Sådan understøtter PMD Profileren fejlfri karosserikonstruktion
Applikationsrapport
Ford følger stadig i grundlæggerens fodspor og har fokus på innovative teknologier og automatiseringsløsninger for at kombinere og øge kvaliteten og effektiviteten i produktionen af køretøjer. Det gælder også for fabrikken i Valencia, Spanien, hvor ifm's profilsensor PMD Profileren holder nøje øje under produktionen af Ford Kuga.
Henry Ford anerkendte allerede i sin tid vigtigheden af strenge kvalitetssikringsstandarder og brugte gennemgående komponenter af den højeste kvalitet med så få afvigelser som muligt for at sikre effektiv masseproduktion og stabil køretøjskvalitet. Disse principper bruges den dag i dag, men selve karrosserikonstruktionen er meget mere kompleks og har mange flere facetter. Kvalitetssikring i moderne køretøjsproduktion involverer mange strenge procedurer.
Der opstod en særlig udfordring under produktionen af Ford Kuga, som produceres samtidig med andre modeller på Fords fabrikker i Valencia, Spanien. I det konkrete arbejdstrin svejses en lille og helt flad forstærkende plade på et større modul. Maskinoperatøren sætter en stor yderskals-komponent ind på et drejebord, før der placeres en mindre metalplade på toppen, forklarer Mario Eschweiler, produktionsingeniør, bodyside, hos Ford Europe. Han overvågede det tilsvarende kvalitetssikringsprojekt fra den tyske Ford afdeling i Køln. Det er i denne fase vigtigt at kunne konstatere med sikkerhed, om den lille metalplade placeres korrekt eller ej. Herudover skal man også sikre sig, at der ikke er lagt to eller flere forstærkende plader på ved en fejl. I det næste trin roterer drejebordet, og en robot svejser og fjerner begge komponenter.
For at sikre at køretøjet i sidste ende har den rette kvalitet ned i mindste detalje, skal hvert produktionstrin udføres præcist. Kilde: Ford Werke GmbH.
Kamerasystemer kommer til kort ved denne opgave
På grund af denne faste produktionssekvens var en konventionel fotoelektrisk afstandssensor til tilstedeværelsesdetektering ikke en mulighed. Årsagen: Det ville ikke have været muligt at installere sensoren, uden at den kom i vejen for maskinoperatører eller robotter. Eschweiler forklarer valget af egnede løsninger på følgende måde: Induktive og mekaniske sensorer egnede sig ikke til opgaven af samme årsag. Ensidet induktiv dobbeltpladekontrol var udelukket på grund af delens små dimensioner. Herudover: De små dimensioner og den flade overflade var en krævende udfordring fra begyndelsen. Herudover gjorde de kraftigt svingende lysforhold med solskin om dagen og kunstigt lys om natten opgaven endnu mere vanskelig. De indledende test viste, at disse krav skubbede konventionelle kamerasystemer ud til grænsen af deres ydeevne og derudover, forklarer Eschweiler. I idrifttagelsesfasen genererede kameraløsningerne en fejllæsningsrate på en procent og derover. Men det var et andet kriterie, der gjorde brugen af kamerasystemet umulig: Vi kunne ikke garantere, at der kun blev indsat en forstærkende plade ad gangen. Det var hermed den perfekte udfordring for PMD Profiler fra ifm.
Billede 1: Kraftigt svingende lysforhold på grund af solskin om dagen og kunstigt lys om natten vanskeliggjorde opgaven men PMD Profileren løste den. Kilde: Ford Werke GmbH. Billede 2: PMD Profileren detekterer, om den lille metalplade er placeret korrekt eller ej. Kilde: Ford Werke GmbH.
PMD profileren sikrer, at komponenter bruges og monteres pålideligt. Det gør den ved, at den optoelektroniske linjescanner projekterer en laserlinje over på arbejdsområdet, som testes, og bestemmer højdeprofilen ved hjælp af det reflekterede lys. Hvis højdeprofilen matcher profilen, der er specificeret under programmeringen, detekterer PMD profileren, at montering er korrekt. Hvis profilen afviger ud over en toleranceværdi, der kan defineres frit, genererer sensor et fejlsignal. Med en målepræcision på 500 µm detekterer PMD profileren selv de mindste afvigelser og således også, om den tynde forstærkende plade mangler, eller om der er placeret for mange af dem. Der er også mulighed for at teste, om komponenten er justeret korrekt, ved at sammenligne den faktisk højdeprofil med den specificerede højdeprofil. Lige så præcis PMD profilerens arbejdspræcision er, lige så tolerant er den i forhold til arbejdsomgivelserne: Immuniteten over for eksternt lys og uafhængighed af afstand giver mulighed for en fleksibel positionering langs laserlinjen.
En teknisk robust løsning
Linjescanneren overbeviste projektdeltagerne hos Ford, både i en indledende test-setup og under en funktionel demonstration udført af ifms tyske bileksperter, og i den faktiske testfase, som blev superviseret af ifms spanske datterselskab. Resultatet: Ved at bruge PMD Profileren kunne vi løse opgaven på en teknisk robust måde og herved minimere nedetid effektivt med en pålidelig fejldetektering, siger Eschweiler. I dag løses opgaven fremragende i den løbende drift. Denne pointe understreges af det faktum, at fejlraten kun var 0,2 promille i den første måned af den regulære drift. Det er ret sandsynligt, at disse var reelle montagefejl, hvor profileren korrekt signalerede, at montagen var ukorrekt.
Konklusion
PMD profileren gav Ford mulighed for at sikre produktionstrinnets kvalitet på en driftssikker måde. Men det skyldes ifølge den tyske projektleder mere end bare linjescannerens høje ydeevneniveau: "Vi oplevede, at ifm-eksperterne ydede vedholdende, kompetent og personlig support gennem hele projektet både her i Tyskland og på vores lokation i Spanien. Det er for mig også en afgørende faktor, som bidrog til at finde den ideelle løsning og implementere den succesfuldt."
