Jak PMD Profiler zapewnia bezbłędną konstrukcję nadwozi samochodowych
Raport dot. zastosowań
Podążając za duchem swojego założyciela, Ford nadal koncentruje się na innowacyjnych technologiach i rozwiązaniach automatyzacji, aby łączyć i zwiększać jakość i wydajność produkcji pojazdów. Dotyczy to również fabryki w Walencji, w Hiszpanii, gdzie czujnik konturu ifm PMD Profiler bardzo uważnie przygląda się produkcji Forda Kuga.
Już w tamtych czasach Henry Ford zdawał sobie sprawę z tego, jak ważne jest utrzymywanie rygorystycznych standardów zapewnienia jakości, stosowanie komponentów najwyższej jakości i jak najmniejszej liczby odchyleń, aby zapewnić wydajną produkcję masową i stałą jakość pojazdów. Zasady te pozostały do dziś, ale sama konstrukcja nadwozia samochodu jest obecnie znacznie bardziej złożona i wieloaspektowa. Zapewnienie jakości w nowoczesnej produkcji pojazdów obejmuje wiele rygorystycznych procedur.
Szczególne wyzwanie pojawiło się przy produkcji Forda Kuga, który jest wytwarzany wraz z innymi modelami w zakładach Forda w Walencji w Hiszpanii. Rzeczywisty etap pracy obejmuje spawanie małego, całkowicie płaskiego arkusza wzmacniającego do większego zespołu. "Operator maszyny wkłada duży element karoserii do stołu obrotowego, a następnie umieszcza na nim mniejszy arkusz metalu" wyjaśnia Mario Eschweiler, inżynier ds. produkcji nadwozia w Ford Europe. Nadzorował on odpowiedni projekt zapewnienia jakości z niemieckiego zakładu Forda w Kolonii. "Na tym etapie ważne jest, aby móc niezawodnie rozpoznać, czy mniejszy arkusz metalu jest prawidłowo umieszczony, czy nie. Ponadto należy również upewnić się, że dwa lub więcej arkuszy wzmacniających nie zostało przypadkowo załadowanych. W kolejnym kroku stół obrotowy jest obracany, a robot spawa i usuwa oba elementy".
Aby zapewnić, że ostatecznie jakość pojazdu jest dopracowana w najdrobniejszych szczegółach, każdy etap produkcji musi być przeprowadzony precyzyjnie. Źródło zdjęcia: Ford Werke GmbH.
Zadanie, w którym systemy kamer się poddają
Ze względu na tę ustaloną sekwencję produkcji, konwencjonalny fotoelektryczny czujnik odległości do wykrywania obecności nie wchodził w grę. Powód: Nie byłoby możliwe zainstalowanie czujnika bez przeszkadzania operatorom maszyn lub robotom. Wyjaśniając wybór odpowiednich rozwiązań, Eschweiler mówi: "Czujniki indukcyjne i mechaniczne nie były odpowiednie z tego samego powodu. Jednostronne indukcyjne wykrywanie podwójnego arkusza zostało wykluczone ze względu na niewielkie wymiary małej części, a także związane z tym możliwości pozycjonowania". Dalej: Niewielkie wymiary i płaska powierzchnia już stanowiły wymagające wyzwanie. Dodatkowo, silnie zmieniające się warunki oświetleniowe spowodowane światłem słonecznym w ciągu dnia i sztucznym światłem w nocy sprawiały, że zadanie było jeszcze trudniejsze. "Jak wykazały wstępne testy, wymagania te doprowadziły konwencjonalne systemy kamer do granic ich możliwości, a nawet poza nie" wyjaśnia Eschweiler. Podczas fazy rozruchu testowane rozwiązania kamerowe generowały wskaźnik błędnych odczytów na poziomie jednego procenta i więcej. "Jednak kryterium, które uniemożliwiło korzystanie z systemu kamer, był inny aspekt: Nie mogliśmy upewnić się, że w danym momencie wkładany jest tylko jeden arkusz wzmocnienia". Podsumowując, idealne wyzwanie dla PMD Profiler firmy ifm.
Zdjęcie 1: Silnie zmienne warunki oświetleniowe spowodowane światłem słonecznym w ciągu dnia i sztucznym światłem w nocy sprawiły, że zadanie było jeszcze trudniejsze PMD Profiler rozwiązał je. Źródło zdjęcia: Ford Werke GmbH. Zdjęcie 2: PMD Profiler wykrywa, czy mniejszy arkusz metalu jest umieszczony prawidłowo, czy nie. Źródło zdjęcia: Ford Werke GmbH.
PMD Profiler niezawodnie zapewnia prawidłowe użycie i montaż komponentów. W tym celu optoelektroniczny skaner liniowy wyświetla linię laserową na testowanym obszarze roboczym i określa profil wysokości za pomocą odbitego światła. Jeśli profil wysokości jest zgodny z profilem określonym podczas przyuczania, profiler PMD wykrywa prawidłowy montaż. Jeśli profil odbiega od dowolnie zdefiniowanej wartości tolerancji, czujnik generuje sygnał błędu. Dzięki dokładności pomiaru wynoszącej 500 µm, profiler PMD wykrywa nawet najmniejsze odchylenia a tym samym również to, czy brakuje cienkiej płytki wzmacniającej, czy też umieszczono ich zbyt wiele. Prawidłowe wyrównanie elementu można również sprawdzić, porównując rzeczywisty profil wysokości z określonym profilem wysokości. Precyzja pracy profilera PMD jest dopasowana do jego tolerancji w zakresie środowiska pracy: Odporność na światło obce, niezależność od odległości i elastyczność w pozycjonowaniu elementu wzdłuż linii lasera.
Technicznie solidne rozwiązanie
Zarówno we wstępnej konfiguracji testowej, jak i podczas demonstracji funkcjonalnej przeprowadzonej przez niemieckich ekspertów motoryzacyjnych ifm, a także w rzeczywistej fazie testowej, która była nadzorowana przez hiszpańską spółkę zależną ifm, skaner liniowy zdołał przekonać uczestników projektu w firmie Ford. Rezultat: "Korzystając z PMD Profiler, byliśmy w stanie rozwiązać zadanie w technicznie biegły sposób, tym samym skutecznie minimalizując przestoje dzięki niezawodnemu wykrywaniu błędów", mówi Eschweiler. "Obecnie zadanie to jest doskonale rozwiązywane podczas bieżącej pracy. Podkreśla to fakt, że liczba błędów na tysiąc wyniosła zaledwie 0,2 w pierwszym miesiącu regularnej pracy. Jest całkiem prawdopodobne, że były to rzeczywiste nieprawidłowe obciążenia, w przypadku których Profiler poprawnie wskazał nieprawidłowe obciążenie".
Wniosek
Dzięki profilerowi PMD Ford był w stanie niezawodnie zapewnić jakość etapu produkcji. Niemiecki kierownik projektu przypisuje to jednak nie tylko wysokiemu poziomowi wydajności skanera liniowego: "Doświadczyliśmy konsekwentnego, kompetentnego i osobistego wsparcia ze strony ekspertów branżowych ifm podczas całego projektu zarówno tutaj w Niemczech, jak i na miejscu w Hiszpanii. Z mojego punktu widzenia jest to również kluczowy czynnik, który przyczynił się do znalezienia idealnego rozwiązania i jego pomyślnego wdrożenia.
