Poszukiwanie idealnego dopasowania
Daimler AG korzysta z usług firm InnovMetric i Leica w zakresie optymalnego dopasowania części.
Daimler AG posiada portfolio produktów obejmujące mikrosamochody, wyczynowe coupe, sedany i kombi, wszechstronne vany oraz pojazdy użytkowe. Drugim największym zakładem Daimler AG w Niemczech jest fabryka w Bremie, zatrudniająca prawie 14 000 osób, o powierzchni 850 000 metrów kwadratowych. Produkowane są tam roadstery SL i SLK, a także wszystkie wersje klasy C (sedan, kombi, coupe i kabriolet).
Pierwszą rzeczą, jaką można zauważyć podczas spaceru po pozornie niekończących się korytarzach ultranowoczesnej fabryki Daimler AG w Bremie, jest niemal całkowity brak ludzi. Setki robotów wykonują swoją pracę z chirurgiczną precyzją, przenosząc części z blachy na miejsce, spawając je razem, transportując gotowe elementy na kolejną stację i gotowe produkty w górze, aby maksymalnie wykorzystać przestrzeń. Oglądane z daleka roboty wydają się tańczyć. Nieliczni pracownicy fabryki, których można zobaczyć, używają „oldschoolowych” rowerów do przemieszczania się po zakładzie: hi-tech i low-tech harmonijnie tu współistnieją.
Postęp technologiczny w procesach produkcyjnych sprawił, że bardziej śmiałe kształty nadwozia można przenieść z deski kreślarskiej na linię montażową. W niedalekiej przeszłości samochody miały stosunkowo proste, kwadratowe kształty, a poszczególne części dopasowywano do siebie wzdłuż raczej prostych linii. Nowoczesne samochody mają znacznie bardziej skomplikowane kształty. Praca polegająca na sprawdzeniu dopasowania tych części stała się również dużo trudniejsza.
Dział nieosłoniętego nadwozia (BIW) i optymalizacji procesu zajmuje się właśnie tym zadaniem: powierzono mu kontrolę dopasowania poszczególnych części nadwozia do siebie. Co ważniejsze, na podstawie pomiarów, do zakładów produkcyjnych przekazywane są informacje zwrotne, dzięki którym można dokonać odpowiednich korekt narzędzi.
Dirk Noffke, technik ds. pomiarów w Daimler AG Bremen, sprawdza dokładność wymiarową lewego błotnika w nieosłoniętym nadwoziu Mercedesa SLK. Porównanie danych rzeczywistych z danymi CAD wyświetla się w czasie rzeczywistym w oprogramowaniu PolyWorks|Inspector™.
Wyzwanie
Inżynier operacyjny Henning Siemers zajmuje się zadaniami związanymi z pomiarami i kontrolą BIW. Wyjaśnia: „Naszym zadaniem jest zapewnienie dokładności wymiarowej całego nadwozia. Oczywiście każde BIW składa się z wielu pojedynczych części i muszą one do siebie idealnie pasować. Naszym głównym obowiązkiem jest sprawdzenie całego BIW, zarówno poszczególnych części, jak i całego pojazdu, łącznie ze szczelinami w panelach, a następnie analiza uzyskanych danych. Na podstawie przeprowadzonej analizy dokonujemy korekt narzędzi w zakładzie oraz upewniamy się, że w efekcie otrzymujemy samochód z idealnie dopasowanymi częściami”.
Złożoność dzisiejszych kształtów samochodów i coraz większe tolerancje spowodowały wyczerpanie możliwości tradycyjnych narzędzi.
W przeszłości dział Siemersa korzystał z ręcznych przyrządów pomiarowych. „Patrząc z perspektywy czasu, samochody budowano kiedyś z niemal kwadratowych segmentów, które ładnie do siebie pasowały. Obecnie auta są znacznie bardziej zakrzywione, a okrągłe obszary nagle zmieniają kształty i stykają się z innymi panelami pod przeróżnymi kątami i liniami. Dodatkowo, znacznie wyższe wymagania dotyczące niemal idealnego dopasowania poszczególnych paneli nakładają znacznie mniejszy zakres tolerancji”.
Rozwiązanie
Ponieważ kształty pojazdów stają się coraz bardziej skomplikowane, Siemers ze swoim zespołem poszukują nowych technologii, które zapewnią oczekiwane rezultaty. „Każdego roku nasz inżynier ds. jakości, Karl-Heinz Boecker, uczestniczy w targach CONTROL w Sinsheim w Niemczech, gdzie po raz pierwszy zetknął się z systemem Leica T-Scan kilka lat temu, który był wtedy prototypem. Na podstawie zapowiedzianej specyfikacji wiedzieliśmy, że to może być rozwiązanie dla nas, ale chcieliśmy się upewnić, że produkt jest naprawdę gotowy do wprowadzenia na rynek. Podstawowym problemem, jaki zaobserwowaliśmy w przypadku wielu innych rozwiązań skanujących, było to, że oprogramowanie nie było w stanie nadążyć za sprzętem. Zebranie wszystkich punktów jest stosunkowo proste, ale co potem? Odnieśliśmy wrażenie, że wielu producentów nie poświęca tyle samo uwagi oprogramowaniu, co sprzętowi”. Kilka miesięcy temu zespół Boeckera zorganizował demonstrację produktów firmy Leica Geosystems w swoim zakładzie. Wybrano tracker laserowy Leica LTD840 połączony z Leica T-Probe i Leica T-Scan. To najwyższej klasy kombinacja. System Leica zaspokoił te potrzeby.
Odchylenia od danych CAD są wyświetlane wizualnie za pomocą oprogramowania PolyWorks|Inspector, w postaci mapy kolorów lub wektorów. Informacje te są analizowane w celu uzyskania instrukcji dotyczących korekt, które są następnie wykonywane bezpośrednio na narzędziach.
Skaner Leica T-Scan i oprogramowanie PolyWorks® okazały się być doskonałym połączeniem!
„Wiedzieliśmy już, że Leica T-Scan to doskonały sensor, a dodatkowo pokazano nam, że pakiet PolyWorks świetnie z nim współpracuje. Oprogramowanie jest bardzo efektywne i wiedzieliśmy, że to dobry wybór” — mówi Siemers.
Zmiana jest dobra
Od momentu dostarczenia system Leica T-Probe/T-Scan był używany między innymi do pomiaru szczelin między panelami, badania krzywizn części, kontroli otworów referencyjnych itp. Firma Siemers przetestowała również różne zastosowania systemu Leica T-Scan. „Jednym z nowych zastosowań, jakie odkryliśmy, jest kalibracja inline. W przeszłości BIW były kontrolowane poprzez umieszczenie ich wewnątrz okratowanej stacji i wykonanie pomiarów przy użyciu konwencjonalnych maszyn współrzędnościowych. Kiedy mamy 150 palet i chcemy dokonać pomiarów z dużą tolerancją, tradycyjne metody szybko się wyczerpują. Dlatego chcieliśmy mieć możliwość wykonywania pomiaru na linii produkcyjnej, zarówno palet, jak i narzędzi. Tu właśnie pojawia się system Leica T-Scan. Innym interesującym nas zastosowaniem jest inspekcja całej ścieżki robota, planujemy wprowadzić to w najbliższej przyszłości”.
Korzyści
Zapytany o to, co się zmieniło od czasu wdrożenia systemu Leica T-Scan i PolyWorks, Siemers mówi zdecydowanie: „Dzięki skanowaniu otrzymuję znacznie bardziej przydatne informacje. Poprawiła się jakość analizy części, jesteśmy w stanie znacznie szybciej dotrzeć do źródła problemu, tworząc ukierunkowane rozwiązania dotyczące tego, co należy zmienić, na przykład modyfikując narzędzia w konkretnym punkcie i zmieniając parametry na podstawie wyników podanych w PolyWorks”.
Korzyści z zastosowania systemu Leica T-Probe/T-Scan i PolyWorks są liczne. „Naprawdę doceniamy przenośność systemu. Dzięki Leica Geosystems mogę zebrać wszystkie potrzebne informacje w ciągu zaledwie 2–3 godzin i wykonać analizę w późniejszym czasie. Dzięki temu nie blokuję produkcji na zbyt długo, ponieważ system pozwala nam pracować równolegle: podczas gdy jeden operator wykonuje pomiary, inny może pracować nad sortowaniem wyników”.
Leica T-Probe/T-Scan wykonuje pomiary w zasięgu 15 m, co daje technikom 30 m przestrzeni roboczej. Dzięki temu Henning Siemers i jego zespół mogą mieć pewność, że w przypadku zmiany wymagań pomiarowych będą dobrze przygotowani do pracy w przestrzeni pomiarowej na tyle dużej, pomieścić kilka BIW jednocześnie.
Dla zespołu Siemersa ważna jest modułowość systemu. „Zakupiliśmy Leica T-Probe równocześnie z Leica T-Scan. Dotykowy pomiar bezprzewodowy ma dla nas ogromne znaczenie, gdy mierzymy łatwo skręcalne elementy, takie jak maska. Za pomocą Leica T-Probe wykonujemy szybki pomiar, aby uzyskać przybliżony obraz stanu części. Gdybyśmy od razu zaczęli skanować, dłużej trwałoby zorientowanie się, że maska jest skręcona. Dzięki Leica T-Probe zebranie zaledwie kilku punktów pozwoli nam natychmiast zyskać ogląd sytuacji. To wszystko wykonujemy w programie PolyWorks, przełączając się jedynie pomiędzy Leica T-Probe i Leica T-Scan”.
Dzięki dużej przestrzeni roboczej systemu Leica T-Scan, który może mierzyć obiekty w zasięgu 15 m, całą stronę nieosłoniętego nadwozia można sprawdzić bez konieczności zmiany położenia trackera laserowego Leica. Operator porusza się wzdłuż pojazdu, tam i z powrotem, a tracker laserowy Leica utrzymuje blokadę na Leica T-Probe/T-Scan w całej przestrzeni pomiarowej.
