Omiń nawigację

Precyzyjne pomiary części lotniczych w procesie produkcji

Celem firmy FGP Systems Ltd. z Dorset (Anglia) jest zostanie liderem wśród brytyjskich dostawców części dla światowych producentów z sektora lotniczego.

Aby to osiągnąć, Allan Edwards, pochodzący z USA właściciel i prezes firmy, wdrożył w przedsiębiorstwie kulturę organizacyjną opartą na podejściu procesowym prowadzącym do wytwarzania produktów najwyższej jakości. Koncern zdecydował się zainwestować w rozwiązania wspierające realizację tych założeń. Na efekty nie trzeba było długo czekać: firma FGP ograniczyła znacząco poziom braków produkcyjnych już w czasie pierwszego roku. Zmiana ta była możliwa dzięki zastosowaniu najlepszych praktyk rynkowych i wykorzystaniu innowacyjnych technologii kontrolnych firmy Renishaw. Do specyficznych potrzeb brytyjskiego koncernu dobrano rozwiązania na miarę jego wysokich wymagań jakościowych: 5-osiowy system pomiarów punktowych PH20 dla maszyn współrzędnościowych (CMM), uniwersalny sprawdzian produkcyjny Equator™ oraz bezprzewodowy system QC20-W ballbar.

Jak wyjaśnia Pan Edwards: „Mam doświadczenie w bankowości inwestycyjnej. Kiedy w 2004 roku rozglądałem się za możliwościami inwestycyjnymi w Wielkiej Brytanii, jako jedną z takich przedstawiono mi firmę FGP. Nabyłem firmę FGP w 2006 roku i od tamtej pory mieszkam w Anglii.” „Po raz pierwszy pracuję w firmie zajmującej się produkcją podzespołów, więc do moich zadań podchodzę z dużym entuzjazmem i codziennie uczę się czegoś nowego.”

Fakt, że FGP Precision Engineering Ltd. zajmuje się produkcją podzespołów krytycznych dla branży lotniczej, ma duże znaczenie dla jej właściciela. „Służąc w piechocie morskiej zrozumiałem, jaką wagę ma jakość w branżach strategicznych i co w praktyce znaczy niezawodność – to właśnie dzięki pełnej sprawności podzespołów krytycznych nasze śmigłowce były zawsze w gotowości. I ja, i wszyscy pracownicy jesteśmy świadomi tego, czym jest poczucie bezpieczeństwa w powietrzu i dlatego na każdym etapie produkcji podzespołów jakość jest naszym priorytetem.”

Do nadzorowania zmian procesów w firmie kilka lat temu Allan Edwards zaangażował Nigela Manninga, uznanego eksperta do spraw jakości w lotnictwie. Nigela zadziwiło, że mimo bardzo dobrego, wysokiej klasy sprzętu produkcyjnego oraz obrabiarek, firma musiała zainwestować w najnowsze procesy kontroli jakości.

„Zanim kupiliśmy nowy sprzęt, szczegółowo przeanalizowaliśmy poziom braków. Mimo wysokiej klasy sprzętu produkcyjnego oraz obrabiarek sięgał on 14,7% całkowitej rocznej produkcji” - podkreśla Manning. „Podstawowe pytanie brzmiało, jak szybko i efektywnie zmniejszyć tę liczbę. Okazało się, że by w sposób optymalny wykorzystywać nasze maszyny współrzędnościowe, powinniśmy zainwestować w system kontroli od Renishaw. Dlatego zdecydowaliśmy się na zastosowanie w naszej współrzędnościowej maszynie IMS Merlin 5-osiowego systemu pomiarów punktowych PH20, który zapewnia najwyższą precyzję testów wymaganą przy produkcji podzespołów dla branży lotniczej.”

Odkąd używany sprawdzianu Equator, produkujemy same dobre części. Dzięki systemowi Equator operatorzy sprawują pełną kontrolę nad procesem.

FGP (Wielka Brytania)

Odpowiedzialność za maszyny współrzędnościowe (CMM) w firmie FGP należy do Dave’a Robbinsa, który skrupulatnie sprawdza podzespoły zanim trafią one do klientów.

Niektóre części są sprawdzane w 100%, inne całymi seriami lub wyrywkowo, ale coraz częściej na maszynach CMM testuje się pierwsze sztuki z danej partii. „Kiedy pierwsza część jest gotowa, sprawdzamy ją, aby upewnić się, że jest zgodna z wymogami, i dopiero potem uruchamiamy produkcję całej partii” – wyjaśnia tę strategię Dave Robbins.

Wiele części, które poddawane są testom na maszynie CMM, to bardzo skomplikowane elementy, ich ręczne sprawdzanie byłoby więc czasochłonne i nieekonomiczne. Aby usprawnić proces kontroli zespół CMM opracowuje specjalne programy inspekcyjne. „W tytanowym śmigle ogonowym do helikoptera AW139 musimy dokładnie sprawdzić wszystkie wymiary, ponieważ jest to podzespół krytyczny” – podkreśla Robbins. To krytyczny element produkowany z tytanu. „Każdego miesiąca produkujemy partię 35 sztuk, z której dwie sztuki poddajemy szczegółowym testom. Sprawdzamy profil zewnętrzny, umiejscowienie otworów i wiele innych kluczowych wymiarów. Stosowany przez nas program w ciągu 15 min sprawdza 350 wymiarów. Dla porównania: wykorzystywana przez nas wcześniej głowica indeksowana PH10 potrzebowała na to około godziny. PH20 jest systemem 5-osiowym, co w praktyce oznacza, że do każdego elementu jest w stanie dotrzeć za pomocą jednego trzpienia pomiarowego. Jesteśmy tak zadowoleni z wydajności systemu PH20, że planujemy zakup kolejnego.”

Wadliwe elementy powstają nie tylko w wyniku zastosowania niewłaściwego oprzyrządowania czy przez zużycie wrzecion lub systemów zamocowań przedmiotu obrabianego. Mogą być one również efektem niedokładnego pozycjonowania elementu w samej obrabiarce, które powoduje błędy związane z geometrią, dynamiką oraz luzami. W takim wypadku nie ma znaczenia, czy maszyna jest nowa, czy stara: sekret produkcji doskonałych jakościowo elementów leży w szybkiej diagnozie potencjalnych problemów – zanim wadliwe elementy trafią na maszynę CMM. W tym pracowników FGP wspiera system QC20-W ballbar.

„Wdrażając PH20 zdecydowaliśmy się zainwestować również w bezprzewodowy system QC20-W ballbar. Była to decyzja, dzięki której jeszcze lepiej zoptymalizowaliśmy proces produkcyjny w naszej firmie. System QC20-W ballbar pozwala na w pełni właściwą eksploatację każdej z naszych 5-osiowych obrabiarek, ponieważ dzięki niemu nasze maszyny są bardziej dokładne i przewidywalne. Eliminujemy wady zanim jeszcze mogłyby one powstać – i dzięki temu produkujemy lepsze podzespoły” – wyjaśnia Manning.

Kierownikiem zespołu obrabiarek 5-osiowych w firmie FGP jest Simon Griffith-Hughes. Dba on o najwyższą jakość eksploatacji trzech frezarek CNC DMU Evolution firmy DMG, na których produkuje się szeroką gamę podzespołów z różnych materiałów - od aluminium po stop tytanu.

„Łopatki turbin i inne części lotnicze mają tolerancję rzędu dwóch lub trzech mikrometrów” – mówi Griffith-Hughes. „Aby sprostać tak wysokim wymaganiom, kupiliśmy QC20-W ballbar, który pozwala monitorować pracę maszyn DMG. Dzięki niemu mamy pewność, że są one w dobrym stanie i utrzymują wysoką dokładność. Ze względów bezpieczeństwa nie uruchamiamy maszyn przy otwartych drzwiach, więc fakt, że system QC20-W działa bezprzewodowo, jest kluczowy dla naszej firmy.”

Po rozwiązaniu problemów związanych z dokładnością maszyn i testami końcowymi Nigel Manning skoncentrował się na kwestii kontroli części w trakcie procesu produkcyjnego. Specjaliści z firmy Renishaw zaprosili go do siedziby firmy i zaprezentowali produkt, dzięki któremu jest to możliwe: uniwersalny sprawdzian produkcyjny Equator. Nigel Manning docenił możliwości tego urządzenia i postanowił wzbogacić o nie kompleksowy system kontroli jakości koncernu FGP.

„Sprawdzian produkcyjny Equator firmy Renishaw to niewielki — mieszczący się na stole — system, który pozwala operatorowi szybko i w łatwy sposób sprawdzić podzespoły pomiędzy poszczególnymi etapami produkcyjnymi”, wyjaśnia Manning. „System pozwala nam przeprowadzać testy dokładnie tak, jak tego oczekujemy, co w naszych warunkach oznacza ograniczenie pomiarów do elementów kluczowych dla całego procesu. Na przykład gdy wiercimy określony otwór dwadzieścia razy tym samym narzędziem, sprawdzamy go za pierwszym, drugim i ostatnim razem. To wystarcza, by mieć pewność, że pozostałe są zgodne z wytycznymi i oszczędza czas poświęcany na kontrolę. Podstawę innowacyjnej technologii kontroli wymiarowej sprawdzianu Equator stanowi porównanie wymiarów produkowanej części z referencyjnym przedmiotem wzorcowym. Ponowny pomiar części wzorcowej – konieczny w przypadku zmiany warunków termicznych - jest równie szybki, co pomiar części produkowanej, a dzięki zebranym w czasie tego procesu danym Equator natychmiast zapewnia kompensację wpływu temperatury. W przypadku klasycznych pomiarów taki test należałoby wykonać w stabilnych warunkach, czyli w laboratorium pomiarowym.

Simon Griffith-Hughes również dostrzega wymierne korzyści, jakie przynosi firmie FGP uniwersalny system firmy Renishaw: „Nie kupiliśmy sprawdzianu Equator, aby zastąpić nim głowicę PH20, zależało nam na zwiększeniu możliwości kontroli kluczowych cech produkowanych części bezpośrednio na linii produkcyjnej. Dzięki takiej metodzie kontroli, nie jest konieczny transport części do laboratorium i oczekiwanie na ustabilizowanie temperatury przed wykonaniem pomiarów. Po zdjęciu części z maszyny testujemy ją sprawdzianem Equator, który natychmiast wykrywa, czy mamy problem.”

Uniwersalny sprawdzian produkcyjny Equator wystarczy wyjąć z opakowania, ustawić i uruchomić – w sumie zajmuje to mniej niż 20 min. System waży tylko 25 kg, można podłączyć go do sieci jednofazowej i nie wymaga kosztownego zasilania sprężonym powietrzem. Operator potrzebuje jedynie krótkiego szkolenia, by sprawnie posługiwać się systemem, a niewielkie wymiary sprawdzianu Equator firmy Renishaw sprawiają, że jest on doskonałym rozwiązaniem nawet w najbardziej zatłoczonych przestrzeniach fabrycznych.

Nowa strategia koncernu FGP kładąca nacisk na najwyższą jakość - wsparta inwestycją w najnowsze technologie firmy Renishaw - znacząco obniżyła poziom braków w procesie produkcyjnym. Jak podaje Nigel Manning, już w pierwszych jedenastu miesiącach roku 2011 ich liczba spadła do 4,9% całkowitej produkcji. Oznacza to, że dzięki nowemu wyposażeniu Renishaw koszty zawiązane z brakami produkcyjnymi zostały zredukowane o ponad połowę. W pierwszym kwartale następnego roku poziom braków udało się ograniczyć do 2,5% całkowitej produkcji.

Allan Edwards podkreśla rolę zmian wprowadzonych w podejściu do kontroli jakości, które wpłynęły korzystnie na wyniki sprzedaży: „Aktualny poziom sprzedaży jest najwyższym w historii firmy.” Taki poziom mogliśmy osiągnąć głównie dzięki dostarczaniu produktów wysokiej jakości i terminowej wysyłce. Nowe technologie firmy Renishaw umożliwiły realizację celu firmy, którym jest produkcja części najwyższej jakości i zaangażowanie całego zespołu w kontrolę części w czasie poszczególnych etapów procesu produkcyjnego.” Produkty firmy Renishaw są łatwe w użyciu i niezawodne oraz ułatwiają realizację nowych zadań.