Como o PMD Profiler garante uma produção de carroçarias sem erros
Relatório de aplicação
Seguindo o espírito do seu fundador, a Ford continua a concentrar-se em tecnologias inovadoras e soluções de automação para combinar e aumentar a qualidade e a eficiência na produção de veículos. Isto também se aplica à fábrica de Valência, em Espanha, onde o sensor de contorno PMD Profiler da ifm observa de perto a produção do Ford Kuga.
Já nessa altura, Henry Ford reconhecia a importância de manter normas rigorosas de garantia de qualidade, utilizando componentes da mais elevada qualidade em todas as fases e com o mínimo de desvios possível, para assegurar uma produção em massa eficiente e uma qualidade consistente dos veículos. Estes princípios mantiveram-se até aos dias de hoje, mas a construção de carroçarias é atualmente muito mais complexa e multifacetada. A garantia de qualidade na produção moderna de veículos envolve muitos procedimentos rigorosos.
Surgiu um desafio particular na produção do Ford Kuga, que é fabricado juntamente com outros modelos nas fábricas da Ford em Valência, Espanha. A etapa de produção atual envolve a soldadura de uma pequena chapa de reforço, completamente plana, num conjunto maior. "O utilizador da máquina insere um componente grande da carroçaria num prato giratório antes de colocar uma folha de metal mais pequena por cima", explica Mario Eschweiler, Engenheiro de Produção da Carroçaria na Ford Europe. le foi responsável pelo respetivo projeto de garantia de qualidade a partir das instalações alemãs da Ford em Colónia. "Nesta etapa, é importante ser capaz de reconhecer com fiabilidade se a chapa metálica mais pequena está posicionada corretamente ou não. Além disso, também precisa de se certificar de que duas ou mais chapas de reforço não foram carregadas inadvertidamente. Na etapa seguinte, a mesa giratória é rodada e um robot solda e remove ambos os componentes."
Para garantir que, no final, a qualidade do veículo se mantenha até ao mais ínfimo pormenor, todas as etapas de produção têm de ser executadas com precisão. Fonte da imagem: Ford Werke GmbH.
Uma tarefa em que os sistemas de câmaras não são adequados
Devido a esta sequência de produção fixa, um sensor de distância fotoelétrico convencional para deteção de presença não era uma opção. A razão: não teria sido possível instalar o sensor sem que ele atrapalhasse os utilizadores das máquinas ou os robôs. Ao explicar a seleção de soluções adequadas, Eschweiler diz: "Os sensores indutivos e mecânicos não eram adequados pela mesma razão. A deteção indutiva de folha dupla de uma face foi excluída devido às dimensões reduzidas da peça pequena e também à capacidade de posicionamento associada." Mais: As dimensões reduzidas e a superfície plana já constituíam um desafio exigente. Para além disso, as condições de iluminação extremamente flutuantes causadas pela luz solar durante o dia e pela luz artificial durante a noite tornaram a tarefa ainda mais difícil. "Como os testes iniciais demonstraram, estes requisitos levaram os sistemas de câmaras convencionais aos limites das suas capacidades e mais além", explica Eschweiler. Durante a fase de colocação em funcionamento, as soluções de câmaras testadas geraram uma taxa de erro de leitura de um por cento ou mais. "No entanto, o critério que impossibilitou a utilização do sistema de câmaras foi outro aspeto: Não podíamos certificar-nos de que só era inserida uma chapa de reforço de cada vez." Em suma, o desafio perfeito para o PMD Profiler da ifm.
Imagem 1: As condições de iluminação extremamente flutuantes causadas pela luz solar durante o dia e pela luz artificial durante a noite tornaram a tarefa ainda mais difícil - o PMD Profiler resolveu o problema. Fonte da imagem: Ford Werke GmbH. Imagem 2: O PMD Profiler detecta se a chapa metálica mais pequena está posicionada corretamente ou não. Fonte da imagem: Ford Werke GmbH.
O PMD Profiler garante, de forma fiável, a utilização e montagem correctas dos componentes. Para isso, o leitor de linhas fotoelétrico projeta uma linha laser sobre a área de trabalho a ser inspecionada e determina o perfil de altura através da luz refletida. Se o perfil de altura coincidir com o perfil especificado durante o teach-in, o PMD Profiler detecta uma montagem correcta. Se o perfil se desviar para além de um valor de tolerância livremente definido, o sensor gera um sinal de erro. Com uma precisão de medição de 500µm, o PMD Profiler detecta até mesmo os menores desvios - e, portanto, também se a placa fina de reforço está em falta ou se foram colocadas demasiadas placas. O alinhamento correto do componente também pode ser testado através da comparação do perfil de altura real com o perfil de altura especificado. A precisão de trabalho de PMD Profiler é igualada pela sua tolerância em relação ao seu ambiente de trabalho: Imunidade à luz externa, independência da distância e flexibilidade no posicionamento do componente ao longo da linha de laser.
Uma solução tecnicamente robusta
Tanto numa configuração de teste inicial e durante uma demonstração funcional pelos especialistas alemães da ifm no sector automóvel, como na fase de teste real, que foi supervisionada pela filial espanhola da ifm, o scanner de linha conseguiu convencer os participantes do projeto na Ford. O resultado: "Com a utilização do PMD Profiler, conseguimos resolver a tarefa de forma tecnicamente competente, minimizando assim eficazmente os tempos de paragem através de uma deteção de erros fiável", afirma Eschweiler. "Hoje, a tarefa é resolvida com excelência durante a produção contínua. Este ponto é sublinhado pelo facto da margem de erro por mil ter sido de apenas 0,2 no primeiro mês de funcionamento regular. É bastante provável que se trate de cargas incorrectas reais, em que o Profiler indicou corretamente a carga incorrecta."
Conclusão
Com o perfilador PMD, a Ford conseguiu garantir de forma fiável a qualidade da etapa de produção. No entanto, o gestor de projeto alemão atribui isso a mais do que apenas o alto nível de desempenho do scanner de linha: "Tivemos um apoio constante, competente e pessoal dos especialistas da ifm durante todo o projeto - tanto aqui na Alemanha como no local em Espanha. Este é também um fator decisivo, a meu ver, que contribuiu para encontrar a solução ideal e implementá-la com sucesso."
