Hledání nejlepšího napasování
Výrobce Daimler AG spoléhá na společnosti InnovMetric a Leica při optimálním napasování dílů.
Výrobce Daimler AG nabízí produktové portfolio, které zahrnuje mini auta, výkonná kupé, sedany a kombi, univerzální dodávky nebo užitková vozidla. Druhým největším závodem společnosti Daimler AG v Německu jsou Brémy. Je zde zaměstnaných téměř 14 000 lidí, kteří pracují na podlahové ploše 850 000 metrů čtverečních. V tomto závodu se vyrábějí roadstery SL a SLK a také všechny verze třídy C (sedan, kombi, kupé a kabriolet).
První věcí, kterou byste si při procházení zdánlivě nekonečných chodeb elegantní, ultramoderní budovy společnosti Daimler AG v Brémách všimli, je, že zde téměř vůbec nejsou lidi. Svou práci zde s přesností chirurga vykonávají stovky robotů, které posouvají na místo různé plechové díly, svařují je dohromady, přesouvají zkompletované díly k další stanici nebo přepravují hotové výrobky nad hlavou, aby byl prostor využitý na maximum. Při pohledu z dálky to vypadá, že všudypřítomní roboti tančí. Několik továrních dělníků, které spatříte, používá „stará dobrá“ jízdní kola, aby se rychle přemístili mezi různými částmi továrny: hi-tech a low-tech zde harmonicky koexistují vedle sebe.
Technologický pokrok ve výrobních procesech znamená, že odvážné nové tvary karoserií mohou skočit z rýsovacího prkna designérů přímo na montážní linku. Není to ještě tak dávno, co měla auta poměrně jednoduché, hranaté tvary a jednotlivé díly do sebe zapadaly víceméně přímočaře. Moderní auta se mohou chlubit daleko složitějšími tvary než auta z minulosti. Kontrola toho, jak tyto díly na sebe pasují, je také čím dál tím složitější.
A přesně tento úkol řeší oddělení pro optimalizaci postupů a náběhu „surové“ karoserie (BIW), které je pověřeno úkolem kontrolovat napasování různých dílů karoserie. Ještě důležitější je, že na základě měření tohoto oddělení je poskytována zpětná vazba výrobním zařízením, aby bylo možné provádět specializované a cílené úpravy nástrojů.
Dirk Noffke, metrologický technik společnosti Daimler AG Bremen, kontroluje přesnost rozměrů levého blatníku na surové karoserii Mercedesu SLK. Srovnání skutečných dat s daty CAD se zobrazuje v reálném čase v softwaru PolyWorks|Inspector™.
Výzva
Provozní inženýr Henning Siemers je součástí úkonů měření a kontroly surových karosérií. Vysvětluje: „Naším úkolem je zajistit přesnost rozměrů celé „surové“ karoserie. Každá surová karoserie se samozřejmě skládá z mnoha jednotlivých dílů a všechny musí být perfektně slícovány. Naší základní odpovědností je zkontrolovat celou surovou karoserii (jak jednotlivé díly, tak celé vozidlo), včetně spár mezi panely a následně provést analýzu takhle získaných dat. Na základě provedené analýzy se pak vrátíme do výrobního závodu a provedeme úpravy nástrojů, abychom zajistili, že ze závodu vyjde automobil, jehož díly budou do sebe bezchybně zapadat.“
Komplexnost tvarů dnešních automobilů a neustále se zvyšující tolerance posunuly tradiční nástroje na hranice jejich možností.
V minulosti se Siemersovo oddělení spoléhalo na ruční měřicí přístroje. „Když se na to podívám zpětně, auta se dříve skládala z téměř čtvercových segmentů, které do sebe bez větších problémů zapadly. Dnes jsou auta mnohem zakřivenější, mají oblé plochy, které náhle mění tvar a setkávají se s jinými panely v nejrůznějších úhlech a liniích. Navíc jsme tlačeni mnohem vyššími požadavky na téměř bezchybné napasování jednotlivých panelů a pracujeme s tolerancemi, které mají velmi limitovaný rozsah.“
Řešení
Vzhledem k tomu, že tvary jejich automobilů jsou stále složitější, Siemers a jeho tým hledali nové technologie, které by použili. „Náš technik kvality, Karl-Heinz Boecker, se každý rok účastní veletrhu CONTROL v německém Sinsheimu. Tam se před několika lety poprvé setkal se systémem Leica T-Scan v době, když šlo pouze o prototyp. Na základě oznámených specifikací jsme věděli, že by to mohlo být něco pro nás, ale chtěli jsme počkat, dokud jsme si nebyli jisti, že produkt bude skutečně připraven pro trh. Základním problémem, který jsme viděli u mnoha dalších skenovacích řešení, bylo, že software většinou nedržel krok s hardwarem. Sesbírat všechny body je poměrně snadné, ale co s tím máte udělat pak? Měli jsme dojem, že mnoho výrobců nevěnuje softwaru stejnou pozornost jako hardwaru.“ Před pár měsíci Boeckerův tým zorganizoval předvedení produktu od Leica Geosystems ve svých prostorách . Vybrán byl laserový tracker Leica LTD840 spojený se sondou Leica T-Probe a Leica T-Scan, což je špičková kombinace. A systém Leica splnil očekávání.
Odchylky od CAD dat jsou vizuálně zobrazeny pomocí softwaru PolyWorks|Inspector s odchylkami zobrazenými buď pomocí barevné mapy nebo vektorů. Informace jsou analyzovány pro získání pokynů k opravě. Ty jsou následně implementovány přímo do nástrojů.
Senzor Leica T-Scan a softwarové řešení PolyWorks® se ukázaly být silnou kombinací!
„Už jsme věděli, že Leica T-Scan je skvělým senzorem, a také nám bylo ukázáno, že sada PolyWorks je opravdu plnohodnotným doplňkem. Software toho umí moc, věděli jsme proto, že jdeme správnou cestou,“ uvedl Siemers.
Změna je dobrá
Od svého dodání se systém Leica T-Probe/T-Scan používá mimo jiné k měření spár mezi panely, zkoumání zakřivení dílů, kontrole referenčních otvorů a podobně. Siemers je také zaneprázdněn testováním různých aplikací pro systém Leica T-Scan. „Jednou z nových aplikací, které jsme objevili, je možnost inline kalibrace. V minulosti byly surové karoserie kontrolovány tak, že byly umístěny na paletový systém a měřeny pomocí konvenčního CMM. Když máte 150 palet a chcete měřit s použitím vysokých tolerancí, u klasických způsobů dosáhnete limitu docela rychle. To je důvod, proč jsme chtěli umět měřit inline, jak palety, tak nástroje, a zároveň je to místo, kde vstupuje do hry systém Leica T-Scan. Další aplikací, která nás zajímá, je kontrola celé dráhy robota. To je něco, co plánujeme v blízké budoucnosti.“
Výhody
Při odpovědi na otázku, co se změnilo od implementace systému Leica T-Scan a PolyWorks, je Siemers velmi konkrétní: „Když se spoléhám na skenování, mám k dispozici mnohem užitečnější informace. Zlepšila se kvalita analýzy dílů, jsme schopni mnohem rychleji najít jádro problému a přijít tak s cílenými řešeními, co je třeba změnit, například intervencí u nástrojů, ve velmi konkrétním bodě, nebo změnou parametrů na základě výsledků zaznamenaných v PolyWorks.“
Výhody používání systému Leica T-Probe/T-Scan a PolyWorks jsou četné. „Velmi oceňujeme přenosnost. Díky zařízení od Leica Geosystems mohu získat všechny potřebné informace během pouhých 2–3 hodin a provést analýzu později. Takhle neblokuji výrobu příliš dlouho, protože systém nám umožňuje pracovat paralelně. Zatímco jeden operátor provádí měření, jiný už může pracovat na roztřídění výsledků.“
Kombinace systému Leica T-Probe/T-Scan měří v rozsahu 15 m, což technikům zajišťuje 30 m okruh, ve kterém mohou pracovat. To Henninga Siemerse a jeho tým uklidňuje. Vědí, že pokud by se v budoucnu požadavky na měření změnily, jsou dobře vybaveni měřícím rozsahem dostatečně velkým na to, aby pojal několik surových karosérií najedno.
Pro Siemersův tým je důležitá skutečnost, že systém je modulární. „Zakoupili jsme si senzor Leica T-Probe ve stejnou dobu, kdy nám přišel skener Leica T-Scan. Bezdrátové měření dotykem je pro nás velmi cenné, když měříme díly, které se snadno deformují, například kapoty. Pomocí Leica T-Probe provedeme rychlé měření, abychom získali hrubou představu o stavu dílu. Pokud bychom měli začít skenovat okamžitě, trvalo by déle, než bychom zjistili, že je kapota deformována. Senzor Leica T-Probe nám po získání pouhých pár bodů dá okamžitě vědět, jak na tom jsme. A to vše provádíme v rámci PolyWorks, pouze přepneme mezi Leica T-Probe a Leica T-Scan.“
Díky velkému měřícímu rozsahu systému Leica T-Scan, který dokáže měřit objekty v rozsahu 15 m, lze zkontrolovat celou stranu surové karosérie, aniž by bylo nutné přemístit laserový tracker Leica jinam. Operátor se pohybuje podél vozidla tam a zpět a laserový tracker Leica udržuje spojení Leica T-Probe/T-Scan v rámci celého rozsahu měření.
