Hvordan PMD Profiler sikrer feilfri konstruksjon av bilkarosserier
Bruksrapport
Ford fortsetter å fokusere på innovative teknologier og automatiseringsløsninger for å kombinere og øke kvaliteten og effektiviteten i kjøretøyproduksjonen. Dette gjelder også for fabrikken i Valencia, Spania, der ifms kontursensor PMD Profiler følger veldig nøye med under produksjonen av Ford Kuga.
Selv på den tiden innså Henry Ford viktigheten av å opprettholde strenge kvalitetssikringsstandarder, ved å bruke komponenter av høyeste kvalitet hele veien og med så få avvik som mulig for å sikre effektiv masseproduksjon og konsekvent kjøretøykvalitet. Disse prinsippene har holdt seg til i dag, men karosserikonstruksjon alene er nå mye mer kompleks og mangesidig. Kvalitetssikring i moderne kjøretøyproduksjon innebærer mange strenge prosedyrer.
En spesiell utfordring dukket opp i produksjonen av Ford Kuga, som produseres sammen med andre modeller på Fords fabrikker i Valencia, Spania. Det faktiske arbeidstrinnet innebærer å sveise en liten, helt flat forsterkningsplate på en større montasje. Maskinoperatøren setter inn en stor karosserikomponent i en dreieskive før han plasserer en mindre metallplate på toppen," forklarer Mario Eschweiler, Produksjonsingeniør Karosseri ved Ford Europe. Han ledet det tilsvarende kvalitetssikringsprosjektet fra det tyske Ford-anlegget i Köln. "Det er viktig på dette stadiet å kunne gjenkjenne om den mindre metallplaten er plassert riktig eller ikke. Videre må du også forsikre deg om at to eller flere av forsterkningsplatene ikke har blitt lastet inn utilsiktet. Under neste trinn roteres dreieskiven og en robot sveiser og fjerner begge komponentene."
For å sikre at kvaliteten på kjøretøyet til slutt er helt ned til minste detalj, må hvert produksjonstrinn utføres nøyaktig. Bildekilde: Ford Werke GmbH.
En oppgave der kamerasystemer gir opp
På grunn av denne faste produksjonssekvensen var ikke en konvensjonell fotoelektrisk avstandssensor for deteksjon av tilstedeværelse et alternativ. Grunnen: Det ville ikke ha vært mulig å installere sensoren uten at den kom i veien for maskinoperatører eller roboter. Når Eschweiler forklarer valget av egnede løsninger, sier han: "Induktive og mekaniske sensorer var ikke egnet av samme grunn. Enkeltsidig induktiv dobbeltplatedeteksjon ble utelukket på grunn av de diminutive dimensjonene til den lille delen og også den tilknyttede posisjoneringsevnen." Videre: De små dimensjonene og den flate overflaten utgjorde allerede en krevende utfordring. I tillegg gjorde sterkt svingende lysforhold forårsaket av sollys om dagen og kunstig lys om natten oppgaven enda vanskeligere. "Som innledende tester viste, presset disse kravene konvensjonelle kamerasystemer til grensene for evnene deres og mer," forklarer Eschweiler. Under igangsettingsfasen genererte de testede kameraløsningene en feillesingsrate på én prosent og mer. "Kriteriet som gjorde bruk av kamerasystemet umulig var imidlertid et annet aspekt: Vi kunne ikke sørge for at bare en forsterkningsplate ble satt inn om gangen." Alt i alt, den perfekte utfordringen for PMD Profiler fra ifm.
Illustrasjon 1: Sterkt svingende lysforhold forårsaket av sollys om dagen og kunstig lys om natten oppgaven enda vanskeligere PMD Profiler løste det. Bildekilde: Ford Werke GmbH. Illustrasjon 2: PMD Profiler registrerer om den mindre metallplaten er plassert riktig eller ikke. Bildekilde: Ford Werke GmbH.
PMD-profiler sikrer pålitelig korrekt bruk og montering av komponenter. For å gjøre dette projiserer den optoelektroniske linjeskanneren en laserlinje på arbeidsområdet som testes, og bestemmer høydeprofilen ved hjelp av det reflekterte lyset. Hvis høydeprofilen samsvarer med profilen som er spesifisert under innlæringen, oppdager PMD-profiler en korrekt montering. Hvis profilen avviker utover en fritt definerbar toleranseverdi, genererer sensoren et feilsignal. Med en målenøyaktighet på 500 µm oppdager PMD-profiler selv de minste avvikene og dermed også om den tynne forsterkningsplaten mangler, eller om for mange av dem har blitt plassert. Korrekt justering av komponenten kan også testes ved å sammenligne den faktiske høydeprofilen med den angitte høydeprofilen. PMD profilers arbeidspresisjon samsvarer med toleransen når det gjelder arbeidsmiljøet: Immunitet mot fremmed lys, uavhengig av avstand og fleksibilitet i plassering av komponenten langs laserlinjen.
En teknisk robust løsning
Både i et innledende testoppsett og under en funksjonell demonstrasjon av ifms tyske bileksperter, samt i den faktiske testfasen, som ble overvåket av ifms spanske datterselskap, klarte linjeskanneren å overbevise prosjektdeltakerne hos Ford. Resultat: "Ved å bruke PMD Profiler har vi vært i stand til å løse oppgaven på en teknisk dyktig måte, og dermed effektivt minimert nedetid gjennom pålitelig feildeteksjon," sier Eschweiler. "I dag løses oppgaven utmerket under pågående drift. Dette poenget understrekes av det faktum at antall feil per tusen bare var 0,2 i løpet av den første måneden med vanlig drift. Det er ganske sannsynlig at dette var reelle feil laster der Profiler korrekt pekte på feil last.
Avslutning
Med PMD profiler var Ford i stand til å sikre kvaliteten på produksjonstrinnet på en pålitelig måte. Den tyske prosjektlederen tilskriver imidlertid dette til mer enn det høye ytelsesnivået til linjeskanneren alene: "Vi opplevde konsekvent, kompetent og personlig støtte fra bransjeekspertene til ifm gjennom hele prosjektet både her i Tyskland og på anlegget i Spania. Det er også en avgjørende faktor slik jeg ser det, som bidro til å finne den ideelle løsningen og implementere den med suksess.
