Cosa dovrebbe essere testato durante il FAT di una macchina per tempra a induzione?

Verifiche di accettazione in fabbrica per le funzioni della macchina, Prestazioni di sicurezza e indurimento

Un Test di accettazione in fabbrica (GRASSO) verifica se una macchina per tempra a induzione soddisfa i requisiti concordati prima della spedizione dallo stabilimento del produttore.

Per gli ingegneri, personale di qualità e acquirenti tecnici che esaminano una nuova macchina, la sfida è sapere cosa dovrebbe essere testato e quali prove sono necessarie per l'accettazione. Un ciclo automatico riuscito da solo non dimostra che la macchina soddisfi tutte le funzionalità, requisito di sicurezza o di prestazione di indurimento.

Questa guida si concentra sui controlli pratici prima della spedizione delle apparecchiature per la tempra a induzione. Non sostituisce la convalida della sicurezza specifica della macchina o la qualificazione formale del processo di produzione.

1. Cosa dovrebbe essere concordato prima del test di accettazione in fabbrica?

La FAT dovrebbe iniziare con un piano di test concordato, non semplicemente una dimostrazione della macchina in funzione.

Un alimentatore a induzione autonomo richiede test di accettazione diversi da a Macchina per tempra a scansione CNC dotato di rotazione del pezzo, tempra automatizzata e movimentazione dei materiali. L'ambito deve riflettere l'apparecchiatura fornita e i requisiti che si prevede soddisfino.

Definire i criteri di accettazione

Prima del test, il produttore e il cliente devono concordare la configurazione della macchina, funzioni richieste, metodi di prova e criteri di accettazione.

Dovrebbe essere stabilito il piano FAT:

— Quali funzioni e condizioni operative della macchina verranno testate.

— Quali misurazioni e risultati delle ispezioni sono richiesti.

— Se saranno disponibili pezzi e attrezzature rappresentativi.

— Quale elettrico, le condizioni di raffreddamento e spegnimento possono essere fornite in fabbrica.

— Come risultano i test, le deviazioni e gli articoli incompleti verranno registrati.

— Quali requisiti dovranno essere verificati successivamente presso la sede del cliente.

I criteri di accettazione dovrebbero provenire dall'accordo tecnico approvato, specifiche dell'apparecchiatura o altri requisiti applicabili.

Una checklist generica può aiutare ad organizzare le prove, ma non può stabilire limiti universali per la potenza termica, Velocità di scansione, flusso di raffreddamento o durezza del pezzo.

Verificare la configurazione della macchina testata

Il FAT dovrebbe anche confermare che l'alimentatore installato, induttore, attrezzature, i gruppi meccanici e i controlli corrispondono alla documentazione dell'attrezzatura approvata.

È necessario identificare le versioni del software e le ricette del processo. Se programmi temporanei, vengono utilizzati induttori sostitutivi o carichi di prova alternativi, tali differenze devono essere registrate.

Anche i servizi di fabbrica possono influenzare l'ambito del test. Le condizioni dell'alimentazione elettrica e dell'acqua di raffreddamento presso la struttura del produttore potrebbero differire da quelle disponibili dopo l'installazione.

IEC 62381:2024 fornisce un quadro per FAT, SAT e relative attività di accettazione nell'automazione dell'industria di processo. Il suo approccio alla pianificazione e alle responsabilità dei test può informare le procedure specifiche delle apparecchiature, sebbene non sia uno standard di accettazione dedicato per le macchine per tempra a induzione.

Riferimento: IEC 62381:2024 — Test di accettazione in fabbrica, Test di accettazione del sito e test di integrazione del sito

2. Quali funzioni della macchina e sistemi di sicurezza devono essere controllati?

I test funzionali dovrebbero dimostrare che l'apparecchiatura esegue le operazioni specificate nelle condizioni concordate.

L'ambito del test dipende dal design della macchina. Una macchina per indurire la scansione, per esempio, necessita della verifica del movimento degli assi e della rotazione del pezzo, mentre tali funzioni potrebbero non essere applicabili a un'installazione di hardening stazionaria.

Principali aree di test FAT

Queste sono le tipiche categorie di test FAT. Non tutti gli articoli si applicano a ogni macchina, e alcuni progetti richiederanno test aggiuntivi.

Lista di controllo FAT modificabile (Eccellere)

Per la registrazione di singoli test, utilizzare la lista di controllo FAT della macchina per indurimento a induzione:

↓  Scarica il modello Excel

Il modello include elementi di prova, criteri di accettazione, risultati effettivi, Passaggio / Fallire / Selezioni N/D, riferimenti probatori, un registro delle partite aperte e un riepilogo dell'accettazione.

È inteso come uno strumento di registrazione adattabile al progetto. I metodi di prova e i limiti di accettazione devono essere confermati rispetto all'accordo tecnico applicabile prima dell'uso.

Verificare il funzionamento effettivo, non solo valori programmati

Per una macchina di scansione, inserendo una velocità nell'HMI non si stabilisce che l'asse si muova a quella velocità. Dove la velocità di scansione o la precisione del posizionamento sono un requisito di accettazione, dovrebbe essere verificato attraverso misurazioni appropriate o feedback registrato.

La stessa distinzione vale per potenza di riscaldamento.

L'impostazione della potenza programmata non rappresenta necessariamente la condizione operativa elettrica raggiunta sotto carico. L'induttore installato, la disposizione e il pezzo corrispondenti possono influenzare il comportamento operativo dell'alimentatore.

Dove le prestazioni di output fanno parte del FAT, il test dovrebbe utilizzare condizioni di carico definite e registrare i relativi valori elettrici effettivi.

Separare il raffreddamento dell'attrezzatura dalla tempra del pezzo

Molte installazioni di tempra a induzione lo hanno circuiti di raffreddamento per l'alimentatore e l'induttore, insieme ad un sistema separato per la tempra del pezzo.

Il raffreddamento dell'apparecchiatura protegge i componenti elettrici e l'induttore da temperature eccessive. I suoi controlli funzionali possono comportare la circolazione, condizioni di fornitura, monitoraggio e risposte ai guasti di raffreddamento.

Il sistema di tempra del pezzo fornisce il mezzo utilizzato per raffreddare il materiale riscaldato. I suoi test possono includere il funzionamento della pompa e della valvola, erogazione a spruzzo, tempi di quench e relativi segnali di monitoraggio.

Questi sistemi devono essere valutati separatamente. Un adeguato flusso di acqua di raffreddamento attraverso l'induttore non garantisce che il pezzo riceva il raffreddamento richiesto.

Allo stesso modo, la conferma che le valvole di raffreddamento funzionano all'ora programmata non dimostra che il pezzo temprato soddisferà le sue specifiche.

Verificare le funzioni di sicurezza rispetto al progetto di sicurezza approvato

I test FAT relativi alla sicurezza possono includere funzioni di arresto di emergenza, guardie protettive, gli interblocchi di accesso e la risposta specificata della macchina ai guasti monitorati.

Ciascun test dovrebbe stabilire se la risposta protettiva richiesta si verifica nelle condizioni di prova approvate, anziché semplicemente controllare se appare un allarme sull'HMI.

I controlli di sicurezza discussi qui sono illustrativi, non è una procedura completa di convalida della sicurezza della macchina. Funzioni di sicurezza richieste, i requisiti prestazionali e i metodi di prova devono essere determinati dalla valutazione dei rischi specifica della macchina, regolamenti e norme applicabili, e progetto di sicurezza approvato.

I test devono essere eseguiti da personale qualificato utilizzando controlli, procedure approvate. Il FAT non sostituisce alcuna verifica di sicurezza o valutazione di conformità separata richiesta per l'apparecchiatura o il suo mercato di destinazione.

3. Come dovrebbero essere dimostrate le prestazioni di rafforzamento durante il FAT?

Una macchina può completare la sequenza di riscaldamento e raffreddamento programmata senza produrre un pezzo temprato accettabile.

Quando l'accordo FAT prevede l'accettazione delle prestazioni di hardening, prove rappresentative su pezzi forniscono prove che i soli test funzionali non possono fornire.

Utilizzare pezzi rappresentativi e condizioni di prova definite

Prima del processo, il piano di prova dovrebbe identificare il materiale del pezzo, Geometria, condizione iniziale, dispositivo e risultato di indurimento richiesto.

Ove pratico e richiesto dall'accordo, i test dovrebbero utilizzare l'induttore di produzione e la disposizione di spegnimento previsti.

Per esempio, un indurimento dell'albero potrebbe essere necessario dimostrare una lunghezza indurita specificata, durezza superficiale e profondità effettiva della cassa.

La registrazione del test dovrebbe identificare le effettive condizioni del processo, soprattutto laddove differiscono da quelli destinati alla produzione.

Controllare il risultato indurito rispetto alle specifiche del pezzo

A seconda dei requisiti concordati, può includere una prova di rafforzamento:

— Misurazioni della durezza superficiale in posizioni specifiche.

— Misurazioni efficaci della profondità del caso utilizzando la definizione e il metodo concordati.

— Esame del modello della cassa indurita.

— Ispezione delle crepe o esame metallografico ove richiesto.

— Controlli dimensionali su determinate caratteristiche critiche.

Queste misurazioni affrontano diversi aspetti del risultato.

Un albero può soddisfare i requisiti di durezza superficiale pur avendo una profondità effettiva della cassa insufficiente. Può anche raggiungere la durezza richiesta ma non superare la tolleranza dimensionale specificata dopo la tempra.

Il piano di ispezione deve quindi identificare le caratteristiche da misurare, i luoghi di misurazione e i criteri di accettazione. Dove sono richiesti test distruttivi, devono essere fornite provette idonee.

Un esempio industriale è documentato in Normative sulla produzione dei macchinari di GH Induction (DOC-12, 2016 edizione). Il documento descrive i test sulle apparecchiature e sui trattamenti parziali che includono misurazioni applicabili della durezza superficiale, misurazioni della profondità di indurimento, esame microscopico e prova di fessurazione.

Questi sono esempi di accordi di accettazione documentati da parte di un produttore, test FAT non obbligatori per ogni installazione di tempra a induzione.

Per metodi di ispezione dettagliati, vedere Come ispezionare le parti temprate ad induzione.

Valutare operazioni ripetute ove richiesto

Un ciclo di indurimento riuscito stabilisce il risultato di quella particolare prova. Fornisce prove limitate sul funzionamento su cicli ripetuti.

Se funzionamento continuo, il tempo di ciclo o la ripetizione delle prestazioni fanno parte dell'accordo FAT, il piano di prova dovrebbe definire le condizioni operative, durata o conteggio dei cicli, e requisiti di accettazione.

Le registrazioni possono includere cicli completati, interruzioni, allarmi e relative variazioni delle condizioni operative.

Ripetute operazioni riuscite possono dimostrare il comportamento della macchina nelle condizioni testate, ma non dovrebbe essere trattato automaticamente come prova della capacità statistica del processo o della piena qualificazione della produzione.

Cosa succede se i pezzi di produzione non sono disponibili??

FAT può ancora verificare gran parte della funzionalità della macchina senza parti rappresentative della produzione.

Movimento meccanico, i controlli, il raffreddamento, le funzioni di sicurezza e parti della sequenza automatica possono essere testate utilizzando soluzioni alternative approvate. Le prestazioni del sistema di riscaldamento possono anche essere valutate con un carico di prova definito e appropriato.

Tuttavia, un test a secco o un pezzo sostitutivo non possono stabilire la durezza o la profondità effettiva della cassa del componente di produzione previsto.

Se le prove concordate sul pezzo non possono essere completate in fabbrica, i requisiti non verificati dovrebbero essere chiaramente identificati, con le restanti prove assegnate ad un'adeguata fase successiva di accettazione o qualificazione.

4. Cosa può approvare il FAT, e cosa deve aspettare fino a SAB?

Il FAT stabilisce ciò che la macchina ha dimostrato nelle condizioni di fabbrica concordate. Ciò non dimostra automaticamente che l’apparecchiatura soddisferà tutti i requisiti dopo l’installazione presso la struttura del cliente.

La distinzione è particolarmente rilevante quando si tratta di fornitura elettrica finale, condizioni dell'acqua di raffreddamento, le interfacce dell'impianto o gli strumenti di produzione differiscono da quelli utilizzati durante il FAT.

GRASSO, SAT e convalida del processo

Attività	Scopo principale
FAT: test di accettazione in fabbrica	Verificare le funzioni concordate dell'attrezzatura, requisiti di sicurezza e test prestazionali applicabili in condizioni di fabbrica
SAT: test di accettazione del sito	Verificare l'apparecchiatura installata e le funzioni specificate nelle condizioni del sito del cliente
Convalida del processo / Qualificazione	Dimostrare che un processo di indurimento definito produce pezzi conformi nelle condizioni specificate

Per esempio, una macchina per l'indurimento può superare il FAT utilizzando il sistema di raffreddamento ad acqua del produttore, ma richiede comunque la verifica della fornitura idrica e dei collegamenti del cliente dopo l'installazione.

Allo stesso modo, una prova di indurimento in fabbrica riuscita non qualifica automaticamente il processo di produzione. Se i risultati del FAT possano contribuire alla qualificazione formale del processo dipende dai requisiti applicabili e dalla rappresentatività delle condizioni di prova.

Ulteriori dettagli sono trattati in Convalida del processo di tempra ad induzione.

Cosa deve contenere il report FAT?

Il rapporto FAT dovrebbe registrare la configurazione della macchina testata, procedure di prova, criteri di accettazione, condizioni e risultati reali.

Ogni test richiesto dovrebbe avere un risultato documentato. Gli elementi non riusciti o incompleti dovrebbero essere identificati insieme alle azioni correttive, responsabilità ed eventuali nuovi test necessari.

Gli elementi in sospeso vengono spesso gestiti tramite a elenco di punch o registro delle voci aperte.

Indica se un elemento irrisolto impedisce l'accettazione o la spedizione, o può essere chiuso durante il SAB, dipende dalla procedura di accettazione concordata e da eventuali requisiti obbligatori applicabili.

Cosa significa in realtà l'approvazione FAT?

Consideriamo una macchina per tempra a induzione CNC che completa il suo ciclo automatico e produce un albero che soddisfa la durezza superficiale specificata.

Questa è una prova utile, ma non chiude altri requisiti di accettazione che rimangono non testati. Se la profondità del caso è efficace, la precisione della scansione o le prestazioni delle funzioni di sicurezza rientrano nell'ambito del FAT, anche questi risultati devono essere verificati.

Una FAT opportunamente compilata stabilisce quali requisiti concordati sono stati soddisfatti, a quali condizioni, e quali obblighi rimangono prima che l'apparecchiatura entri in produzione.

Per macchine tempra ad induzione, il valore non sta semplicemente nel dimostrare che l'attrezzatura funziona, ma nel collegare ogni requisito di accettazione ad un test definito e ad un risultato documentato.

Domande frequenti

Fare clic su una domanda per espandere la risposta.

Un FAT sostituisce il test di accettazione del sito (SAB)?

No. FAT verifica le funzioni concordate in condizioni di fabbrica, mentre SAT verifica la macchina installata nelle condizioni del sito del cliente, inclusa l’effettiva fornitura elettrica, interfacce dell'acqua di raffreddamento e dell'impianto. Entrambi sono generalmente richiesti prima che l'apparecchiatura entri in produzione.

Può un FAT procedere senza pezzi di produzione?

Sì, per gran parte della macchina. Movimento, i controlli, il raffreddamento, le funzioni di sicurezza e parti della sequenza automatica possono essere testate con carichi alternativi approvati. Tuttavia, la durezza e la profondità effettiva della cassa del componente previsto non possono essere stabilite in questo modo, pertanto tali elementi vengono rinviati a una fase successiva di accettazione o qualificazione.

Un FAT di successo qualifica il processo produttivo?

No. Un unico processo di rafforzamento stabilisce il risultato di tale processo. La validazione o qualificazione del processo è un'attività separata che dimostra la conformità ripetibile alle condizioni di produzione definite.

Chi deve partecipare al FAT?

In genere rappresentanti sia del produttore che del cliente: personale tecnico e di qualità che può assistere ai test, confermare i criteri di accettazione e firmare il verbale.