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クランクシャフトは、自動車エンジンの最もコアな部品として、動力変換と出力の二重の使命を担っている。クランクシャフトの寸法精度と構造安定性は、エンジンの動力出力、運転平滑性と完成車の使用寿命を直接決定し、自動車工場の品質管理制御の重要な中の重要なものであると言える。今回の事例はフォードチワワエンジン工場に焦点を当て、高精度三次元走査がどのようにデジタル化方式を通じて、制御クランク軸の寸法、形位偏差を正確に把握し、エンジンクランク軸の高効率、高品質、標準化の寸法品質検査を実現する。
メキシコのチワワ州にあるフォードエンジン工場は1983年の設立以来、世界の自動車製造分野のベンチマーク企業に成長している。この敷地面積100ヘクタールの現代化学工場は2400人以上の従業員を擁し、高性能ディーゼルエンジンの研究開発と生産に専念している。フォードのディーゼルエンジンの世界的な主要生産拠点として、この工場は主にフォードの超大型トラック（F-250、F-350、F-450）、商用車両（F-650、F-750）及びロードタイガーの勝車型で6.7リットルの動力ストロークエンジンを生産している。
パート01
どのようにしてエンジンクランクシャフト鍛造物の寸法偏差を正確に検出しますか？
フォードチワワエンジン工場のクランクシャフト生産には「外部調達鍛造部品+内部精密加工」モデルが採用されている。しかし、実際の入庫検査の一環で、工場チームはこれらの鍛造部品に寸法偏差があることを発見し、加工治具が正確な位置合わせを実現できないことを招いた。
このようなわずかな偏差は生産リスクを引き起こす：一方、位置決めオフセットは高価な工作機械とワークに衝突しやすく、設備の損傷を引き起こす、一方、一部の部品は十分な加工マージンが不足しているため、既定の機械加工工程を完了できない。
正確で包括的な3次元寸法データがサポートされていないため、エンジニアリングチームは問題の根本的な原因を正確に判定することができない。これらの問題は生産遅延を招くだけでなく、工場が鍛造サプライヤーに改善要求をフィードバックできない原因となっている。
従来のクランクシャフト検出は主に3座標測定機に依存しており、検出には重いクランクシャフトを専属検出ステーションに搬送する必要があり、時間と労力を消費するだけでなく、ワークの衝突、人員操作の安全上の危険性もある。フォードチワワ工場では、正確な検出能力を現場に直接持ち込めるソリューションが切実に求められている。
パート02
精確に作業場の状況に適合し、まず三次元製造クランクシャフトデジタル化品質検査方案
フォードチワワ工場は、まず3次元FreeScan Combo+計量級の2光源を用いて3次元スキャナを手に持ち、専門の検査ソフトウェアを組み合わせて、完全なデジタル測定方案を構築し、高精度の品質検査能力を直接生産の現場に投入した。
FreeScanの組み合わせ+、適合作業場の各種複雑な作業状況、検査員は直接部品受け入れエリア、工作機械のそばでクランク軸データの収集を完成することができて、徹底的に重型工作物の長距離輸送の煩雑な流れに別れを告げて、安全上の潜在的な危険と時間のかかる問題を回避する。
設備搭載青色レーザー+VCSE赤外二重光源、四つの走査モード、クランク軸の複雑なサーフェス、微細構造、深い穴のデータ取得に迅速に適合でき、毎秒537万点のクラウドデータを収集可能、わずか数分で完全なクランク軸構造スキャンが完了し、検出効率は従来の3座標測定装置をはるかに上回る。
精度の面では、この装置はVDI/VDE 2634とISO 10360国際計量基準に厳格に準拠しており、最高走査精度0.02 mm、クランクシャフト加工の厳しい要求を完全に満たす。
3次元に先行してフォードチワワ工場に専用の標準化作業指導書をカスタマイズし、スキャンプロセスと操作規範を統一し、人工操作による検出誤差を減少させ、それによってこの新技術を工場の品質管理システム（QMS）にシームレスに統合した。
パート03
根源から欠陥を根絶し、クランク軸の材料の全面的な検査と品質管理を実現する
先行する3次元の高精度3 Dスキャン技術に基づいて、検査員はクランク軸の3次元データを検査ソフトウェアに導入して数型と整列させ、可視化されたクロマトグラフィーを生成し、クランク軸のウェイトブロックなどの重要な位置の材料欠陥領域を迅速に位置決めすることができ、それによって生産問題の根源が工場内部の加工技術問題ではなく部品の鍛造欠陥であることを確認し、サプライチェーンの改善、プロセスの最適化に正確なデータサポートを提供した。
現在、フォードチワワ工場はクランクシャフトの原料を全面的に検査することを実現し、寸法要求に合った部品だけが加工段階に入ることができることを確保し、検査報告を通じてサプライヤーの改善最適化に明確な根拠を提供し、源から鍛造欠陥問題を根絶する。
今回の3次元とフォードチワワ工場との協力に先立って、成功しただけでなくエンジンクランクシャフトの品質制御の痛み点を解決し、設備損失、ワーク廃棄、生産遅延などのリスクを効果的に回避し、生産と運行維持コストを下げる自動車製造分野における高精度3次元走査技術の応用価値をより十分に実証した。3次元に先行しても自動車製造シーンを深耕し続け、高精度のデジタル化技術で自動車メーカーの品質向上と効果向上、本制御リスクの低減、自動車業界のスマート製造の高品質発展を支援する。
また、デジタル化された検出によって取得された3次元データは長期的にアーカイブでき、トレーサビリティ可能な品質管理システムを構築することができる。抜き取り検査において製品に共通性のばらつきが発見された場合、直ちに生産段階をさかのぼって、溶接パラメータを適時に調整したり、治具を改善したりして、すべての製品が基準に符合することを確保して、生産品質の一致性を保証する。
同時に、FreeScan Omniの精度は最高0.02 mm、スキャン速度は835万点/秒に達することができ、5種類の測定モードを装備し、しかも小型で携帯性があり、複数の異なるサイズの工業測定シーンに適応する。
