Meting van stapelhoogte en haaksheid: praktische kwaliteitscontroleroutines voor laminaatstapels

Samenvatting

Stapel lamineren Hoogte is niet alleen een getal dat de totale dikte aangeeft. In de praktijk kan een stapel weliswaar aan de hoogtetolerantie voldoen, maar toch tijdens de montage afkeuring ondervinden vanwege scheefstand, slechte haaksheid, braamvorming, ongelijkmatige samendrukking of een verkeerd referentiepunt.

Een praktische kwaliteitscontroleprocedure moet vier vragen beantwoorden:

1. Ten opzichte van welk referentiepunt wordt de stapel gemeten?
2. Wordt de stapel gemeten in vrije toestand, in gezette toestand, vastgeklemd of onder belasting?
3. Waar worden de hoogtepunten gemeten?
4. Wordt de haaksheid gecontroleerd ten opzichte van het functionele kenmerk, zoals de boring, de buitendiameter, het eindvlak of het referentiepunt van de opspanning?

Voor statorkernen, rotorkernen, transformatorkernen en precisie-laminaatstapels bestaat het beste inspectieplan uit een combinatie van meerpuntsmeting van de stapelhoogte, Denken in termen van loodrechtheid volgens de GD&T-methodeen duidelijke controle op de procesfasen.

Waarom de hoogte van de lamineerstapel alleen niet voldoende is

Een lamineerstapel kan aan één hoogtecontrole voldoen en toch assemblageproblemen veroorzaken.

Dat komt meestal doordat de meting te eenvoudig is.

Een meting in het midden geeft geen informatie over een kanteling van links naar rechts. Een meting aan één kopzijde geeft geen informatie over braamvorming aan de tegenoverliggende zijde. Een meting in vrije toestand geeft niet altijd een indicatie van wat er gebeurt na het vastklemmen, verlijmen, lassen, in elkaar klikken of de eindmontage.

Het eindproduct reageert niet op de gemiddelde stapelhoogte. Het reageert op contactpunten, het gedrags bij samendrukking en de uitlijning.

Daarom moeten de stapelhoogte en de haaksheid worden beschouwd als onderling samenhangende, maar afzonderlijke kwaliteitscontroles.

Stapelhoogte versus vlakheid versus haaksheid versus loodrechtheid

Deze termen worden op de werkvloer vaak nogal losjes gebruikt. Dat leidt tot discussies over de keuring.

In GD&T-termen bepaalt de loodrechtheid of een oppervlak, as of middenvlak onder een hoek van 90° ten opzichte van een gedefinieerd referentiepunt binnen een tolerantiezone ligt. Dat is van belang omdat “loodrecht” pas betekenis heeft als het referentiepunt duidelijk is vastgesteld.

Optimale referentiepuntregels voor de inspectie van laminaatstapels

Bepaal vóór het meten het referentiepunt.

Niet later. Niet na een afwijzing. Maar eerder.

Een handige regel is simpel:

Meet vanaf het onderdeel dat de assemblagefunctie regelt.

Bijvoorbeeld:

Met verkeerde uitgangspunten kan een slechte stapel er goed uitzien. Het kan er ook voor zorgen dat een goede stapel er slecht uitziet. Beide zijn kostbaar.

Hoe de hoogte van een laminaatstapel nauwkeurig te meten

Een degelijke hoogteprocedure bestaat uit drie onderdelen: conditie, puntenkaart en rapportageformaat.

1. Bepaal de toestand van de stapel

Gebruik in dezelfde datatrend geen metingen van de vrije toestand en metingen onder belasting door elkaar.

Gebruik een van deze labels:

• Hoogte van de Vrijstaat
• Met de hand ingestelde hoogte
• Hoogte van de bevestigingsvoet
• Hoogte met lading
• Klemhoogte
• Hoogte na het samenvoegen
• Hoogte bij de eindcontrole

De hoogte in geladen toestand is vaak nuttiger wanneer de stapel in het eindproduct is samengeperst. De hoogte in vrije toestand blijft nuttig voor controles bij het opzetten, fouten in het aantal laminaten en vroege procesafwijkingen.

2. Maak de stapel en het referentieoppervlak schoon

Stof, bramen, oliekorrels, resten van de coating en losse spanen kunnen een valse hoogte veroorzaken. Reinig de referentieplaat, de opspanning en het oppervlak van de stapel vóór de inspectie.

Maak het onderdeel niet te grondig schoon. Het doel is niet om het onderdeel te verbeteren. Het doel is om valse afstandhouders te verwijderen.

3. Gebruik een hoogtekaart met meerdere punten

Een waarde van één punt is onvoldoende informatie.

Voor ronde stator- of rotortorens begint u met:

• 0°
• 90°
• 180°
• 270°
• Middenpunt, indien functioneel
• Extra bevestigingspunten in de buurt van sleuven, lasnaden, vergrendelingen, lipjes of bekende risicogebieden

Bij rechthoekige of gesegmenteerde stapels meet u:

• Vier hoeken
• Middenzijkanten
• Functionele contactzones
• Gebieden in de buurt van verbindingspunten

4. Leg het bereik vast, niet alleen het gemiddelde

De gemiddelde hoogte kan er prima uitzien, ook al is één kant hoger.

Neem op:

Een stapel die overal hoog is, duidt meestal op het aantal stuks, de materiaaldikte, de coating of de samendrukking. Een stapel die aan één kant hoog is, duidt op de richting van de bramen, een plaatsingsfout, een scheve opspanning of plaatselijke vuilresten.

Dat onderscheid bespaart tijd.

Kwaliteitscontroleprocedure voor de haaksheid van de lamineerstapel

De haaksheid moet worden gecontroleerd ten opzichte van het referentiepunt dat bij de montage van belang is.

Methode 1: Haaksheid van het eindvlak ten opzichte van de as van de boring

Dit is handig voor rotortorens en precisietorens die worden gepositioneerd aan de hand van een interne boring.

Werkwijze:

1. Bevestig de stapel op een schone doorn of boorhouder.
2. Plaats de stapel met een bepaalde kracht of met behulp van een aanslag.
3. Plaats de indicator in de buurt van de werkradius van het eindvlak.
4. Draai de stapel langzaam rond.
5. Leg de totale variatie van de indicator vast.
6. Herhaal dit indien nodig aan de andere kant.

Met deze methode wordt gecontroleerd of het eindvlak loodrecht op de as van de boring staat. Dit is vaak zinvoller dan het controleren van de stapel uitsluitend aan de hand van een vlakplaat.

Methode 2: Haaksheid van de zijkant ten opzichte van het eindvlak

Dit is handig wanneer de stapel correct in een behuizing, klem of montagehouder moet staan.

Werkwijze:

1. Plaats het referentievlak op de referentieplaat.
2. Plaats een vierkant, een indicatorstandaard of een geleide sonde tegen de buitendiameter of de zijwand.
3. Veeg verticaal van onder naar boven.
4. Noteer het verschil tussen de onderste en de bovenste waarde.
5. Herhaal dit op verschillende hoekposities.

Vermijd beschadigde randen. Meet het functionele zijvlak, niet de hoogste punt van een braam.

Methode 3: Hellingsdetectie op basis van een stapelhoogtekaart

Een hoogtekaart kan mogelijke afwijkingen ten opzichte van de haaksheid aan het licht brengen.

Voorbeeld:

Dit is geen volledige controle op haaksheid, maar het geeft de kwaliteitscontrole aan waar ze vervolgens moeten kijken.

Handmatige versus geautomatiseerde controle van stapelhoogte en haaksheid

Handmatige inspectie is nuttig. Maar er zijn ook beperkingen aan verbonden.

De juiste methode hangt af van het productievolume, het tolerantrisico en de kosten van een mislukking.

Een praktische aanpak is om in eerste instantie handmatige methoden te gebruiken voor het instellen en de diagnose, en vervolgens over te stappen op inspectie met behulp van testopstellingen of geautomatiseerde inspectie wanneer het productievolume, de toleranties of de kosten van defecten dit rechtvaardigen.

Aanbevolen kwaliteitscontroleprocedure per productiefase

Het inspectieplan moet worden afgestemd op het risico. Voeg geen controles toe alleen maar om de schijn van grondigheid te wekken. Voeg controles toe op punten waar het proces daadwerkelijk kan worden gestimuleerd.

Veelvoorkomende oorzaken van een onjuiste stapelhoogte en onjuiste haaksheid

De meeste stackproblemen vertonen een patroon. Het doel is om dat patroon te herkennen voordat het proces wordt aangepast.

Praktische checklist voor kwaliteitscontrole van lamineerstapels

Gebruik deze checklist voordat u gegevens over de stapelhoogte of haaksheid accepteert.

• Het referentiepunt is duidelijk aangegeven.
• De stapelstatus is gedefinieerd.
• De meetbelasting wordt geregistreerd.
• De binnendiameter van de opspanklem of de doorn wordt geregistreerd.
• De puntenkaart is vastgelegd en gemarkeerd.
• De maximum-, minimum-, gemiddelde- en bereikwaarden worden geregistreerd.
• De haaksheid wordt getoetst aan de functionele eigenschap.
• De meter wordt gecontroleerd aan de hand van een bekende referentie.
• De operator voert pas opnieuw een meting uit als het onderdeel er “goed uitziet”.”
• Mislukte metingen worden bewaard om hieruit te leren.

Dat laatste punt is belangrijk. Als fouten worden verwijderd, wordt het proces verborgen.

Wanneer moet je overstappen van handmatige inspectie?

Handmatige stapelmeting werkt goed voor kleine partijen, proefproducties en het oplossen van problemen. Deze methode schiet tekort wanneer het proces snelheid, traceerbaarheid en minimale variatie door de operator vereist.

Overweeg een meer gecontroleerde inspectiemethode wanneer:

• De tolerantie voor de stapelhoogte is krap in verhouding tot de variatie in de laminaatdikte.
• De stapel wordt gebruikt bij de massaproductie van motoren.
• Zelfs na goedkeuring van de hoogte doen zich nog steeds montagefouten voor.
• De haaksheid beïnvloedt de luchtspleet, de passing van de as, de passing van de behuizing of de uiteindelijke klemkracht.
• De handmatige gegevenswijzigingen verschillen merkbaar per operator.
• Vervorming na het samenvoegen is moeilijk te voorspellen.
• Klanten eisen traceerbare inspectierapporten.

Op dat moment is de vraag niet: “Kan iemand dit meten?” De betere vraag is: “Kan deze methode het defect opsporen voordat het de assemblagelijn bereikt?”

Veelgestelde vragen: Meting van de hoogte en haaksheid van de lamineerstapel

Belangrijkste conclusie

Betrouwbare kwaliteitscontrole van lamineerstapels is niet gebaseerd op één enkele hoogtewaarde.

Het is gebaseerd op referentiepuntcontrole, de toestand van de stapel, meerpuntsmetingen en functionele haaksheid. Een goede controleprocedure laat zien of de stapel te hoog, te laag, scheef, op sommige plaatsen te hoog is, of verandert na het samenvoegen.

Dat is het verschil tussen inspectiegegevens die alleen maar in een rapport terechtkomen en inspectiegegevens die montageproblemen voorkomen.