都从同一个相同的制造商处购买打孔工具,那就是:位于德国Mauerstetten 的KWS Kölle 公司。该公司生产冲孔、弯曲、复合成型工具,以及注塑模具、锌合金压铸模具和玻璃模具。其产品涉及精度极高的一次性部件和小型零件、样品、组件、夹具和仪表等,具有非常广泛的应用领域:一家公司需要在2mm 厚的钢板上冲孔,精度要求10 微米,另外一家公司需要铸造300mm 长的塑料件,要求同样的精度。加工这些不同的工具对设计、材料的选择、生产技术、以及同样重要的测量技术提出了很高的要求。该公司成功的关键,在于他们完全掌控了从原料的选择到自己所有资产运营的整个价值链过程。从而确保了KWSKölle 始终能够全面撑控质量和成本。

材料和设备的广泛性

在加工制造工具过程中,KWSKölle 使用各种不同的材料。这些材料可以是钢和硬金属,也可以是多晶金刚石(PCD)和钛合金,还可以是陶瓷和塑料。该公司凭借自己丰富的经验可以为自己的客户在广泛的材料中给出正确的建议,并且在通常情况下可以进行设计督导。
可以向50 多位机械加工的专家和学员提供了范围广泛的设备清单。其中包括11台铣床、11 台磨床、6 台车床和9 台电蚀机。公司70% 购买这些工具的买主来自汽车行业,其余30% 来自医疗技术行业、机械工程行业、电子和化妆品行业。

全部与精度有关

无论这些工具将来的用途是什么,但对KWS 来说只有一个问题需要坚持不懈:“所有工具的加工全部都与精度有关,”总裁Helmut Hübner 说。“毕竟,我们要极尽全力确保使用我们的工具加工出来的工件质量。”因此,毋庸置疑KWS 要对其所有的产品进行检测,尤其是因为大多数的工具都是一次性的产品或小批量制造。
近年来,客户对精度的要求大大提高了:“过去,工具的尺寸通常要求精度在5 微米以下,现在要求2 微米则比比皆是,”Hübner 说。他拿起一个工具,为我们示例说明细微变化的意义所在:“因为我的手所产生的热量,我用手一拿起这个工件就会使它的形状发生几微米的变化。”
“在几年以前,为了确保达到高精度,KWS 一直依靠外部的测量实验室。这样不仅拖延了生产周期,同时也意味着某些误差在进入下一个加工步骤之前是不会检测到的,从而导致额外的成本投入。此外,通过外协测量实验室也有悖公司自力更生做一切事情的口号。为此,KWS在2011 年决定购买一台新的测量机。

简单易用

为了找到合适的系统,公司对在不同的供应商提供的机器上得到的样品测量结果进行了仔细的比较。除了高精度,测试还包括机器是否可以在温度高于21 摄氏度使用。毕竟,机器不是在测量实验室里使用,而是在有空调的生产车间里使用。KWS 希望测量机直接与生产对接,而无需工件等待测量的过程。
另外一个关键的标准是:“我们非常侧重机器的易用性,这一点在我们碰到的供应商之间存在的巨大差异,”Hübner 说。因为KWS 的生产数量非常小,每种产品都在1 个到10 个之间,创建测量程序所需的工作至关重要,但需要机器强大的功能而使该过程可以忽略不计。经过深入的考虑,KWS 选择了ZEISS 的ACCURA桥式测量机,其测量范围为1200x901x900mm。

用于复杂几何形状的新型扫描探头

只要温度保持恒定,在室内温度为20-26 摄氏度时,ZEISS ACCURA 坐标测量机的测量精度为1.6+L/333μm。测量范围也适用于较大工具的测量。特点:KWS 作为一个试点用户,为测量机选择了一种新型的扫描探头。
ZEISS ACCURA 测量机通常配备能够测量外形和轮廓的扫描探头,不只可以执行点到点测量,而且进行连续测量也游刃有余。同时XTR 传感器具有集成式旋转轴。它能够使探针尽可能以15 度的增量安装转动,因此总能在与部件相对合适的角度定位。在复杂的几何形状上几乎可以到达任意位置,而不会破坏精度。

一台机器拥有一切

配置XTR 传感器的桥式测量机给KWS 带来了许多好处:使公司能够实现1 微米的精度要求。只需配备几种探针且仅需几种不同的组合,该新型传感器几乎可以对不同工具的所有零部件进行测量。而最小探针的直径只有0.2 毫米:“该探针能够达到如此的测量精度使我们非常惊奇。我的意思是说,探针如此之小,肉眼都几乎看不到,”Hübner 高兴地说。
现在,从小型复杂的零部件到重达500 千克的工具的设计,KWS的两名测量技术人员不仅仅可以测量所有的工件,而且可以在一台机器上就能进行所有测量。
ZEISS ACCURA 可以捕获全部所需的尺寸,包括半径在内,这在过去往往需要一个轮廓仪。同时因为从一台单一的测量机上获得的结果比两个或更多系统中得出的结果更加容易进行比较,从而进一步提高了精度。

承担责任

自从KWS 的测量设备使用ZEISS 产品,几乎很少出现与客户讨论有关测量结果的问题,因为很多客户自己就使用ZEISS 测量机,是ZEISS 测量机使他们对测量结果确信不疑。鉴于此,因为客户往往不再检测我们的产品,按照Hübner 的说法,他认为公司现在比以往更加责任重大。当然,我们不希望因为我们的一个工具不够精确而使客户的生产线停工。”另一个KWS 的重大变化就是,去外面的测量实验室进行测量已经成为过去。“现在我们可以在这里做一切事情,正如我们公司所秉承理念中所说的那样。”

KWS Kölle

30 多年来,KWS Kölle 一直致力于生产各种工具,包括复合工具、冲孔、弯曲和成型工具,以及注塑模具、锌合金压铸模具和玻璃模具。其产品涉及由各种材料制成的精度极高的一次性部件和小型零件、样品、组件、夹具和仪表等。同时KWS 拥有50 名专家和学徒工,他们被安排在生产现场的每一个加工工序中。公司的大部分客户来自于汽车行业,还有一些是医疗技术行业、机械工程行业、电子行业、化妆品行业及其它细分领域。
原载:荣格
上载于:2015-7-3 12:53:32

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