XÁC NHẬN DUNG SAI

Các phép đo chiều chính xác cực kỳ quan trọng để giảm thiểu rủi ro theo AS9100 Rev. C.

CIMG0495Gear Manufacturing, Inc. (GMI), Anaheim, CA, được thành lập vào năm 1989 với sứ mệnh sản xuất bánh răng tùy chỉnh chất lượng cao và các linh kiện và bộ phận liên quan đến thiết bị. Nằm trong các cơ sở rộng 27.500 foot vuông, công ty được trang bị các trung tâm gia công CNC mới nhất được hỗ trợ bởi các khả năng kỹ thuật mở rộng và phần mềm hàng đầu. Công ty sản xuất hầu hết các loại cấu hình bánh răng chính xác có thể tưởng tượng được, nó sản xuất bằng vật liệu từ thép công cụ và titan để đúc gang, đồng, tất cả các loại hợp kim và nhựa được chế tạo – hầu như bất kỳ vật liệu nào có thể được sử dụng để cắt bánh răng.

Khoảng hai phần ba sản lượng của GMI dành riêng cho ngành công nghiệp hàng không và quốc phòng và bao gồm các khách hàng như Northrop Grumman, Lockheed Martin và Boeing, cũng như Bell Helicopter và Sikorsky Aircraft. Nó sẽ không ngạc nhiên khi các sản phẩm GMI tuân thủ các tiêu chuẩn do Hiệp hội các nhà sản xuất bánh răng Mỹ (AGMA) ban hành, Viện Deutsches Fur Normung (DIN), Hiệp hội hàng không vũ trụ quốc gia (NAS), Hiệp hội kỹ sư ô tô (SAE) và người Mỹ Hiệp hội kỹ sư cơ khí (ASME). Ngoài ra, các quy trình của GMI tuân thủ AS9100 – phiên bản hàng không vũ trụ của hệ thống quản lý chất lượng ISO9000 – được cả SAE và Hiệp hội các ngành công nghiệp hàng không vũ trụ châu Âu công nhận. Cụ thể, GMI tuân thủ Rev. C của AS9100 được phát hành vào tháng 1 năm 2009,

Không bất ngờ, việc GMI chấp nhận AS9100 Rev. C đã có tác động lớn đến cách tiếp cận của công ty đối với quản lý sản xuất.

Quản lý rủi ro và giảm nhẹ

Quản lý và giảm thiểu rủi ro là việc xác định, đánh giá và ưu tiên các rủi ro. Theo định nghĩa của AS9100 Rev. C, rủi ro là tác động của sự không chắc chắn, cho dù tích cực hay tiêu cực khi đạt được các mục tiêu . Rủi ro gây ra sự không chắc chắn có thể xuất phát từ thất bại của dự án (ở bất kỳ giai đoạn nào trong thiết kế, phát triển, sản xuất hoặc duy trì vòng đời), nợ pháp lý, thị trường tài chính và rủi ro tín dụng, cũng như tai nạn và nguyên nhân tự nhiên. Các chiến lược để giảm thiểu rủi ro thường bao gồm giảm nguy cơ rủi ro, giảm tác động tiêu cực nếu rủi ro xảy ra, chuyển rủi ro sang một bên khác, tránh rủi ro hoặc thậm chí chấp nhận một số hoặc tất cả các hậu quả tiềm ẩn hoặc thực tế của một rủi ro cụ thể.

Khái niệm rủi ro là tinh tế. Gary Smith, chủ tịch, Gear Manufacturing, Inc., nhận xét, “Giảm thiểu rủi ro bao gồm những thứ như có kế hoạch thảm họa tại chỗ để giải thích các sự kiện bao gồm cả nhân viên chủ chốt bước ra khỏi cửa để bị một chiếc xe tải đâm. Rủi ro có thể vốn có trong các mệnh đề chất lượng PO có chứa một số vùng màu xám có thể chưa được hiểu đầy đủ; nó cũng có thể nằm trong dung sai chặt chẽ hoặc các thông số kỹ thuật khác có thể khó xác thực. ”

Trong các điều khoản quy trình sản xuất, một khía cạnh của giảm thiểu rủi ro là phải chắc chắn rằng các sửa đổi chính xác của các tài liệu kỹ thuật, hướng dẫn và thông số kỹ thuật được sử dụng. Và khi dụng cụ và các thiết bị khác (kể cả máy CNC) được sử dụng, điều quan trọng là phải chứng minh tính toàn vẹn của thiết bị liên quan đến sự phù hợp và mục đích tập thể dục của các vật phẩm được sản xuất.

Việc sản xuất một sản phẩm phức tạp như một chiếc máy bay hoặc phương tiện không gian đòi hỏi sự chú ý gần như ở mọi bước của quy trình cho mọi bộ phận được sản xuất – dù nhỏ đến mức nào.

Đối với GMI, một lĩnh vực quan trọng trong quản lý rủi ro và giảm thiểu là đảm bảo rằng các bộ phận mà nhà sản xuất đáp ứng được dung sai chiều được chỉ định.

Gage R & R và quy tắc 10: 1

CIMG0512

Gary Smith cho biết các nhân viên tại GMI đã không thể cố gắng để chế tạo phần này mà không có một CMM tiên tiến, siêu chính xác.

GMI thường sản xuất với dung sai chỉ bằng 1/10 (0,0001 inch). Việc xác nhận các dung sai này có thể là vấn đề, đặc biệt là với những giới hạn, về độ lặp lại và khả năng tái lập của gage (GR & R), của cả hai công cụ đo lường và của các nhà khai thác con người. GR & R là lượng biến thể đo lường được giới thiệu bởi một hệ thống bao gồm dụng cụ đo lường cùng với cá nhân sử dụng thiết bị. Lặp lại đề cập đến biến thể được giới thiệu bởi công cụ ; reproducibility đề cập đến biến thể được giới thiệu bởi các nhà điều hành thiết bị . Gage R & R tham chiếu đến hiệu ứng kết hợp của cả hai.

Việc vượt qua thách thức đo lường của GMI là việc các khách hàng hàng không vũ trụ thường xuyên xác định rằng các kỹ thuật đo lường phải đáp ứng quy tắc GR & R 10: 1. Quy tắc 10: 1 cho rằng tổng GR & R không được vượt quá 1/10 so với yêu cầu dung sai. Ví dụ, nếu dung sai là 0,002, thì tổng số GR & R phải là .0002 hoặc tốt hơn. Nói cách khác, sự kết hợp của các sai số đo lường được giới thiệu bởi cả công cụ và lỗi của con người không thể vượt quá 10% dung sai được đo. Khó khăn, nhưng cần thiết trong hàng không vũ trụ.

GMI nhận thấy rằng việc đạt được các mức độ lặp lại và khả năng tái lập này là một thách thức đối với các nhà khai thác có kỹ năng sử dụng các dụng cụ đo cầm tay chính xác nhất. Theo Smith, “Khoảng 20% ​​các bộ phận mà GMI tạo ra là vô cùng khó khăn để xác nhận tại các dung sai cần thiết. Quá trình đo lường của chúng tôi liên quan đến việc sử dụng siêu micromet có độ chính xác cao và đi trực tiếp từ khối gage tham chiếu đến phôi gia công – sau đó chuyển qua lại từ khối này sang phôi gia công khác. Quá trình này đã đốt cháy rất nhiều thời gian và chuyển động. Các phép đo đã trở nên quá tốn thời gian. Một cách phải được tìm thấy để tránh áp đảo công suất của chúng tôi để thực hiện những phép đo này. ”

Kể từ khi thành lập, GMI đã sử dụng thiết bị đo lường Mitutoyo.

Kết quả của mối quan hệ lâu dài này, GMI đã quyết định tham khảo ý kiến ​​với Mitutoyo America để xem họ có thể đề xuất một giải pháp hay không.

Đo độ chính xác cực cao

Smith nói thêm: “Chúng tôi đã cung cấp Mitutoyo với một số bộ phận mẫu và yêu cầu đề xuất. Chúng tôi đã xem xét các dung sai có thể giảm xuống tới 50 phần triệu chiều dài với các phép đo phải tuân theo quy tắc R & R 10: 1 của gage. Trong vòng vài tuần, Mitutoyo đã trở lại với một phương pháp tiếp cận dựa trên việc sử dụng Máy Đo Phối Hợp Mitutoyo Legex 574 CNC (CMM). ”

CIMG0478

Legex 574 CNC CMM được cài đặt trong phòng thí nghiệm đo lường tại Gear Manufacturing Inc.

Legex 574 CMM kết hợp thiết kế hiện đại, thiết bị điện tử, điện toán, cảm biến và vật liệu để mang lại hiệu suất nâng cao đáng kể đồng thời cung cấp lợi thế về giá tương đối. Tổng độ chính xác 18 phần triệu (.000018, MPE E = [0.35 + L / 1000] µm), phạm vi đo lớn (X: 510mm, Y: 710mm, Z: 455mm) tốc độ di chuyển cao (200mm / giây) và khả năng chịu tải công suất mạnh mẽ (200kgf) làm cho Legex 574 CNC CMM vừa hiệu quả vừa thiết thực trong các ứng dụng đa dạng.

“Hơn nữa,” Smith nói, “Độ chính xác của Legex dao động từ 2 đến 22 triệu tại điểm du lịch dài nhất của nó. Legex là một máy tính cấp phòng thí nghiệm cung cấp cho chúng tôi khả năng kiểm tra một phần có thể vượt xa những khả năng của khách hàng của chúng tôi. Nó có khả năng kiểm tra hình học bánh răng và chúng ta có thể sử dụng nó để hiệu chỉnh các đồ tạo tác của chúng ta. Việc mua sắm Legex là không có trí tuệ – thậm chí nó có giá gấp đôi những gì nó thực sự đã làm. ”

Hệ điều hành CMM

Legex 574 CMM sử dụng hệ điều hành MCOSMOS của Mitutoyo (Hệ điều hành mở Mitutoyo cho hệ điều hành hỗ trợ mô-đun). Bằng cách kết hợp lập trình dựa trên biểu tượng trực quan với khả năng nhập các mô hình CAD gốc, MCOSMOS cho phép người dùng mới làm quen dễ dàng nhập các mô hình một phần và cố định và “hầu như” đặt chúng vào khối lượng CMM cụ thể của họ. MCOSMOS đồ họa xác định CMM, giá đỡ, đầu dò và thậm chí cả styli. Được chọn bằng đồ thị, tất cả các điểm đo được hiển thị rõ ràng trên chế độ xem đồ họa 3D có thể xoay, thu phóng hoặc thu nhỏ đến bất kỳ điểm nhìn thuận tiện nào. Hoạt ảnh cho phép chạy offline phôi trước khi đặt nó lên CMM, do đó cung cấp xác minh khối lượng máy và tránh va chạm. Sau đó, MCOSMOS cho phép người dùng lựa chọn các mô-đun phần mềm khác nhau để phân tích kết quả đo lường, để lập tài liệu và trình bày kết quả, và lưu trữ dữ liệu trong cấu trúc thực tế. Hơn nữa, MCOSMOS tích hợp với các hệ thống được nối mạng cho các ứng dụng điều khiển quá trình trực tuyến cũng như để cho phép chức năng toàn bộ doanh nghiệp thực sự.

Bằng cách kết hợp phần mềm cấp cao, CMM có thể đo lường hầu như bất kỳ loại hình học nào. Ví dụ: MCOSMOS bao gồm các mô-đun tiêu chuẩn và tùy chọn, cho phép CMMs:

  • Hỗ trợ một loạt các đầu dò bao gồm liên lạc, liên tục quét liên tục, quét laser, quang học, vv.
  • Cho phép một bảng quay hoạt động như trục thứ tư
  • Tạo và xử lý các tính năng lăng trụ được nhập từ mô hình CAD để so sánh với các giá trị danh nghĩa (bao gồm tạo đường dẫn động và tránh va chạm)
  • Thu thập dữ liệu theo thời gian thực và mạng cho SPC
  • Đánh giá máy bay và cánh tuabin
  • Đo lường tất cả các loại kích thích (thẳng hoặc xoắn ốc), bánh răng phân đoạn đơn giản và phức tạp, bevel (thẳng hoặc xoắn ốc), hypoid và worm gear profile và sau đó so sánh kết quả với các tiêu chuẩn quốc tế và người dùng xác định

Các khả năng đo lường bánh răng được đề cập cuối cùng trong danh sách trước được kích hoạt thông qua việc sử dụng GEARPAK – bộ phần mềm MCOSMOS cho phép GMI đo tất cả các loại hình răng bánh răng như mô tả ở trên. Nó được sử dụng để tạo nhanh các chương trình đo lường và tạo ra các đánh giá và báo cáo. Các thông số được bao gồm trong báo cáo được xác định bởi người dùng, với các biểu diễn dạng số hoặc đồ họa hoặc kết hợp cả hai.