Op zoek naar een perfecte pasvorm
Daimler AG vertrouwt op InnovMetric en Leica voor optimale aanpassing van onderdelen.
Daimler AG heeft een productportfolio dat micro-auto's, prestatiecoupés, sedans en stationwagons, veelzijdige bestelwagens en bedrijfsvoertuigen omvat. De op één na grootste fabriek van Daimler AG in Duitsland is de fabriek in Bremen, waar bijna 14.000 mensen werken en die een vloeroppervlak heeft van 850.000 vierkante meter. Hier worden de SL en de SLK roadsters, evenals alle versies van de C-klasse (sedan, stationwagon, coupé en cabriolet) geproduceerd.
Het eerste wat u opvalt als u door de schijnbaar eindeloze gangen van de gestroomlijnde, ultramoderne fabriek van Daimler AG in Bremen loopt, is de bijna volledige afwezigheid van mensen. Honderden robots doen hun werk met chirurgische precisie, brengen verschillende plaatmetalen onderdelen naar hun plaats, lassen ze aan elkaar, verplaatsen voltooide onderdelen naar het volgende station en transporteren afgewerkte producten op grote hoogte om de ruimte optimaal te benutten. Van veraf gezien lijken de alomtegenwoordige robots te dansen. De weinige fabrieksarbeiders die u ziet, gebruiken 'ouderwetse' fietsen om zich tussen de verschillende delen van de fabriek te verplaatsen: high-tech en low-tech bestaan hier harmonieus naast elkaar.
De technologische vooruitgang in de productieprocessen heeft ervoor gezorgd dat meer gewaagd gevormde carrosserieën de sprong van de tekentafel van de ontwerper naar de assemblagelijn kunnen maken. Nog niet zo lang geleden hadden auto's relatief eenvoudige, vierkante vormen, waarbij de afzonderlijke onderdelen langs min of meer rechte lijnen op elkaar pasten. Aan de andere kant hebben moderne auto's veel complexere vormen dan de auto's van vroeger. En de taak om te inspecteren hoe deze onderdelen op elkaar passen, is ook steeds complexer geworden.
De afdeling Body-In-White (BIW) Rollout en Procesoptimalisatie voert precies die taak uit: daar wordt geïnspecteerd hoe de verschillende carrosseriedelen op elkaar passen. Nog belangrijker is dat er op basis van hun metingen feedback wordt gegeven aan de productiefaciliteiten, zodat er specifieke, gerichte aanpassingen aan de gereedschappen kunnen worden doorgevoerd.
irk Noffke, een meettechnicus bij Daimler AG Bremen, inspecteert de dimensionale nauwkeurigheid van het linkerspatbord van een Mercedes SLK Body-in-White. De vergelijking tussen de werkelijke gegevens en de CAD-gegevens wordt in realtime weergegeven in de PolyWorks|Inspector™-software.
De uitdaging
Operationeel engineer Henning Siemers houdt zich bezig met de meet- en inspectietaken van BIW. Hij legt uit: "Het is onze taak om de dimensionale nauwkeurigheid van de hele body-in-white te garanderen. Natuurlijk bestaat elke BIW uit vele afzonderlijke onderdelen, en die moeten allemaal perfect passen. Onze belangrijkste taak is om de hele BIW te inspecteren, zowel de afzonderlijke onderdelen als het hele voertuig, inclusief de paneelopeningen, en vervolgens de gegevens die we krijgen te analyseren. Op basis van de analyse die we uitvoeren, gaan we dan terug naar de productiefaciliteiten en passen we het gereedschap aan om ervoor te zorgen dat er een auto uit komt waarvan de onderdelen perfect in elkaar passen."
De complexiteit van de hedendaagse autovormen en de steeds groter wordende toleranties hebben traditionele instrumenten tot het uiterste gedreven.
In het verleden vertrouwde de afdeling van de heer Siemers op handbediende meetinstrumenten. "Terugkijkend werden auto's vroeger gemaakt van bijna vierkante segmenten, die zonder veel gedoe in elkaar pasten. Tegenwoordig hebben auto's veel meer rondingen, met ronde vlakken die plotseling van vorm veranderen en moeten passen op andere panelen in allerlei hoeken en lijnen. Bovendien vereisen de veel hogere eisen voor de bijna naadloze pasvorm tussen individuele panelen dat we met zeer nauwe toleranties werken."
De oplossing
Omdat de vormen van hun voertuigen steeds complexer worden, zijn Siemers en zijn team op zoek gegaan naar nieuwe technologieën die resultaten opleveren. "Elk jaar bezoekt onze engineer Kwaliteit, Karl-Heinz Boecker, de CONTROL-beurs in Sinsheim, Duitsland, waar hij een paar jaar geleden voor het eerst kennismaakte met het Leica T-Scan-systeem, toen het nog maar een prototype was. Op basis van de aangekondigde specificaties wisten we dat dit iets voor ons kon zijn, maar we wilden wachten tot we er zeker van waren dat het product echt klaar was voor de markt. Het grootste probleem dat we zagen bij veel andere scanoplossingen was dat de software de hardware niet kon bijhouden. Al die punten verzamelen is relatief eenvoudig, maar wat doet u daarna? We hadden de indruk dat veel fabrikanten niet dezelfde aandacht aan de software besteedden als aan de hardware." Een paar maanden geleden organiseerde het team van de heer Boecker een productdemonstratie van Leica Geosystems op hun locatie. Er werd gekozen voor een Leica LTD840-lasertracker gekoppeld aan een Leica T-Probe en een Leica T-Scan – de topcombinatie. En het Leica-systeem deed wat het beloofde.
Afwijkingen van CAD-gegevens worden visueel weergegeven met de PolyWorks|Inspector-software, waarbij afwijkingen worden weergegeven met een kleurenkaart of vectoren. De informatie wordt geanalyseerd om instructies voor correcties te genereren, die vervolgens direct op de gereedschappen worden geïmplementeerd.
De Leica T-Scan en de PolyWorks®-softwareoplossing bleken een machtige combinatie!
"We wisten al dat de Leica T-Scan een geweldige sensor was, en we kregen ook te zien dat de PolyWorks-suite er uitstekend bij past. De software is tot veel in staat en we wisten dat we op het juiste spoor zaten", aldus Siemers.
Verandering is goed
Sinds de levering van het systeem is het Leica T-Probe/T-Scan-systeem onder andere gebruikt voor het meten van paneelopeningen, het onderzoeken van krommingen van onderdelen, het inspecteren van referentiegaten en vergelijkbare zaken. Siemers is ook druk bezig geweest met het testen van verschillende toepassingen voor het Leica T-Scan-systeem. "Een van de nieuwe toepassingen die we hebben gevonden is inline kalibratie. In het verleden werden BIW's geïnspecteerd door ze in een meetstation te plaatsen en te meten met conventionele CMM-apparatuur. Als u 150 pallets hebt en met hoge toleranties wilt meten, bereikt u al snel de grenzen met traditionele methoden. Daarom wilden we inline kunnen meten, zowel de pallets als de gereedschappen, en dit is waar het Leica T-Scan-systeem een rol gaat spelen.Een andere interessante toepassing voor ons is de inspectie van het volledige robotpad, en dit is iets wat we in de nabije toekomst willen gaan doen."
De voordelen
Gevraagd naar wat er is veranderd sinds de implementatie van het Leica T-Scan-systeem en PolyWorks, is Siemers heel specifiek: "Door te vertrouwen op scannen, beschik ik over veel nuttiger informatie. De kwaliteit van de onderdeelanalyse is verbeterd, we kunnen veel sneller tot de kern van een probleem doordringen en daardoor met gerichte oplossingen komen voor wat er veranderd moet worden – bijvoorbeeld ingrijpen bij de gereedschappen, op een specifiek punt, en de parameters wijzigen op basis van de resultaten die in PolyWorks te zien zijn."
En de voordelen van het gebruik van de Leica T-Probe/T-Scan en het PolyWorks-systeem zijn legio. "We stellen de draagbaarheid erg op prijs. Met de apparatuur van Leica Geosystems kan ik alle informatie die ik nodig heb in slechts 2 - 3 uur verzamelen en de analyse later uitvoeren. Op deze manier blokkeer ik de productie niet te lang, omdat het systeem ons parallel laat werken: terwijl de ene operator de metingen uitvoert, kan de andere al bezig zijn met het uitzoeken van de resultaten."
De combinatie van de Leica T-Probe en de T-Scan meet binnen een bereik van 15 m, waardoor de technici een volume van 30 m hebben waarbinnen ze kunnen werken. Dit geeft Henning Siemers en zijn team gemoedsrust in de wetenschap dat, mochten de meetvereisten in de toekomst veranderen, ze goed uitgerust zijn om te werken in een meetvolume dat groot genoeg is om meerdere BIW's tegelijk te kunnen verwerken.
Het feit dat het systeem modulair is, is belangrijk voor het team van Siemers. "We hebben een Leica T-Probe gekocht op hetzelfde moment dat we de Leica T-Scan kregen. Tactiele draadloze meting is van grote waarde voor ons wanneer we gemakkelijk te draaien onderdelen zoals de motorkap meten. We voeren een snelle meting uit met de Leica T-Probe om een idee te krijgen van de toestand van het onderdeel. Als we meteen zouden beginnen met scannen, zou het langer duren voordat we merken dat de motorkap gedraaid is. Met de Leica T-Probe kunnen we door slechts een paar punten te verzamelen meteen zien hoe zaken ervoor staan. En we doen dit allemaal binnen PolyWorks, waarbij we alleen maar hoeven te schakelen tussen de Leica T-Probe en de Leica T-Scan."
Dankzij het grote werkvolume van het Leica T-Scan-systeem, dat objecten in een bereik van 15 m kan meten, kan een hele zijkant van de body-in-white worden geïnspecteerd zonder de Leica-lasertracker te verplaatsen. De operator beweegt langs het voertuig, heen en weer, en de Leica-lasertracker houdt de Leica T-Probe/T-Scan vergrendeld binnen het gehele meetvolume.
