激光模板和扫描，用于制造和质量控制

Ryan E. Day |特约编辑/内容营销协调员|质量文摘2020年1月20日

普拉塞美国使用^FARO®激光投影和激光扫描技术，以提高效率和吞吐量

Plasser American Corporation （PAC）拥有300多名员工，总部位于现代化的150,000+平方英尺的工厂中，为北美的客户生产高质量的重型铁路建设和维护设备。为了在这个国际市场上保持竞争力，PAC一直在寻找改善其流程和最佳实践的方法。

“我们的目标是大幅度减少装配区域的焊接返工，以便在初次焊接时在框架车间中完成框架上各个部件的焊接，”运营和生产副总裁Joe Stark解释说。 “那时，我们正在布置我们使用卷尺和肥皂块手工建造的每台机器。我们的机器对机器的一致性并不是必需的，这意味着在主装配区域必须进行大量的返工。我们知道我们需要制定一些标准化和最佳实践来实现我们的目标。”

挑战

Plasser团队评估了其工程部门创建详细说明每个选项卡，支架，板等的模型的可能性。由于要保持100％的模型精确度需要大量的工程时间，因此该想法被拒绝了。

由于他们的生产组合，使用传统的夹具和夹具也不是可行的选择。

“我们是一家低速运转的高混合车间，拥有十几个模型，每个模型都有多次迭代以及客户对定制的要求，” Plasser American的机械设计工程师和机械联络工程师Anthony Dozier说。 “将夹具放入这些位置中的某些位置非常困难，并且在我们的某些框架上，可能必须根据特定的框架模型和迭代来放置400-500个小组件。每次定位这些零件都需要花费大量的工夫。”

制定最佳实践

Plasser的质量控制最佳实践的第一个演变是在车间使用移动设备显示子装配位置的形式。

“一旦我们将零件放在框架上，我们实际上会为其拍照，” Stark说。 “然后可以将其与参考点一起显示。因此，我们将获得尺寸，并将零件编号写在零件上。但是事实证明这是一个非常手动的过程。进行布局的焊工和装配工仍然必须随身携带移动设备，而我们仍然依靠某人使用卷尺并在将其点焊时将其固定在适当的位置。即使这是一种改进，但我们仍然没有达到我们需要的位置。”

文件控制也很耗时。 PAC团队继续改进其流程。

解

“我们继续探索提高效率和改善质量控制的方法。我们认为激光投影技术可能是一个很好的解决方案。” Stark说。 “如果我们可以将所有这些单个零件投影到框架上，则可以提高一台机器到下一台机器的一致性，还可以帮助我们标准化构建的多个阶段。”

Plasser团队投资了FARO Focus ^M 70激光扫描仪和FARO Tracer ^SI激光投影仪。

“ Stark解释说：“我们决定，对于我们制造的这种类型的第一个机架，我们将继续使用手工布局过程。” “然后，我们可以使用Focus ^M将其作为一个完整的模型进行扫描，并使用扫描数据更新我们的CAD文件。然后，使用CAD文件创建投影仪文件，以使Tracer ^SI将组件位置投影到我们构建的模型的下一帧上。我们正在对现在构建的所有内容进行全面扫描，以便我们可以开始开发库。”

结果

Dozier解释说：“这对于捕获对设计的工程方面不一定至关重要的组件的位置有很大帮助。” “但是有许多电缆通道，保护板和支撑板，尽管在工程设计中并不重要，但对于机器的实际制造而言却极为重要。一旦我们扫描并捕获了这些信息并更新了工程文档以包括组件名称和位置，我们就可以在构建它们时更新并轻松地将这些项目投影到机架上。”

激光投影的好处是巨大的，并成为新的最佳实践。

“在进行此设置之前，我们可以很容易地让六个或更多的人来进行布局工作，” Stark承认。 “现在，我们有一个人根据投影图进行布置和点焊，然后由另一个人在其后进行精焊。我们将布局过程的时间减少了大约50％。”

使用FARO装置，Plasser不仅获得了可观的生产率提高，而且还实现了流程改进。

“有了扫描仪提供的详细信息，我们就可以预先制作所有的焊接板，” Stark说。 “由于捕获了100％的组件信息，因此我们的物料清单现在100％准确。我们可以预先制作所有不同的组件和焊接板，以准备将它们连接到框架。”

手工完成，要在整个机器上收集和记录组件信息可能需要四个星期。使用我们的FARO设备，现在需要两天时间才能捕获相同的信息。
安东尼·多齐尔
美国Plasser公司机械设计工程师和机械联络工程师

Plasser团队发现Tracer ^SI可用作检查工具和组装工具。意外的好处有助于Plasser减少返工。他们使用Tracer ^S I以两种方式在整个制造过程的关键步骤中执行检查：首先，随着Tracer ^SI投影到竣工的装配上，投影机生产线提供了一种视觉装配验证的方法。其次，Tracer ^SI不仅仅是激光投影仪，它还是市场上唯一的成像激光投影仪，并提供IPV（过程验证）。一旦将组件焊接到框架上，Tracer ^SI就会以高分辨率扫描（成像）表面并实时检测错误。它能够检测错放的零件，缺失的零件和异物碎片。

此外，Tracer ^SI的成像功能使Plasser能够执行基于特征的无目标对准。其他激光投影仪需要使用后向反射器，以使投影仪与工作表面正确对齐。使用后向反射器需要额外的步骤。借助Tracer ^SI ，可以使用实际特征（例如工作表面的孔或边缘）代替后向反射器（或除了后向反射器之外），以节省时间和精力。 “ Plasser制造大型机器，并且在机架上的许多位置，我们无法使用定义的点来放置复古目标。在许多情况下，我们最好的对准选择是孔图案或较小的结构框架构件，这就是无目标对准的有益之处。” Dozier补充说。

“我们发现返工大大减少，” Stark说。 “当您将数百个零件放在一个框架上时，很容易出错。如果在框架处于组装阶段之前没有发现错误，则返工水平可以提高数倍。例如，您可能必须撤消和重做布线，然后在对区域进行重新加工后重新粉刷。”

当被要求以各种标准评估FARO的组合式聚焦激光扫描仪和Tracer ^SI解决方案时，Stark和Dozier给出以下评分：