Meistern Sie die Qualitätskontrolle der CNC-Bearbeitung:Eine Schritt-für-Schritt-Anleitung für Präzision und Zuverlässigkeit

Die Welt der Qualitätssicherung ist eine Buchstabensuppe aus Abkürzungen:QA, PPAP, APQP, CMM, PSW usw. 

In diesem Artikel werden viele davon erläutert. Noch wichtiger ist, dass untersucht wird, wie wichtig jedes einzelne für die Qualitätskontrolle der CNC-Bearbeitung ist. Es wird auch darauf eingegangen, dass die Fokussierung auf Qualitätsstandards einen deutlichen Vorteil mit sich bringt, insbesondere wenn mehrere gleichzeitige Projekte laufen.

Alleine können CNC-Maschinen (Computer Numerical Control) nicht die erforderliche Präzision, Geschwindigkeit und Wiederholgenauigkeit erreichen, und die Qualität kann nicht an einem Produkt „getestet“ werden. Eine wirksame Qualitätssicherung erfolgt nur durch einen bewährten Prozess und ein hochqualifiziertes Qualitätssicherungsteam (QA).

So funktioniert es:

Schritt 1:Die Teileproduktion beginnt mit der Designprüfung

Nachdem eine Bestellung und die endgültigen Zeichnungen genehmigt wurden, beginnt der Qualitätskontrollprozess offiziell mit der Druckprüfung und der Beantwortung der folgenden Fragen: 

• Ist das Kundendesign herstellbar? 
• Sind vorgegebene Toleranzen erreichbar? 
• Ist die aktuelle Messausrüstung in der Lage, alle Merkmale des Drucks genau zu überprüfen?

Erst dann beginnen die QA- und Engineering-Teams mit dem APQP-Prozess (Advanced Product Quality Planning). Für neue Designs ist möglicherweise zusätzliche Vorarbeit von beiden Teams erforderlich, die Hand in Hand mit Kunden und Gießereilieferanten an neuen Teilen arbeiten. Gemeinsam überprüfen sie die Design- und Herstellungsprozesse, um die Produktfunktion zu optimieren und die Kosten zu minimieren.

Schritt 2:Qualität leitet die Produktion für einen reibungslosen Start

Der APQP-Prozess läuft, während das Engineering-Team Vorrichtungen entwirft, Programme erstellt und Werkzeuge auswählt, während das QA-Team Analysen durchführt und Prüfungen erstellt, um Engineering und Produktion zu überprüfen. Beide Teams arbeiten gemeinsam an dem gemeinsamen Ziel einer präzisen Produktion und zufriedenen Kunden.
Zur Analyse, Steuerung und Dokumentation der Produktion werden mehrere Tools verwendet, darunter:

• Produktkontrollplan (PCP) – listet alle Kundenspezifikationen, die Herstellungsprozessschritte und Qualitätskontrollen bei jedem Schritt auf
• Fehlermöglichkeits-Einflussanalyse (FMEA) – wird verwendet, um den Bearbeitungsprozess und die Steuerungen zu verstehen und Fehlerrisiken zu minimieren
• Prozessflussdiagramm (PFD) – beschreibt den Herstellungsprozess für Inspektionen  

Dies sind die wichtigsten Ergebnisse:

• Erstmusterprüfung (FAI) – definiert alle Spezifikationen; Wird jedes Mal überprüft, wenn ein neuer Job zur Herstellung des Teils eingerichtet wird
• Operator Audit Sheet (OAS) – listet alle Prüfungen auf, die der Bediener während der Produktion durchführt
• Neue Messgeräte – nach Bedarf bestellt 
• Koordinatenmessgerät (KMG) – ein Präzisionsmessgerät, das zum Messen und Überprüfen von Positionen und Merkmalen programmiert ist
• Lieferantenqualitätsanforderungen (SQR) — stellt sicher, dass alle Fragen und Probleme kommuniziert und bearbeitet werden
• Konstruktionsentwürfe — überprüft von einem Qualitätsingenieur (QE)

Schritt 3:Produktionsmuster

Besondere Aufmerksamkeit erhält das erste Produktionsmuster. Nachdem die Produktion den Auftrag eingerichtet und das erste Teil gefertigt hat, schließt der Bediener die FAI ab und das Teil wird zum QA-Team gebracht, das mit dem Bediener und der Technik zusammenarbeitet, wenn irgendwelche Merkmale vorliegen:

• Außerhalb der Toleranz – z. B. ist eine Bohrung mit einem Durchmesser von 5 Zoll und einer Toleranz von +- 0,001 Zoll erforderlich. Wenn die Bohrung 4,9980 Zoll beträgt, ist sie zu klein und liegt außerhalb der Toleranz 
• Im Toleranzbereich, aber außerhalb des Nennwerts – z. B. beträgt der Schnitt für die gleiche Bohrung mit 5 Zoll Durchmesser durchgängig 4,9991 Zoll, 4,9992 Zoll, 4,9991 Zoll usw. Das Ziel besteht darin, diesen Wert näher an 5,000 Zoll + - 0,0002 Zoll (nicht 4,9992 Zoll + -0,0002 Zoll) zu bringen.

Nachdem ein Teil die FAI- und CMM-Prüfungen bestanden hat, wird ein Erstmusterprüfbericht (ISIR) erstellt, der ein vollständiges Dimensionslayout des Teils zur Überprüfung der Druckspezifikationen enthält. Außerdem wird jede Abmessung in der Zeichnung gemessen und aufgezeichnet.

Als nächstes genehmigt die Qualitätssicherung den Genehmigungsprozess für die Teileproduktion. Es werden zahlreiche Produktionsmuster hergestellt (normalerweise 30 Stück) und drei werden auf ISIR überprüft (das erste Stück plus zwei weitere Proben, die normalerweise in der Mitte und am Ende des Laufs entnommen werden).

KURZE FAKT:  Stecker Machine hat eine Erfolgsquote von 99,99 % für versendete Teile

Schritt 4:Part Submission Warrant (PSW)

Nachdem die Proben den ISIR bestanden haben und vollständig sind, wird ein Teileeinreichungsbefehl fertiggestellt und eingereicht. Die Proben werden verwendet, um die Prozessfähigkeit zu messen (die Fähigkeit eines Prozesses, ein Produkt innerhalb der Spezifikationsgrenzen herzustellen). An diesem Punkt wird die Wiederholbarkeit und Reproduzierbarkeit des Messgeräts gemessen, um die Genauigkeit eines Messgeräts sicherzustellen.

Anschließend wird das gesamte Dokumentationspaket zum Teileproduktionsgenehmigungsprozess (PPAP) ausgefüllt und mit einer unterzeichneten Genehmigung eingereicht.

KURZE FAKT:  Stecker Machine erreicht sowohl die Pünktlichkeit als auch die Genehmigungsquote zu 100 %

Ein Qualitätsteam ist der Schlüssel zur Produktion neuer Teile

Allzu oft wird der Qualitätssicherungsprozess bei CNC-bearbeiteten Teilen als „Qualitätssicherung vs. Produktion“ angesehen, aber diese beiden können (und sollten) sich ergänzen. Qualität sollte die Produktion nicht behindern.

KURZE FAKT:  Stecker Machine liefert über 99 % seiner Bestellungen pünktlich

Ein erfahrenes QA-Team gleicht diese beiden Ziele für eine reibungslose PPAP-Einführung aus. Das 20-köpfige Team von Stecker Machine besteht aus Prüfern, Technikern, Ingenieuren, Programmierern und einem Systemkoordinator. Das Team deckt verschiedene Fachgebiete ab, aber alle arbeiten zusammen, um sicherzustellen, dass die Produktion den Kundenspezifikationen entspricht.

Stecker Machine bringt oft mehrere neue Teile gleichzeitig auf den Markt, was das Qualitätssicherungsteam auf die Probe stellt.  Die Zeitvorgaben sind in der Regel eng, die Ressourcen werden sorgfältig verwaltet und aufeinander abgestimmt, und mehrere Personen engagieren sich, um die vielen ISIRs mit volldimensionalen Layouts fertigzustellen. Etwaige Termin- und Personalengpässe werden von KMG-Programmierern, Technikern, Managern und sogar einem Maschinistenlehrling bewältigt.

Für ein bestimmtes Projekt wurden die drei häufig verwendeten KMGs von Stecker Machine für FAI-Teile auf ein viertes erweitert (weitere sieben sind für In-Cycle-Teile). Dies erforderte eine Anpassung des Produktionsmusterplans, hauptsächlich durch die Bestimmung von Produktionsteilen, die stabil waren und seltener getestet werden konnten. Es gab keinen Anstieg des Produktionsausschusses und der Zeitplan blieb unverändert.

Mit ein wenig Kreativität und viel harter Arbeit produzierte das QA-Team von Stecker über 30 neue Teile gleichzeitig und bei gleichbleibender Qualität. Dieser Antrieb und diese Konzentration führten letztendlich dazu, dass die Kundenbedürfnisse erfüllt (und übertroffen) wurden.

Sind Sie bereit, die Verarbeitung und Qualität von Stecker auf die Probe zu stellen? Kontaktieren Sie uns mit einer RFQ (die letzte Abkürzung dieses Artikels. Wir versprechen es!), kontaktieren Sie uns oder rufen Sie 920-726-4526 an. Noch nicht fertig? Lesen Sie diese Fallstudie, die eine Herausforderung in den Bereichen Bearbeitung, Prüfung und Qualität hervorhebt.

Über den Autor

Brian leitet die Qualitätsabteilung von Stecker Machine, leitet die Advanced Product Quality Planning (APQP) für neue Produkte und implementiert und befolgt die Qualitätsmanagementsysteme ISO 9001 und IATF 19649. Er und sein Team führen Kontrollpläne und Audits durch und stellen sicher, dass alle Produkte den strengen Kundenspezifikationen entsprechen. Brian hat sich in den SMC-Rängen vom CMM-Programmierer zum Qualitätsingenieur und zum Qualitätsmanager hochgearbeitet.