Die Automatisierung der Lenkerinspektion mit einem robotermontierten Scanner und PolyWorks|Inspector™ reduziert die Betriebszeit um 95 %
Saitama Kiki Co., Ltd. ist seit 1956 im verarbeitenden Gewerbe in Japan tätig. Als Tier-1-Lieferant reichen ihre Aktivitäten von der Forschung und Entwicklung über die Produktion bis hin zum Vertrieb. Ihre Hauptprodukte sind kritische Sicherheits- und Hydraulikteile wie Bremsen für große Fahrzeuge, Lenkungskomponenten und Aufhängungen.
Saitama Kiki hat drei Produktionsstätten in Saitama und ein Werk in Yamagata. Sie begannen in den 1970er Jahren mit der Produktion von Lenkungskomponenten in Japan und errichteten 2014 ein Werk in Thailand, um Produkte anbieten zu können, die den unterschiedlichen Bedürfnissen ihrer Kunden entsprechen.
Die Herausforderung
Saitama Kiki stellt pro Tag 800 Lenker für verschiedene Fahrzeugtypen her. Lenkstangen sind gebogene Metallstangen, die Teil einer Baugruppe sind, die die Bewegung des Lenkrads auf die Räder überträgt.
Um die Qualität der Teile zu kontrollieren, prüfen sie eine Teilmenge der täglichen Produktion. In der Vergangenheit wurden die Teile manuell mit einer Mitutoyo CNC-KMG CRYSTA-Apex gemessen und die Ergebnisse in die Mitutoyo-Software MCOSMOS eingegeben, um die Abweichungen zu berechnen. Die fiktiven Punkte und Abmessungen mussten manuell aus anderen Elementen berechnet werden.
Lenkstangen sind gebogene Metallstangen, die ein wichtiger Teil der Baugruppe sind, die die Bewegung des Lenkrads auf die Räder überträgt.
Es dauerte 20 Minuten, um ein Teil zu messen, und 40 Minuten, um die Abweichungen zu berechnen. Außerdem erforderten verschiedene Teile unterschiedliche Messungen und unterschiedliche Verfahrenshandbücher, was das Risiko menschlicher Fehler erhöhte. Hinzu kam der ständige Mangel an qualifiziertem Personal, das die Messungen und Inspektionen durchführte, was zu einem zeitaufwändigen und fehleranfälligen Qualitätskontrollverfahren führte.
Die Abteilung für Produktionstechnik stellte fest, dass diese Probleme vor allem durch die manuelle Durchführung von Messungen und Berechnungen verursacht wurden, und erhielt von den Außendienstmitarbeitern die Bitte, die Inspektion der Lenker zu automatisieren. Sie forderten insbesondere, dass die fiktiven Punkte und Abmessungen automatisch aus anderen Elementen berechnet werden. Saitama Kiki wandte sich an Toyota Systems Corporation, einen Vertriebshändler, um eine Lösung zu finden.
Die Lösung
Bei der Entwicklung eines automatisierten Systems hat die Toyota Systems Corporation die Führung übernommen und verschiedene Software verglichen. Aufgrund der Ergebnisse entschied sich die Abteilung Produktionstechnik für die Softwarelösung PolyWorks|Inspector™, die eine auf Ebenen, Achsen und Mittelpunkten basierende Ausrichtung, Pass/Fail-Toleranztests, die Berechnung von Abweichungen zwischen CAD und Messwerten, monatliche Fehlerbehebungen und Verbesserungen sowie weitere interessante Funktionen bietet. Noch wichtiger ist, dass Saitama Kiki nach der Messung mit dem Mitutoyo CNC-KMG die Messung mit der Mitutoyo MCOSMOS-Software fortsetzen konnte, indem es mehrere Schritte manueller Operationen durchführte, aber nur PolyWorks|Inspector ermöglichte die Automatisierung der gesamten Reihe von Operationen durch die Entwicklung von Makrofunktionen. Saitama Kiki erwarb die PolyWorks-Lösung von PolyWorks Japan, einer Tochtergesellschaft von InnovMetric Software, dem Hersteller der PolyWorks® Metrology Suite.
Toyota Systems Corporation hat sich mit einem Systemintegrator zusammengetan, um die Messung der Lenkstangen zu automatisieren. Nach der Evaluierung verschiedener Möglichkeiten entschied man sich für einen Creaform MetraSCAN 3D-R-Scanner und einen Industrieroboter, um die Messungen ohne menschliches Zutun durchzuführen. Die Steuerungssoftware verwendet ein PolyWorks-Makro, und die Reihe der Vorgänge von der Messung bis zur Inspektion kann nun automatisch durchgeführt werden.
Saitama Kiki beschloss, PolyWorks Japan um Hilfe bei der Entwicklung des Makros für die Inspektion zu bitten. Das Team von PolyWorks Japan verstand ihre Bedürfnisse und entwickelte das Makro auf der Grundlage einer STL-Datei eines gescannten Lenkstangen und der entsprechenden CAD-Datei. Dann gingen sie in das Werk und testeten das Makro vor Ort mit dem Scanner und dem Roboter. Das neue automatisierte System war völlig unbemannt und sehr effizient!
Saitama Kiki produziert täglich etwa 800 Lenker für große Fahrzeuge. Etwa 100 Lenker werden automatisch mit PolyWorks-Makros, dem Creaform MetraSCAN 3D-R und einem Industrieroboter gemessen und geprüft.
Die Vorteile
Dank der vollständigen Automatisierung der Lenkstangeninspektion sind menschliche Bedienung und fortgeschrittene Fähigkeiten für die Messinspektion nicht mehr erforderlich, und der neue Vorgang kann schnell und einfach implementiert werden. Saitama Kiki verwendet PolyWorks|Inspector-Makros, um die automatische Teilemessung und die Pass/Fail-Toleranzprüfung täglich zu nutzen.
Herr Akira Harada, stellvertretender Leiter der Abteilung Produktionstechnik, erklärte: „Zuvor benötigte ein Mitarbeiter 20 Minuten für die manuelle Messung eines Werkstücks mit einem Mitutoyo CNC-KMG und 40 Minuten für die Berechnung der Abweichungswerte mit der MCOSMOS-Software. Dank unseres robotermontierten Scanners, unserer PolyWorks-Makros und PolyWorks|Inspector können wir nun sowohl die Messung als auch die Inspektion in etwa drei Minuten vollautomatisch und unbemannt durchführen. Infolgedessen hat sich die Anzahl der täglich geprüften Artikel um das 20-fache erhöht, während die Betriebszeit und die Arbeitskosten erheblich gesenkt werden konnten.“
Sobald ein Lenkstange mit dem robotermontierten Scanner gemessen wurde, importiert ein PolyWorks|Inspector-Makro automatisch die Daten, die zur Durchführung von Dimensionsanalysen und zur Meldung etwaiger Mängel verwendet werden.
Er fuhr fort: „Dadurch kann ein engagierter Messtechniker andere Produktionsaufgaben übernehmen. Darüber hinaus hat dieser automatische Prozess die Notwendigkeit verschiedener Versionen von Verfahrenshandbüchern sowie Fehler und Abweichungen bei den Messungen beseitigt. Die Messergebnisse werden nun einheitlich und genauer erzielt.“
Herr Shinya Ueno, Spezialist aus der Abteilung Produktionstechnik der Abteilung Produktionstechnik, erklärte: „Wir messen und prüfen die Qualität der Produktionslinie als einen von mehreren Arbeitsprozessen. Mit dem PolyWorks|Inspector können wir jetzt messen, ohne einen Computer zu berühren. Die Prüfergebnisse werden ausgedruckt und die Rückmeldungen zu den Fehlern können automatisch zur Verbesserung unserer Fertigungsprozesse eingesetzt werden.“
Umsetzungspläne mit PolyWorks|Inspector
Saitama Kiki überlegt:
- Mit einer modifizierten Version der PolyWorks|Inspector-Makros können ähnliche Produkte automatisch gemessen und geprüft werden.
- Verbindung der Software PolyWorks|Inspector mit dem Mitutoyo CNC-KMG und Erstellung von Messsequenzen zur automatischen Durchführung von Messungen.
- Überarbeitung des Programms für das Übersee-Werk in Thailand zur Automatisierung von Inspektionen mit PolyWorks|Inspector-Makros.
Unternehmensplanung für die Zukunft
Saitama Kiki ist als Hersteller von Ausrüstungen für die Automobilindustrie und andere Industriezweige gewachsen und ist stolz darauf, einen erfolgreichen Beitrag zur Fertigungsindustrie in Japan zu leisten. Sie glauben, dass ihre Bemühungen, mit ihrem Design-Know-how Produkte mit Mehrwert herzustellen, zur weiteren Entwicklung des Unternehmens beitragen werden, wenn Elektrifizierung und selbstfahrende Autos in naher Zukunft zum Mainstream werden.
Saitama Kiki hat durch den Einsatz der PolyWorks-Software und die Entwicklung von Makros die Produktivität und Arbeitseffizienz verbessert und eine erhebliche Verkürzung der Arbeitszeiten erreicht. Ihr Ziel ist es, alle Prozesse der Teileprüfung zu optimieren, indem sie den Zeitaufwand für die Messung von Teilen reduzieren. Darüber hinaus erwägen sie, die Übertragung der Messergebnisse direkt an ihre Bearbeitungswerkzeuge zu automatisieren. Saitama Kiki wird auch in Zukunft die besten Produkte anbieten, die die Kunden zufrieden stellen, basierend auf fortschrittlicher Produktionstechnologie und Qualitätssicherungssystemen.
