Il profiler PMD garantisce la corretta costruzione di carrozzerie in Ford
Report di applicazione
In linea con lo spirito del suo fondatore, Ford si affida ancora oggi a tecnologie innovative e soluzioni di automazione per combinare e aumentare la qualità e l'efficienza nella produzione dei veicoli. Questo vale anche per lo stabilimento di Valencia, Spagna, dove il profiler PMD di ifm controlla da vicino la produzione della Ford Kuga.
Già all’epoca, Henry Ford riconobbe l'importanza di mantenere rigorosi standard qualitativi, utilizzando componenti di altissima qualità e con minime tolleranze per garantire una produzione di massa efficiente e una qualità costante dei veicoli. Questi principi sono rimasti fino ad oggi, seppur la sola costruzione di carrozzerie sia un po’ più complessa e articolata. Anche la garanzia di qualità nella moderna produzione di veicoli richiede procedure molte rigorose.
Una sfida particolare si è presentata nella produzione della Ford Kuga negli stabilimenti Ford di Valencia, in Spagna, dove vengono prodotti anche altri modelli. Questa fase specifica di lavoro comporta la saldatura di una piccola lamiera di rinforzo, completamente piana, su un componente più grande. "L'operatore inserisce un grande componente della scocca in un piano rotante prima di collocarvi sopra una lamiera più piccola", spiega Mario Eschweiler, Manufacturing Engineer Bodyside presso Ford Europe, che ha supervisionato il corrispondente progetto per la garanzia di qualità dal sito Ford tedesco di Colonia. "In questa fase è importante poter rilevare in modo affidabile se la lamiera più piccola è posizionata correttamente o meno. Inoltre, bisogna anche assicurarsi che non siano state caricate inavvertitamente due o più lamiere di rinforzo. Nella fase successiva, il piano rotante viene ruotato e un robot salda entrambi i componenti e li rimuove".
Ogni fase della produzione deve essere eseguita con precisione per garantire la qualità del veicolo fin nei minimi particolari. Fonte: Ford Werke GmbH.
Una sfida di fronte alla quale i sistemi di telecamere si devono arrendere
A causa di questa sequenza definita della produzione, è stato escluso l’impiego di un sensore di distanza ottico convenzionale per il rilevamento della presenza. Il motivo: non sarebbe stato possibile installare il sensore senza che fosse d'intralcio agli operatori delle macchine o ai robot. "Per lo stesso motivo non erano adatti neanche i sensori induttivi e meccanici. Un'ispezione induttiva della doppia lamiera da un solo lato è stata esclusa a causa delle dimensioni ridotte del pezzo e della capacità di posizionamento associata", continua Eschweiler, spiegando l’ulteriore restringimento della scelta di soluzioni appropriate. Le piccole dimensioni e la superficie piana rappresentavano già una sfida impegnativa. Infine, anche le condizioni di luce fortemente fluttuanti dovute alla luce del sole durante il giorno e all'illuminazione artificiale di notte hanno reso il compito ancora più difficile. "Come hanno dimostrato i test iniziali, questi requisiti hanno spinto i sistemi di telecamere convenzionali ai limiti delle loro capacità e ben oltre", dichiara Eschweiler. Durante la fase di messa in funzione, le soluzioni di telecamere testate hanno generato un tasso di letture errate dell'uno per cento e oltre. "Tuttavia, il criterio che rendeva impossibile l'uso del sistema di telecamere era di diversa natura: non potevamo assicurarci che venisse inserita una sola lamiera di rinforzo alla volta". In definitiva, la sfida perfetta per il profiler PMD di ifm.
Figura 1: Le condizioni di luce fortemente fluttuanti dovute alla luce del sole durante il giorno e all'illuminazione artificiale di notte hanno reso il compito ancora più difficile. Il profiler PMD lo ha risolto. Fonte: Ford Werke GmbH. Figura 2: Il profiler PMD rileva se la lamiera più piccola è posizionata correttamente. Fonte: Ford Werke GmbH.
Il profiler PMD garantisce, con affidabilità, il corretto utilizzo e montaggio dei componenti. Lo scanner lineare fotoelettrico proietta una linea laser sull'area di lavoro da ispezionare e determina il profilo in altezza esistente per mezzo della luce riflessa. Se il profilo in altezza corrisponde al profilo predefinito, il profiler PMD rileva un montaggio corretto. Se il profilo si discosta da un valore di tolleranza liberamente definibile, il sensore emette un segnale di errore. Con una precisione di misurazione di 500µm, il profiler PMD rileva anche le più piccole deviazioni, ossia se la sottile lamiera di rinforzo manca o se ne sono state inserite troppe. Confrontando il profilo reale in altezza con quello specificato è possibile anche verificare il corretto allineamento del componente. Oltre ad essere preciso nel suo lavoro, il profiler PMD è anche tollerante in termini di ambiente di lavoro: immunità alla luce esterna, indipendenza dalla distanza e flessibilità nel posizionamento del componente.
Una soluzione tecnicamente robusta
Sia in un primo set-up di prova che durante una dimostrazione del funzionamento da parte degli esperti tedeschi di ifm in ambito Automotive, ma anche nella fase di prova vera e propria, che è stata supervisionata dalla filiale spagnola di ifm, il profiler è riuscito a convincere i partecipanti al progetto in Ford. Il risultato: "Utilizzando il profiler PMD, siamo stati in grado di risolvere il compito con un dispositivo tecnicamente robusto, riducendo in modo efficace i tempi di inattività grazie al rilevamento delle anomalie", afferma Eschweiler. "Oggi, il compito viene risolto in modo eccellente durante la normale attività. Già nel primo mese di funzionamento regolare, il tasso di errore è stato solo dello 0,2 per mille. È molto probabile che si sia trattato di veri e propri carichi errati in cui il profiler ha segnalato correttamente l'errore".
Conclusioni
Con il profiler PMD, Ford è stata in grado di garantire in modo affidabile la qualità della fase di produzione. Tuttavia, il responsabile tedesco del progetto attribuisce questo risultato a qualcosa di più dell'elevato livello di prestazioni del solo scanner lineare: "Abbiamo avuto un'assistenza costante, competente e personalizzata da parte degli esperti di settore di ifm durante tutto il progetto, qui in Germania ma anche in Spagna. A mio avviso, si tratta di un fattore cruciale che ha contribuito all’identificazione della soluzione ideale e alla sua implementazione con successo".
