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Erfolg

Verringerung des Zeitaufwands für die Konstruktion und die Fertigung von Messkopf-Werkzeugen um etwa 40 Prozent

Software

KMG

Sensor

Tastersysteme

GM senkt Zeitaufwand für Konstruktion und Fertigung von Messkopf-Werkzeugen um 40 Prozent

Im GM Casting Engine and Transmission Center in Pontiac, Michigan, werden bereits seit mehreren Jahren erfolgreich Teile mit Koordinatenmessgeräten (KMG) von ZEISS geprüft. Jetzt wurde nach Wegen gesucht, Konstruktion und Fertigung der kundenspezifischen Tastersysteme, die auf den KMG verwendet werden sollen, zu beschleunigen und zu globalisieren. Das neue Projekt wird alle Fertigungsstandorte des Unternehmens in Nordamerika umfassen. Mit Einsatz des Stylus System Creator und der neuen ThermoFit Pro-Komponenten von Carl Zeiss setzt GM auf fortgeschrittenes Tastsystem-Engineering, für das flexible Tastersysteme und Tastersimulationen genutzt werden.

Herausforderung: mehr Kontrolle über die Werkzeugkonstruktion

Das Team für KMG und Lehrenbau des GM Casting Engine and Transmission Center besteht aus etwa zehn KMG-Programmierern und -Ingenieuren, die für den Support aller Prüflabore in Nordamerika für die Vierzylinder-V8-Motoren der neuen Generation verantwortlich sind. Knapp 150 KMG von ZEISS, hauptsächlich vom Typ ACCURA und PRISMO, werden an verschiedenen Fertigungsstandorten in den USA, Kanada und Mexiko speziell für dieses Projekt eingesetzt. Dieses Team konzipiert die Werkzeuge für KMG-Messköpfe und schreibt Prüfprogramme für dieses neue Projekt, und es wollte mehr Kontrolle über die Reproduzierbarkeit von Komponenten an allen Standorten, kürzere Konstruktions- und Fertigungszeiten für die Werkzeugherstellung und einfache und schnelle Änderungen am Tooling bei Produktmodifikationen erreichen.

Lösung: flexible Tastersysteme und Tastersimulationen

Carl Zeiss 3D Automation, die zur Industriellen Messtechnik von Carl Zeiss gehört, hat das GM Casting Engine and Transmission Center zum ersten Mal 2010 besucht und neue Tasterverlängerungen mit Drehgelenksystemen eingeführt. GM gefielen die thermische Stabilität und das Kohlenstoffrohrdesign; man suchte jedoch nach fest montierten Verlängerungen für eine bessere Kontrolle in Prüflaboren an anderen Standorten. Außerdem sollten die Teile austauschbar sein, falls das Tastersystem geändert werden muss. Für dieses wegweisende Projekt waren die angeschafften KMG spezifisch auf den Lebenszyklus einer speziellen Komponente angepasst. Da der Lebenszyklus in Abhängigkeit von der Produktreihe 5, 10 oder mehr Jahre betragen kann, suchten sie dauerhafte Tastersysteme, die sich nach Ende des Projekts potenziell wiederverwenden lassen würden. In Zusammenarbeit mit GM und nach Tests an Tooling-Mustern schloss Carl Zeiss 3D Automation die Entwicklung von Tastersystemen der nächsten Generation ab und brachte 2011 ThermoFit Pro auf den Markt.

Das GM Casting Engine and Transmission Center begann im Juni 2011 mit dem Einsatz von ThermoFit Pro-Modulen. Mit der neuen Produktreihe kann GM auch hochkomplexe Tastersysteme mit dem Taster-Simulator CALYPSO konstruieren, ohne dass dazu das sonst typische spezifische CAD-Design notwendig wird. Generische Winkelblöcke lassen sich mit der Software auf den gewünschten Winkel modifizieren, indem einfach die notwendigen Winkelwerte gewählt werden. Die realen Winkelblöcke werden dann schnell aus halbfertigen Teilen gefertigt. Die fertigen Winkelblöcke können entweder von Carl Zeiss oder, falls erwünscht, in der Werkstatt für Werkzeugbau des Kunden bearbeitet werden, da halbfertige Teile auf Lager gehalten werden. Jedes Teil wird mit einer ZEISS-Teilenummer gekennzeichnet, um Dokumentation und Nachbestellung zu vereinfachen.

Es sind weder CAD-Ingenieure noch CAD-Zeichnungen notwendig; alles kann mit dem Stylus System Creator vom Messtechniker des Kunden ausgeführt werden. "Ich bin sehr beeindruckt von der Entwicklung der CALYPSO Simulation und dem Stylus System Creator mit ThermoFit Pro-Modulen", erklärt Craig Wegienka, einer der leitenden Fertigungsingenieure des GM Casting Engine & Transmission Center. "Ich konnte den Stylus System Creator zum Erstellen eines ganzen Block-Satzes und der Kopfwerkzeuge für unser Projekt nutzen. Ich habe alle individuellen Messkopf-Konfigurationen in CALYPSO simuliert, um die Werkzeuge zu überprüfen. Die Simulation hat ergeben, dass alle Werkzeuge einwandfrei funktionieren werden."

Nutzen: kürzere Konstruktions- und Fertigungszeiten für die Werkzeugherstellung

"Alle diese Optionen und die Bedienerfreundlichkeit verringern den Zeitaufwand für Konstruktion und Fertigung von Messkopfwerkzeug um 40 Prozent", erklärt Craig. "Wir sparen nicht zur Zeit, sondern auch Geld, denn wir brauchen Tastsystem-Komponenten nicht mehr zu entsorgen, wenn es Änderungen gibt."

Die Aufgabe, die sich GM gesetzt hat, die Reproduzierbarkeit seiner Produkte durch gleiche Qualitätsniveaus zu gewährleisten – egal, ob die Teile aus einem Werk in Bangalore, Shanghai, Detroit oder São Paulo kommen – ist eine große Herausforderung, da Faktoren wie ein unterschiedliches Know-how der Mitarbeiter oder mangelnde Verfügbarkeit von Ersatzteilen zu Verzögerungen bei der Produktion führen können. Änderungen des Produktdesigns erfordern Modifikationen im Programm und im Messkopf-Werkzeug sowie Änderungen der Dokumentation. GM setzt jetzt auf die ThermoFit Pro-Module und den CALYPSO Stylus System Creator, um Programme zur Qualitätskontrolle zu globalisieren, Anlaufzeiten für Produkte zu verkürzen und sich schneller an Produktänderungen anzupassen.

Kurzprofil

Das GM Casting Engine and Transmission Center in Pontiac, Michigan, prüft Bauteile mit KMG (Koordinatenmessgeräten) von ZEISS. Das Unternehmen globalisierte die Konstruktion und die Fertigung von Tastersystemen, die auf den KMG verwendet werden sollen, im Rahmen eines Projekts, das alle Fertigungsstandorte des Unternehmens in Nordamerika umfasst.

 

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