L'automazione delle ispezioni dei tiranti con uno scanner montato su robot e PolyWorks|Inspector™ riduce i tempi del 95%
Saitama Kiki Co., Ltd. è presente nel settore manifatturiero in Giappone dal 1956. In qualità di fornitore Tier 1, le sue attività spaziano dalla ricerca e sviluppo alla produzione e la vendita. I suoi prodotti principali sono componenti critici per la sicurezza e componenti idraulici, tra cui freni per veicoli di grandi dimensioni, elementi dello sterzo e sospensioni.
Saitama Kiki ha tre sedi di produzione a Saitama e uno stabilimento a Yamagata. L’azienda ha iniziato a produrre componenti per lo sterzo in Giappone negli anni ’70 per poi fondare uno stabilimento in Tailandia nel 2014 per fornire prodotti che soddisfino le diverse esigenze dei clienti.
La sfida
Saitama Kiki produce 800 tiranti al giorno per diversi tipi di veicoli. I tiranti sono aste metalliche piegate che fanno parte di un assieme che trasmette il movimento del volante alle ruote.
Per controllare la qualità dei componenti, viene ispezionato un campione della produzione giornaliera. In passato, i componenti venivano misurati manualmente utilizzando una CNC CMM Mitutoyo CRYSTA-Apex e i risultati venivano inseriti nel software Mitutoyo MCOSMOS per calcolare le deviazioni. Punti fittizi e dimensioni dovevano essere calcolati manualmente a partire da altri elementi.
I tiranti sono aste metalliche piegate, una parte importante di un assieme che trasmette il movimento del volante alle ruote.
Servivano 20 minuti per misurare un pezzo e 40 minuti per calcolare i valori di deviazione. Inoltre, pezzi diversi richiedevano misurazioni diverse e manuali di procedura diversi, il che aumentava il rischio di errore umano. Aggiungendo anche la costante carenza di personale qualificato per le misure e le ispezioni, è facile capire come questo processo di controllo qualità fosse oneroso in termini di tempo e soggetto a errori.
Il reparto di ingegneria di produzione aveva scoperto che queste difficoltà erano principalmente imputabili all’esecuzione manuale delle misure e dei calcoli e aveva ricevuto una richiesta dal personale sul campo che voleva automatizzare l’ispezione dei tiranti longitudinali. Più specificamente, era stato richiesto che i punti fittizi e le dimensioni venissero calcolati automaticamente a partire da altri elementi. Saitama Kiki si era rivolta alla Toyota Systems Corporation, uno dei suoi distributori, per trovare una soluzione.
La soluzione
Nell’ottica di sviluppo di un sistema automatizzato, Toyota Systems Corporation ha preso l’iniziativa e ha confrontato diversi software. Con i risultati alla mano, il reparto di ingegneria di produzione ha deciso di adottare la soluzione software PolyWorks|Inspector™, che propone un allineamento basato su entità piano, asse, punto centrale, test di tolleranza pass/fail, calcolo delle deviazioni CAD/misurato, correzioni di bug e miglioramenti mensili e altre interessanti funzionalità. Ma la cosa più importante è che, sebbene Saitama Kiki abbia potuto continuare a misurare con il software Mitutoyo MCOSMOS utilizzando diversi passaggi delle operazioni manuali dopo aver misurato con la CNC CMM Mitutoyo, solo PolyWorks|Inspector ha consentito di automatizzare l’intera serie di operazioni sviluppando funzioni macro. Saitama Kiki ha acquistato la soluzione PolyWorks da PolyWorks Japan, una filiale di InnovMetric Software che produce PolyWorks® Metrology Suite.
Toyota Systems Corporation ha collaborato con un integratore di sistemi per automatizzare la misura dei tiranti. Dopo aver valutato diverse possibilità, l’azienda ha deciso di utilizzare uno scanner 3D Creaform MetraSCAN e un robot industriale per effettuare le misure senza l’intervento umano. Il software di controllo sfrutta una macro PolyWorks e la serie di operazioni dalla misura all’ispezione può ora essere eseguita automaticamente.
Saitama Kiki ha deciso di chiedere aiuto a PolyWorks Japan per sviluppare la macro che esegue l’ispezione. Il team di PolyWorks Japan ha capito le esigenze e ha sviluppato la macro utilizzando il file STL di un tirante longitudinale scansionato e il file CAD corrispondente. Dopodiché, si è recato allo stabilimento e ha testato la macro in loco con lo scanner e il robot. Il nuovo sistema automatizzato era completamente non presidiato e molto efficiente!
Saitama Kiki produce ogni giorno circa 800 tiranti longitudinali per veicoli di grandi dimensioni. Circa 100 dei tiranti vengono misurati e ispezionati automaticamente con le macro PolyWorks, il Creaform MetraSCAN 3D e un robot industriale.
Vantaggi
Grazie alla completa automazione dell’ispezione dei tiranti, l’intervento umano e le competenze avanzate per l’ispezione della misura non sono più necessari e il nuovo processo può essere eseguito rapidamente e facilmente. Saitama Kiki utilizza le macro PolyWorks|Inspector per sfruttare quotidianamente la misura automatica dei componenti e i test di tolleranza pass/fail.
Akira Harada, vicedirettore del reparto ingegneria di produzione, spiega: "In precedenza, un operatore dedicato impiegava 20 minuti per misurare manualmente un componente utilizzando una CNC CMM Mitutoyo e 40 minuti per calcolare i valori di deviazione con il software MCOSMOS. Ora, grazie allo scanner montato su robot, alle macro di PolyWorks e a PolyWorks|Inspector siamo in grado di realizzare sia la misura che l’ispezione in circa tre minuti, sfruttando un processo completamente automatizzato e non presidiato. Di conseguenza, il numero di componenti ispezionati giornalmente è aumentato di circa 20 volte, mentre i tempi di processo e i costi di manodopera sono stati ridotti in modo significativo. "
Una volta misurato un tirante utilizzando lo scanner montato su robot, la macro di PolyWorks|Inspector™ importa automaticamente i dati utilizzati per eseguire analisi dimensionali e segnalare eventuali difetti.
Ha continuato dicendo: ""Di conseguenza, il metrologo può dedicarsi ad altre attività di produzione. Inoltre, questo processo automatico ha eliminato la necessità di dover usare versioni diverse dei manuali di procedura, oltre a errori e variazioni nelle misure. I risultati delle misure vengono ora ottenuti in modo uniforme e sono più accurati".
Shinya Ueno, specialista presso la divisione ingegneria di produzione del reparto ingegneria di produzione, ha spiegato: “La misura e l’ispezione della qualità della linea di produzione sono due dei nostri numerosi processi di lavoro. Ora possiamo misurare senza nemmeno toccare un computer, grazie all’utilizzo di PolyWorks|Inspector. I risultati dell’ispezione vengono stampati e il feedback sui difetti può essere implementato automaticamente per migliorare i nostri processi di produzione"
Piani di implementazione con PolyWorks|Inspector
Saitama Kiki sta valutando se:
- Utilizzare una versione modificata delle macro PolyWorks|Inspector per misurare e ispezionare automaticamente prodotti simili.
- Creare un collegamento del software PolyWorks|Inspector alla CNC CMM Mitutoyo e creare sequenze per eseguire le misure automaticamente.
- Ristrutturare il programma dello stabilimento estero in Thailandia in modo da automatizzare le ispezioni utilizzando le macro PolyWorks|Inspector.
Sviluppo del business per il futuro
Saitama Kiki è cresciuta come azienda produttrice di componentistica per automobili e altri settori, ed è orgogliosa di contribuire con successo all’industria manifatturiera in Giappone. Ritiene che i suoi sforzi per produrre prodotti dal grande valore aggiunto con il suo know-how nella progettazione contribuiranno all’ulteriore sviluppo dell’azienda quando l’elettrificazione e le automobili a guida autonoma saranno al centro nel prossimo futuro.
Saitama Kiki ha migliorato la produttività e l’efficienza del lavoro e ha raggiunto una significativa riduzione dei tempi operativi, utilizzando il software PolyWorks e lo sviluppo di macro. L’azienda mira a ottimizzare tutti i processi di ispezione dei pezzi riducendo il tempo necessario per le misure. Sta inoltre valutando la possibilità di automatizzare la trasmissione dei risultati di misure direttamente ai centri di lavoro. Saitama Kiki continuerà a fornire i migliori prodotti che soddisfano i propri clienti, basati su tecnologie avanzate di produzione e sistemi avanzati di garanzia della qualità.
