质量管理 |海克斯康 Q-DAS IMC智能刀补的机床控制方案

Booster集团案例研究

BOOSTER精密部件（Schwanewede）公司是废气涡轮增压器和其他高精度部件压缩机叶轮制造的领军企业。Booster在Schwanewede（德国），墨西哥和中国为当地市场生产压缩机叶轮。其中，凭借在精密加工和自动化技术以及工艺开发方面的专业知识，Schwanewed是Booster 集团的世界级旗舰工厂。压缩机叶轮是涡轮增压器中的核心部件之一，用于压缩燃烧过程的送风。有利于发动机在运作中重复燃烧燃料，减少碳排放。

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确认改进目标

运用Q-DAS IMC 在BOOSTER精密元件在压缩机叶轮的制造中实现最高的质量要求。为保证监控所需的产品质量，以规定的时间间隔随机抽取样品，并在手动测量站的生产中以及在采用自动测量技术的测量室中进行测量。生产中的直接反馈是通过生产机器上测量结果的可视化来完成的，以便实现相应的小型控制回路和工具校正。在前期部署的Q-DAS对设备和过程的能力保证方案构成了自动化监控系统为基础; 在大型控制回路中，自动报告定义的关键数据，分析因果关系，自动识别和传达生产异常，并在网络控制中心进行可视化.

BOOSTER使用Q-DAS统计软件产品并不断开发该系统，并随着时间的推移对其进行优化。在流程中确定的关键点和潜在问题之一，特别是在现场（车间）的小型控制回路中，是基于Q-DAS统计数据的单个工具校正调整。不同的员工个人决定会这导致了不同的程序，从而导致不同班次中不同的过程行为和工具管理。该项目的目标是引入Q-DAS IMC|智能整机控制实现可靠、基于统计指标计算的标准化和自动化工具校正调整过程，可持续地提高产品质量并进一步优化工艺稳定性。此外，Q-DAS IMC 也具有追溯工具校正的新功能。

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克服项目挑战

由于先前实施的Q-DAS系统用于过程能力，验证与监控生产过程：Schwanewede 工厂的40多台机床多年前，已将测量结果运用Q-DAS进行即时在线可视化。这为新项目的实施奠定了重要基础。Q-DAS IMC拥有清晰的数据结构，可将测量结果与相关的跟踪附加信（产线，机床，工具，主轴，测量系统等）传输到Q-DAS IMC，用于相关反馈信息的直接分配，并有利于进一步开发。基于这种可视化，工具校正以前由操作员手动执行变更为Q-DAS IMC过程自动化调整：调整自动遵循明确的规则，数值波动因此减少。

现有数据流（测量系统->现有Q-DAS解决方案）仅需略做扩展，因此现有的测量数据也用于Q-DAS IMC计算校正值。根据特定的优化规则，Q-DAS IMC计算刀具特定的校正值，并将其直接引入机床的控制系统。

已实现以下步骤：

● 测量第一件、换刀或连续测量后分离

● 分离不正确的测量

● 针对特定工具计算的值，通过多个被测参数实现最高精度校正

● 自动将校正值从 Q-DAS IMC 传输到机床控制系统

● 仅当超过指定的公差时才进行调整

● 在换刀时直接调整

● 存储校正值以用于记录目的

● 将34台机床与FANUC控制系统连接

除了数据流技术方面，还需要深厚的工艺知识来实施Q-DAS IMC以最佳使用。例如：

● 不同特征的相互依赖性

● 工具/被测参数的效果关系

● 刀具寿命期间的刀具状态

不同机器上相同被测参数的结果（应用Q-DAS IMC之前VS之后）特定精密刀具校正（应用Q-DAS IMC之前VS之后）

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实现结果概览

成功运行Q-DAS IMC后的结果超出了所有人的预期。在加工压缩机叶轮时，由于通过多个被测参数自动和特定于工具计算的值，从而实现了更高的工艺稳定性，从而实现了最高精度的校正。对于Q-DAS IMC控制的被测参数，能力指标增加后，带来了额外的和更高的过程稳定性。

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进一步的提升

第一步已经非常成功地实现，在34台带有FANUC控制系统的机床上引入和连接Q-DAS IMC的车削技术。进下来Q-DAS IMC的新版本，还可以连接外部控制系统，因此，铣削技术的另外32台机床的会在下一期项目中完成部署。该过程现在仅显示刀具磨损和刀具更换的影响，因为由于Q-DAS IMC.的自动化，员工的特定和个人决策等意外因素被排除在外。结合校正值现在会自动发送到机床，现有的废品率降低了20%，并且可以节省大约15% 的工时。

（海克斯康工业软件）

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