Majestic Industries

为改进的冲模提供了改进的解决方案

Leica扫描仪和PolyWorks软件的组合帮助Majestic工业公司的冲模试模时间缩减到一半。

Majestic工业公司是家为工业制品,消费品以及汽车产品制造冲压模具的公司。为了在这个竞争激烈的市场中占据一席之地,Majestic专业致力于高速改进的大型冲压模具中。针对当前更大的挑战和更复杂的市场,公司融合了先进的技术,制造顶尖水准的工装。

挑战

改进的冲模的全局尺寸难以检测和测量。大至18英尺长10万磅重的工装模具对三坐标测量机(CMM)而言太大,也因太笨重,无法移至检测室。所以,公司投资购买了3D扫描仪和便携式CMM系统,移至冲模处进行检测。

解决方案

3D扫描系统,包含了Leica的测量系统的手持式T-Scan和T-Probe,以及InnovMetrics的PolyWorks®软件,处理工装和冲压件的大部分检测。根据质量经理Mike Reed所述“系统在输入过程,运行过程,和首件检测中做的非常好,我们非常满意它为我们带来的改变。”当然,Majestic也意识到除了质量保证外,扫描系统可以做更多的事,Reed说“我们正在发掘越来越多可以使用它的地方。”

Majestic的一个发现就是Leica扫描仪和PolyWorks软件的组合可以将冲模的试模时间缩短一半。

改进的冲模试模

在交付钣金冲压模,客户接收前,每个改进的冲模都必须经过彻底的试模过程。在设计和制造后,安装冲模抽样试压,测量首件冲压件。然后冲模再次机加工,调整,再次安装冲压样件。这个重复的过程非常耗费时间,增大劳动强度。

因为改进的冲模的尺寸和复杂性,Majestic以前在试模阶段需要花费两个月以上的时间。Reed说道:“根据工件的不同,有时在我们得到正确工件前,需要5到8次的重复过程。”在三坐标测量机上测量样件,只能给予Majestic的设计团队几百个尺寸用于分析诊断冲模。没有完整的图象,冲模设计者只能依靠经验和直觉去判断哪些调整是必选的,以及使用多大的回弹补偿。

由于不能从冲模上移除太多的钢,“我们只能做保守的调整,以保证我们总是在切割‘金属余量’,”Reed回顾到。每重复一次需要将近一周的时间,针对冲模试模的保守调整方式延长了交付时间,增加了费用,降低了利润。

Reed说道:“我们非常激动的是,使用扫描系统能在冲模试模时,在回弹补偿上给予我们巨大帮助。使用Leica扫描仪和PolyWorks软件,我们降低了一半以上的时间。”时间的缩短带来了更快的报告和更好的信息,让工装制造者在冲模调整的每个阶段都更自信。

Mike Reed在Majestic,使用Leica的T-Scan便携式激光扫描仪,扫描钣金冲压件,直接在PolyWorks中显示。

作为第一批冲压样件,将使用Leica的T-Scan进行激光扫描。扫描仪每秒获取20000个点并直接传输至PolyWorks的检测模块中。完成扫描的片刻,PolyWorks就计算出了扫描数据和CAD数据的全局比较结果。色差彩图生动的描述了钣金的冲压质量,高亮了需要修改的区域。Reed感慨:“这几乎就是瞬间回馈了零件的质量。我扫描了冲模,然后可以很准确的告诉设计者是否有问题。”

软件不单只显示零件哪里超差,还可以去除原本猜测的工作。“使用PolyWorks V11的变形(Morphing)工具,允许我们预测、模拟,并调整冲压回弹,”Reed说道“这就是为什么我们可以降低反复试模的次数。”

“即使有一个复杂的零件,一个紧张的截止期,我们也知道我们可以很好的完成工作。”Mike Reed,Majestic工业公司,质量经理

优势

对Majestic最重要的是降低了冲模试模的时间,增加了竞争力。客户要设计更复杂的冲压,又希望更短的交付时间,更低的价格。为达到这些要求,Majestic补充了3D扫描系统,加速了冲模制造过程。

Majestic遇到的挑战

Reed 以一个项目为例证明了他的观点。该项目旨在顺应客户需求,将一个复杂的由两个零件组成的装配件简化成一次冲压成型件。由于这个零件外形长且扭曲,加上回弹时的不可预测性,使得实现起来非常具有挑战性。Reed说,“如果没有3D扫描技术,我们将无法完成这项工作。这将需要重复更多次的试模,过程太过漫长同时风险性太高。”

Majestic接受了这项挑战,依靠3D扫描系统来缩短冲模试模所需的时间,并为这一高难度冲压制造改进的模具。现在作为一个标准流程,首件冲压件将会在PolyWorks检测模块中研究分析。就如同扫描样本一样,利用现场的实时反馈能力,从激光扫描仪T-Scan和便携式三座标测量仪T-Probe中得到的数据将被直接传输到PolyWorks中。接着,利用PolyWorks的网格化技术,将从扫描的数据自动生成一个三角化模型。再导入参考的模型(网格化的CAD模型)后,进行两个模型之间的比较,得到全局偏差分析报告。冲模制造者再根据色差彩图的结论来最终决定需要更改的具体内容。

当修改包含了回弹补偿,Majestic使用PolyWorks逆向模块中新的变形工具进行处理。这一应用将自动进行需要的调整,得到符合设计标准的冲压。“使用变形工具,锁定了扫描数据上不希望移动的点。然后,在CAD模型上需要调整的区域选择了一些点,PolyWorks自动将它们匹配至扫描零件上对应的点。最后,设置补偿百分比,PolyWorks为我做了所有的计算,补偿自动匹配点,为CAD模型创建了新的网格。”Reed说道。

经过改变后,数据导入CATIA®,用于冲模设计修改和新的加工工序的创建。之后,团队开始第二轮的加工,冲压和3D扫描。Reed说:“即使使用扫描系统,我们还是需要重复6次冲模试模修改过程,以得到好的零件。”但是他补充到,“没有这个系统,可能需要两倍以上的时间。”

当项目完成后,Majestic非常高兴,他们接受了这个项目,并且客户对结果非常满意。根据Reed所述,Majestic工业公司一直致力于高端技术的应用,他相信,这就是公司能继续取得成功的一个重大原因。

顶部(紫色):扫描的零件
中间(橙色):原始的CAD
底部(灰色):补偿的CAD

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