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全自动影像测量使检查速度提升了60倍

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一个正在绘制银河系地图的轨道望远镜和半个世纪以来生产的第一款全英手表有什么共同点呢?英国分包商Microtec为这两家企业以及许多其他创新和高知名度的项目提供零件。该公司通过从Nikon购买强大的全自动影像测量系统iNEXIV VMA-4540,显著提高了其品质部门的能力。











在2014年底安装Nikon机器之前,Microtec一直使用另一种品牌的仪器进行手动影像测量。公司老板兼总经理Graham Cranfield说:


“我们目前已经签订了一份为期18年的合同,涉及电火花加工(EDM)和无芯磨削镍铜合金管用来生产某种导弹部件。使用手动影像测量系统需要20分钟才能完成一个完整检查,但是现在这项工作我们使用Nikon的全自动影像测量设备VMA-4540,同样的检查项目只需要20秒就可自动完成。这大幅度节省了时间,使我们品质部门的生产力发生了变革。”


Graham Cranfield解释说,根据零件的CAD,他们只花了不到1小时即为这项相当复杂的工作创建了测量程序。随着公司员工对编程越来越熟悉,这个过程也将变得更短。对于批量的项目检查,自动测量方法可以保存重复使用。


“使用Nikon iNeixv 自动测量机,从长远来看,可以节省很多时间,仅从一打发射管的测量来看,程序时间是合理的;但是实际上,每年需要检查几千个部件,即使每12个部件中只有一个需要检查,仅在2015年测量节省的时间就多达两倍。基于同样的理由,即使在手动模式下对小批量的部件进行测量 , 相比于原来的手动影像检查方法Nikon VMA-4540也是更有效的。”




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广泛的部件尺寸

Microtec的太空任务包括为ESA / JAXA(日本航空研究开发机构)联合BepiColombo水星任务制造零件,该任务将于2016年7月开始,为期7年半,前往太阳系最小的类地行星。另一个项目涉及制造轨道望远镜的组件。在这两种情况下,望远镜的部件相对较大。然而,Basildon生产的许多其他部件的尺寸在20um以下,使该公司在英国成为线切割EDM和火花侵蚀服务的专业供应商。目前在微观领域的一个项目是铜和钼中70um宽叶片的线侵蚀,电子束枪每年需要50个这种叶片。


Microtec为英国王室钟表商Charles Frodsham &Co生产的部件尺寸介于这两个极端之间。2015年,该公司总经理Philip Whyte计划推出首支all-English手表,它将在东苏塞克斯郡希思菲尔德附近的公司车间里完成生产。





供应商关系

Charles Frodsham与Microtec有着长期的业务关系。Microtec定期对表壳进行金属线腐蚀,并为钟表制造商生产弹簧,反过来由钟表制造商进行超出Microtec生产设备能力范围的铣削和钻孔等微加工。


一台小型的Nikon全自动影像测量仪已经在Charles Frodsham的Hastings车间使用了大约5年。由于该仪器的可靠性和准确性,以及强大的售后支持,Whyte先生向Microtec推荐了该仪器。Cranfield先生比较了其他潜在供应商的设备,但没有找到更好的选择。在这个过程中,他发现市场上一些影像测量设备都采用了Nikon的复消色差镜头,这种镜头比传统的消色差镜头有更好的纠正色差和球差效果。这帮助他得出Nikon影像测量是适合Microtec的检查设备。





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以航空航天为主导的多个目标市场

航空航天和国防合同是Microtec的主要业务,劳斯莱斯、BAE系统公司、Selex Galileo和Astrium都是其常客。这是Microtec寻求AS9100认证的主要原因,这一过程将通过购买Nikon全自动影像测量仪得到帮助。这对于加快首件检验报告的制作尤为重要。尼康iNexiv VMA-TP自动测量软件可以自动将测量结果与CAD模型进行比较,并以标准化格式快速生成此类报告。


赛车运动在技术上与航空航天密切相关,正成为分包商日益重要的目标市场。医疗和牙科行业的工作通常是复合材料进行复杂加工的作业,这是另一个专业。目前的一项合同涉及生产具有非常小锯齿的镊子,该锯齿被20µm线侵蚀,比人类头发的平均厚度要细5倍。另一个医疗工作要求制造具有0.25 mm的塑料过滤器模具。上世纪90年代模具和工具制造占Microtec营业额的80%,随后几年由于中国吸收了大部分业务而下降至20%。但是,随着近来海外生产成本的增加以及质量和物流方面的问题,这一比例正在增加。


Microtec在其他行业也开展了一些项目,例如适用于包括梅赛德斯(Mercedes)在内的高档汽车以及高端高保真设备制造商Southend,Rega Research,Microtec为其制造移动线圈盒的零件。


Basildon工厂24小时不间断地生产铝、铜、钢、钛等各种合金材料 , 在 Hurco 立式加工中心 ,Ghiringhelli无心磨床和各种手动机床辅助下由八台Agie Charmlles EDM机床提供了大部分的制造能力。





非接触式2D和3D测量

大多数线切割EDM工作都需要2D检查,因此影像测量是理想的选择。但是,某些火花腐蚀的组件需要以3D方式进行测量,Nikon VMA4540全自动影像测量仪的一个很大优点是它具有达73.5mm的超高工作距离。3D检查延伸到模具制造上应用。


2015年1月初,Microtec受命翻新一个塑料注射模具,为英国制造商MK生产电气插头插座。由于没有图纸及CAD模型,因此通过测量模具上相关部分的高度和宽度,用工具钢重新制造了模具的断裂部分。


以老爷车为例,可以对没有数据的遗留组件进行逆向工程。在这种情况下,数据收集完成后,输出DXF文 件 , 该 文 件 可 直 接 用 于 机 床 的 CNC 或CAD/CAM系统,以生成刀具路径。使用Nikon 测量系统中的CAD软件功能可以将加工零件与DXF文件进行对比,确保它在公差范围内。





接触式测量 

零件上的某些特征如倾斜的表面和切口,不适合光学测量。在这种情况下,iNEXIV VMA-4540可以搭配Renishaw TP20或TP200接触式探针以捕获点数据的功能。


Cranfield先生补充到:


“如果可以的话,我们总是使用视觉影像,因为通常它更快,更准确。然而,如果零件的形状不正确或未彻底清洁,则最好使用接触式探测。” 


“另一方面,有些特征很难用接触式探头进行检测,比如有一些倒角的高度需要测量,则需要非常小的探针来测量,但是探针直径依然是有极限的。使用iNEXIV的自动对焦AF功能,我们可以非常快速地准确捕获高度。还可以考虑加装激光对焦,这非常适合在平坦表面上进行可重复的高度Z轴测量。甚至可以在同一程序内混合光学和接触式测量,这是Microtec将要的另一种选择。例如,BepiColombo望远镜零件主要需要对孔进行2D光学检查,但有2mm直径的螺纹孔阵列,需要在同一程序中探测其位置。”


即使工件未能摆正,智能搜索功能也会根据记录在程序中的目标图像自动锁定工件。宽视场辅助检测,在0.35倍放大率下视场范围13.3 x 10 mm,同时也可以放大到3.5倍,可提供准确的测量和高分辨率图像。




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