Miten PMD Profiler varmistaa autokorien virheettömän kokoonpanon
Sovellusraportti
Ford jatkaa perustajansa viitoittamalla tiellä fokusointia innovatiivisiin teknologioihin ja automaatioratkaisuihin ajoneuvotuotannon laadun ja tehokkuuden yhdistämiseksi ja parantamiseksi. Tämä pätee myös Fordin Espanjan Valenciassa sijaitsevaan tehtaaseen, missä ifm:n PMD Profiler -hahmontunnistusanturi valvoo tarkasti Ford Kugan tuotantoa.
Jo Henry Ford aikanaan oivalsi, että on tärkeää pitää yllä tiukkoja laadunvarmistusstandardeja, käyttää kauttaaltaan korkealaatuisia komponentteja, joissa on mahdollisimman vähän poikkeamia, jotta voidaan varmistaa tehokas massatuotanto ja ajoneuvojen tasainen laatu. Nämä periaatteet ovat säilyneet tähän päivään saakka, mutta yksistään auton korin rakentaminen on nyt paljon monimutkaisempaa ja monitahoisempaa kuin ennen. Ajoneuvojen nykyaikaiseen laadunvarmistukseen liittyy useita tiukkoja toimintamalleja.
Ford Kugan, jota valmistetaan muiden mallien ohella Fordin tehtailla Valenciassa, Espanjassa, tuotannossa ilmeni erityinen haaste. Kyseinen työvaihe koskee pienen, täysin litteän vahvikelevyn hitsaamista suurempaan kokonaisuuteen. ”Koneen käyttäjä asettaa suuren korikomponentin kääntöpöydälle ja pienemmän metallilevyn sen päälle”, selostaa Mario Eschweiler, Ford Europen koripuolen tuotantoinsinööri. Hän valvoi vastaavaa laadunvarmistusprojektia Fordin tehtaalla Kölnissä, Saksassa. ”Tässä vaiheessa on tärkeää tunnistaa luotettavasti, onko pienempi metallilevy asemoitu oikein vai ei. Lisäksi on varmistettava, ettei epähuomiossa ole asennettu kahta tai useampia vahvikelevyjä. Seuraavan työvaiheen aikana kääntöpöytää pyöritetään, ja robotti hitsaa ja poistaa molemmat komponentit.”
Jokainen työvaihe pitää suorittaa tarkasti, jotta voidaan varmistaa, että ajoneuvon laatu on lopulta pienintä yksityiskohtaa myöten kunnossa. Kuvalähde: Ford Werke GmbH.
Tehtävä, jossa kamerajärjestelmät luovuttavat
Tämän kiinteän tuotantosekvenssin vuoksi perinteinen valosähköinen etäisyysanturi ei ollut vaihtoehto läsnäolon tunnistamiseen. Syy: Anturia ei olisi ollut mahdollista asentaa siten, ettei se olisi koneenkäyttäjien tai robottien tiellä. Selittäessään sopivien ratkaisujen valintaa Eschweiler sanoo: ”Induktiiviset ja mekaaniset anturit eivät tulleet kysymykseen samasta syystä. Yhdeltä puolelta tapahtuva induktiivinen kahden levyn tunnistus hylättiin osien minimaalisten mittojen ja niihin liittyvien asemointiongelmien vuoksi.” Lisäksi: Minimaaliset mitat ja tasainen pinta muodostivat jo itsessään vaativan haasteen. Lisäksi auringonvalon päivällä ja keinovalon yöllä aiheuttamat voimakkaasti vaihtelevat valaistusolosuhteet tekivät tehtävästä vieläkin vaikeamman. ”Kuten jo alustavat testitkin osoittivat, nämä vaatimukset pakottivat perinteiset kamerajärjestelmät suorituskykyjensä rajoille ja niiden ylikin, kertoo Eschweiler. Käyttöönottovaiheen aikana testatut kameraratkaisut tuottivat yli yhden prosentin lukuvirhetason. ”Tämä ei ollut kuitenkaan se syy, jonka vuoksi kamerajärjestelmien käyttö kävi mahdottomaksi: Emme voineet varmistaa, että vain yksi vahvikelevy ladottiin kerrallaan.” Tämä oli kaiken kaikkiaan täydellinen haaste ifm:n PMD Profiler -ratkaisulle.
Kuva 1: Auringonvalon päivällä ja keinovalon yöllä aiheuttamat voimakkaasti vaihtelevat valaistusolosuhteet tekivät tehtävästä vieläkin vaikeamman – PMD profiler ratkaisi ongelman. Kuvalähde: Ford Werke GmbH. Kuva 2: PMD Profiler tunnistaa, onko pienempi metallilevy asemoitu oikein vai ei. Kuvalähde: Ford Werke GmbH.
PMD Profiler varmistaa luotettavasti komponenttien oikean käytön ja kokoonpanon. Optoelektroninen linjaskanneri projisoi tätä varten tarkastettavalle työskentelyalueelle laserlinjan ja määrittelee korkeusprofiilin heijastuneen valon perusteella. Jos korkeusprofiili täsmää opetetun profiilin kanssa, PMD Profiler havaitsee oikean kokoonpanon. Jos profiili poikkeaa enemmän kuin vapaasti määriteltävä toleranssiarvo, anturi lähettää virhesignaalin. PMD Profiler tunnistaa 500 µm:n mittaustarkkuutensa ansiosta pienimmätkin poikkeamat – ja samalla myös sen, puuttuuko hyvin ohut vahvikelevy kokonaan tai onko levyjä ladottu liian monta. Komponentin oikea asento voidaan myös testata vertaamalla todellista ja määriteltyä korkeusprofiilia toisiinsa. PMD Profilerin työskentelytarkkuus sovitetaan toleranssien avulla suhteessa käyttöympäristöön: Immuniteetti ulkoiselle valolle, riippumattomuus etäisyydestä ja joustavuus komponentin sijoittelussa laserlinjaa pitkin.
Teknisesti kestävä ratkaisu
Linjaskanneri onnistui vakuuttamaan projektin osanottajat Fordilla sekä alustavassa testijärjestelyssä ja ifm:n saksalaisten autoteollisuusasiantuntijoiden suorittamassa toimintademonstraatiossa että varsinaisessa testivaiheessa, jota ohjasi ifm:n espanjalainen tytäryhtiö. Tulos: ”Käyttämällä PMD Profileria olemme pystyneet ratkaisemaan tehtävän teknisesti pätevällä tavalla ja samalla minimoimaan seisokit tehokkaasti luotettavan virheentunnistuksen avulla”, sanoo Eschweiler. ”Tänään tehtävä ratkaistaan erinomaisesti jatkuvan käytön aikana. Tätä todistaa myös se tosiasia, että virhemäärä tuhatta kohden oli vain 0,2 ensimmäisen säännöllisen käyttökuukauden aikana. On hyvin todennäköistä, että Profilerin osoittamat virheelliset kuormat olivat tosiaankin virheellisiä.”
Yhteenveto
Ford pystyi varmistamaan luotettavasti valmistusvaiheen laadun PMD Profilerin avulla. Saksalainen projektipäällikkö laskee sen kuitenkin johtuvan muustakin kuin yksistään linjaskannerin korkeasta suorituskyvystä: ”Saimme ifm:n asiantuntijoilta perusteellista, asiantuntevaa ja henkilökohtaista tukea koko projektin ajan – sekä täällä Saksassa että paikan päällä Espanjassa. Tämä on mielestäni myös ratkaiseva tekijä, joka auttoi ihanteellisen ratkaisun löytämisessä ja sen onnistuneessa toteutuksessa.”
