Πώς το PMD Profiler διασφαλίζει την κατασκευή αμαξωμάτων αυτοκινήτου χωρίς σφάλματα
Ακολουθώντας το πνεύμα του ιδρυτή της, η Ford συνεχίζει να εστιάζει σε καινοτόμες τεχνολογίες και λύσεις αυτοματισμού για να συνδυάσει και να αυξήσει την ποιότητα και την αποτελεσματικότητα στην παραγωγή οχημάτων. Αυτό ισχύει επίσης και για το εργοστάσιο στη Βαλένθια της Ισπανίας, όπου ο αισθητήρας περιγράμματος PMD Profiler της ifm παρακολουθεί πολύ προσεκτικά κατά την παραγωγή του Ford Kuga.
Ακόμη και τότε, ο Henry Ford αναγνώρισε τη σημασία της διατήρησης αυστηρών προτύπων διασφάλισης ποιότητας, χρησιμοποιώντας εξαρτήματα κορυφαίας ποιότητας σε όλη τη διαδικασία και με όσο το δυνατόν λιγότερες αποκλίσεις για να εξασφαλίζεται αποτελεσματικά η μαζική παραγωγή και η σταθερή ποιότητα των οχημάτων. Αυτές οι αρχές έχουν διατηρηθεί μέχρι σήμερα, αλλά η κατασκευή αμαξωμάτων αυτοκινήτου από μόνη της είναι πλέον πολύ πιο περίπλοκη και πολύπλευρη. Η διασφάλιση ποιότητας στη σύγχρονη παραγωγή οχημάτων περιλαμβάνει πολλές αυστηρές διαδικασίες.
Μία ιδιαίτερη πρόκληση προέκυψε στην παραγωγή του Ford Kuga, το οποίο κατασκευάζεται μαζί με άλλα μοντέλα στις εγκαταστάσεις της Ford στη Βαλένθια της Ισπανίας. Το πραγματικό βήμα εργασίας περιλαμβάνει τη συγκόλληση ενός μικρού, εντελώς επίπεδου φύλλου ενίσχυσης σε ένα μεγαλύτερο συγκρότημα. «Ο χειριστής του μηχανήματος εισάγει ένα μεγάλο στοιχείο του κελύφους του αμαξώματος σε μία περιστρεφόμενη πλάκα πριν τοποθετήσει ένα μικρότερο μεταλλικό φύλλο από πάνω», εξηγεί ο Mario Eschweiler, Μηχανικός Κατασκευής Σώματος Οχημάτων στην Ford Europe. Επέβλεπε το αντίστοιχο έργο διασφάλισης ποιότητας στο εργοστάσιο της Ford στην Κολωνία της Γερμανίας. «Είναι σημαντικό σε αυτό το στάδιο να μπορούμε να αναγνωρίζουμε με αξιοπιστία εάν το μικρότερο μεταλλικό φύλλο έχει τοποθετηθεί σωστά ή όχι. Επιπλέον, πρέπει επίσης να βεβαιωνόμαστε ότι δύο ή περισσότερα από τα ενισχυτικά φύλλα δεν έχουν τοποθετηθεί κατά λάθος. Στο επόμενο βήμα, η περιστρεφόμενη πλάκα στρέφεται και ένα ρομπότ συγκολλά και αφαιρεί και τα δύο εξαρτήματα.»
Για να διασφαλίζεται ότι στο τέλος η ποιότητα του οχήματος είναι εξαιρετική μέχρι την παραμικρή λεπτομέρεια, κάθε στάδιο παραγωγής πρέπει να εκτελείται με ακρίβεια. Πηγή εικόνας: Ford Werke GmbH.
Μία εργασία όπου τα συστήματα κάμερας εγκαταλείπουν
Λόγω αυτής της σταθερής ακολουθίας παραγωγής, ένα συμβατικό φωτοκύτταρο απόστασης για την ανίχνευση παρουσίας δεν αποτελούσε επιλογή. Ο λόγος: Δεν θα ήταν δυνατή η εγκατάσταση του αισθητήρα χωρίς να παρεμποδίζει τους χειριστές μηχανών ή τα ρομπότ. Εξηγώντας την επιλογή των κατάλληλων λύσεων, ο Eschweiler αναφέρει: «Οι επαγωγικοί και οι μηχανικοί αισθητήρες δεν ήταν κατάλληλοι για τον ίδιο λόγο. Η επαγωγική ανίχνευση ενός διπλού φύλλου μονής όψης αποκλείστηκε, λόγω των μικροσκοπικών διαστάσεων του μικρού τμήματος και επίσης λόγω της σχετικής ικανότητας προσδιορισμού θέσης.» Επιπλέον: Οι μικροσκοπικές διαστάσεις και η επίπεδη επιφάνεια αποτελούσαν ήδη μία απαιτητική πρόκληση. Εκτός αυτού, οι έντονες διακυμάνσεις των συνθηκών φωτισμού που προκαλούνται από το ηλιακό φως κατά τη διάρκεια της ημέρας και το τεχνητό φως τη νύχτα, έκαναν αυτήν τη διεργασία ακόμη πιο δύσκολη. «Όπως έδειξαν οι αρχικές δοκιμές, αυτές οι απαιτήσεις ώθησαν τα συμβατικά συστήματα κάμερας στα όρια των δυνατοτήτων τους και πέραν αυτών», εξηγεί ο Eschweiler. Κατά τη φάση της θέσης σε λειτουργία, οι δοκιμασμένες λύσεις κάμερας παρήγαγαν ένα ποσοστό εσφαλμένης ανάγνωσης από ένα τοις εκατό και πάνω. «Ωστόσο, το κριτήριο που κατέστησε αδύνατη τη χρήση του συστήματος κάμερας ήταν μία άλλη πτυχή: Δεν μπορούσαμε να βεβαιωθούμε ότι κάθε φορά τοποθετούταν μόνο ένα ενισχυτικό φύλλο.» Συνολικά, η τέλεια πρόκληση για το PMD Profiler της ifm.
Εικόνα 1: Οι έντονες διακυμάνσεις των συνθηκών φωτισμού που προκαλούνται από το ηλιακό φως κατά τη διάρκεια της ημέρας και το τεχνητό φως τη νύχτα έκαναν αυτήν τη διεργασία ακόμη πιο δύσκολη – το PMD Profiler έδωσε τη λύση. Πηγή εικόνας: Ford Werke GmbH. Εικόνα 2: Το PMD Profiler ανιχνεύει εάν το μικρότερο μεταλλικό φύλλο έχει τοποθετηθεί σωστά ή όχι. Πηγή εικόνας: Ford Werke GmbH.
Το PMD Profiler διασφαλίζει αξιόπιστα τη σωστή χρήση και συναρμολόγηση των εξαρτημάτων. Για αυτόν τον σκοπό, ο οπτοηλεκτρονικός σαρωτής γραμμής προβάλλει μία γραμμή λέιζερ στην περιοχή εργασίας που ελέγχεται και καθορίζει το προφίλ ύψους μέσω του ανακλώμενου φωτός. Εάν το προφίλ ύψους ταιριάζει με το προφίλ που έχει καθοριστεί κατά την εκμάθηση, το PMD Profiler ανιχνεύει μία σωστή συναρμολόγηση. Εάν το προφίλ αποκλίνει πέρα από μία ελεύθερα καθορισμένη τιμή ανοχής, ο αισθητήρας παράγει ένα σήμα σφάλματος. Με ακρίβεια μέτρησης 500μm, το PMD Profiler ανιχνεύει ακόμα και τις πιο μικρές αποκλίσεις – και, επομένως, εάν λείπει επίσης η λεπτή ενισχυτική πλάκα ή αν έχουν τοποθετηθεί πάρα πολλές ενισχυτικές πλάκες. Η σωστή ευθυγράμμιση του εξαρτήματος μπορεί, επίσης, να ελεγχθεί συγκρίνοντας το πραγματικό προφίλ ύψους με το καθορισμένο προφίλ ύψους. Η ακρίβεια εργασίας του PMD Profiler συνδυάζεται με την ανοχή του σε σχέση με το περιβάλλον εργασίας του: Ασφάλεια απέναντι σε εξωτερικό φως, αυτονομία απόστασης και ευελιξία στην τοποθέτηση του εξαρτήματος κατά μήκος της γραμμής λέιζερ.
Μία τεχνικά στιβαρή λύση
Τόσο σε μία αρχική φάση δοκιμών όσο και κατά τη διάρκεια μιας επίδειξης λειτουργίας από τους Γερμανούς ειδικούς αυτοκινήτων της ifm καθώς και στην πραγματική φάση δοκιμής, η οποία εποπτευόταν από τη θυγατρική εταιρεία της ifm στην Ισπανία, ο σαρωτής γραμμής κατάφερε να πείσει τους συμμετέχοντες στο έργο στην Ford. Το αποτέλεσμα: «Χρησιμοποιώντας το PMD Profiler, καταφέραμε να επιλύσουμε το έργο με τεχνικά αποδοτικό τρόπο, ελαχιστοποιώντας έτσι αποτελεσματικά τον χρόνο βλαβών μέσω της αξιόπιστης ανίχνευσης σφαλμάτων», αναφέρει ο Eschweiler. «Σήμερα, αυτή η διεργασία διενεργείται άριστα κατά τη διάρκεια της τρέχουσας λειτουργίας. Αυτό το σημείο υπογραμμίζεται από το γεγονός ότι ο αριθμός των σφαλμάτων ανά χίλια ήταν μόλις 0,2 κατά τον πρώτο μήνα της κανονικής λειτουργίας. Είναι πολύ πιθανό αυτά να ήταν πραγματικά λανθασμένα φορτία, όπου το PMD Profiler επισήμανε σωστά το λανθασμένο φορτίο.»
Συμπέρασμα
Με το PMD Profiler, η Ford κατάφερε να εξασφαλίσει με αξιποπιστία την ποιότητα αυτού του σταδίου κατασκευής. Ωστόσο, ο Γερμανός Project Manager το αποδίδει σε κάτι περισσότερο από το υψηλό επίπεδο απόδοσης μόνο του σαρωτή γραμμής: «Σε όλο το έργο βιώσαμε μία συνεπή, αποτελεσματική και προσωπική υποστήριξη από τους ειδικούς της ifm για τη βιομηχανία – τόσο εδώ στη Γερμανία, όσο και στην Ισπανία. Θεωρώ ότι αυτό είναι επίσης ένας σημαντικός παράγοντας που συνέβαλε στην εύρεση της ιδανικής λύσης και στην επιτυχή εφαρμογή της.»
