Wraz ze wzrostem wielkości produkcji utrzymanie dokładności wymiarowej bez spowalniania procesu produkcyjnego staje się poważnym wyzwaniem dla producentów pojazdów.
W przypadku modelu Lotus Emira potrzeba zwiększenia wydajności i zapewnienia stałej jakości doprowadziła do wdrożenia zautomatyzowanego systemu kontroli pojazdów, umożliwiającego kompleksową weryfikację wymiarów z prędkością linii produkcyjnej. Rozwiązanie to łączy technologię dwuramiennej maszyny współrzędnościowej (CMM) z zaawansowanym skanowaniem laserowym, zapewniając szybką informację zwrotną na potrzeby kontroli procesu i ciągłego doskonalenia.
Stawianie czoła wyzwaniom związanym z kontrolą pojazdów na skalę produkcyjną
Tradycyjne metody kontroli opierały się na ręcznym pomiarze pojazdów próbnych za pomocą maszyny CMM wyposażonej w sondę dotykową.
Proces ten wiązał się z kilkoma ograniczeniami:
- Kontroli mogły zostać poddane wyłącznie wybrane pojazdy
- Cykle kontroli mogą trwać kilka godzin
- Pojazdy należało wycofać z linii produkcyjnej i ponownie wprowadzić do niej
- Podczas pomiaru często konieczne było zmianianie położenia
- Ewentualne rozbieżności wymiarowe między kontrolowanymi pojazdami mogą pozostać niewykryte
Wraz ze wzrostem wielkości produkcji modelu Emira konieczne stało się wprowadzenie szybszego i bardziej kompleksowego podejścia do kontroli jakości.
Automatyczna kontrola pojazdów z prędkością linii produkcyjnej
Komora kontrolna opiera się na dwuramiennej maszynie CMM z ramionami poziomymi, której obszar pomiarowy jest wystarczająco duży, aby pomieścić cały nadwozie pojazdu.
System, zainstalowany częściowo poniżej poziomu podłogi, umożliwia pojazdom z automatycznym prowadzeniem (AGV) transportowanie samochodów bezpośrednio do strefy pomiarowej bez konieczności stosowania urządzeń podnoszących.
Trzylinowe skanery laserowe zamontowane na obu ramionach pomiarowych sprawdzają jednocześnie przeciwległe boki pojazdu, umożliwiając weryfikację wymiarów z prędkością linii produkcyjnej.
Dzięki takiej przepustowości kontrola wymiarowa może zostać włączona do procesu produkcyjnego bez powodowania wąskiego gardła.
Nieograniczone możliwości pozycjonowania zwiększają elastyczność skanowania
Skanery laserowe są zamontowane na dwuosiowych przegubach sterowanych numerycznie (CNC), które umożliwiają płynny obrót zamiast indeksowania pod stałym kątem.
Daje to kilka korzyści:
- Precyzyjne pozycjonowanie skanerów w trakcie całego cyklu kontroli
- Lepszy dostęp do trudno dostępnych elementów wewnątrz i na zewnątrz nadwozia pojazdu
- Szybsze pozyskiwanie danych dotyczących powierzchni o dowolnym kształcie
- Zoptymalizowana orientacja czujnika zapewniająca większą wydajność pomiaru
Podczas pracy wewnątrz konstrukcji pojazdu nadgarstki mogą obracać się automatycznie zgodnie z programem, umożliwiając kontrolę elementów wewnętrznych pod różnymi kątami.
Programy pomiarowe sterujące każdym ramieniem są w praktyce lustrzanymi odbiciami siebie nawzajem, z uwzględnieniem dodatkowych ruchów mających na celu wyrównanie różnic między lewą a prawą stroną nadwozia pojazdu.
Skanowanie za pomocą trzech laserów przyspiesza gromadzenie danych
Każdy skaner wyświetla jednocześnie trzy pasy laserowe, co pozwala na zebranie znacznie większej ilości danych dotyczących powierzchni podczas jednego przejścia skanera niż w przypadku tradycyjnych skanerów jednowyżowych.
Korzyści obejmują:
- Szybsze cykle kontroli
- Pozyskiwanie chmury punktów o dużej gęstości
- Pomiar złożonych powierzchni o dowolnym kształcie
- Niezawodne działanie w przypadku różnych kolorów i powierzchni odbijających światło
- Automatyczna regulacja parametrów skanowania podczas pomiaru
Skanery charakteryzują się również zwiększoną odległością roboczą, co ułatwia dostęp do trudno dostępnych elementów pojazdu.
Dwustopniowa kontrola karoserii pojazdu
Pojazdy mogą być poddawane automatycznej kontroli na dwóch etapach produkcji.
Etap 1
Kontrola po zakończeniu montażu szkieletu.
Etap 2
Kontrola po zakończeniu montażu całego pojazdu.
Dane identyfikacyjne pojazdu są odczytywane automatycznie w celu ustalenia odpowiedniego programu kontroli.
Na obu etapach przeprowadza się około 130 pomiarów wymiarowych w celu sprawdzenia dokładności pojazdu.
Do obszarów wymagających szczególnej kontroli należą:
- Punkty mocowania zawieszenia
- Miejsca mocowania silnika
- Geometria ciała
- Warunki dotyczące szczelin i wyrównania między panelami
Kontrola szczelin i wyrównania ma szczególne znaczenie, ponieważ bezpośrednio wpływa na postrzeganą jakość gotowego pojazdu.
Programowanie oparte na CAD i porównanie cyfrowe
Procedury kontrolne są generowane przede wszystkim na podstawie modeli CAD przy użyciu oprogramowania
CAMIO.
Takie podejście pozwala na optymalizację ścieżek skanowania, zapewniając jednocześnie, że skanowane powierzchnie pozostają w polu widzenia czujnika.
Zebrane dane chmury punktów są przetwarzane w celu utworzenia szczegółowych siatek, które można bezpośrednio porównać z modelami CAD.
Możliwości analityczne obejmują:
- Wydobywanie cech
- Ocena GD&T
- Analiza profilu
- Sprawozdawczość
- Opinie dotyczące produkcji
Uzyskane dane dostarczają cennych informacji zarówno do weryfikacji jakości, jak i do usprawniania procesów.
Informacja zwrotna w czasie rzeczywistym wspomaga sterowanie procesami
System kontroli zapewnia nie tylko weryfikację wymiarów karoserii pojazdów.
Wyniki pomiarów są wykorzystywane w procesach produkcyjnych, co pomaga:
- Wczesne wykrywanie zmian
- Poprawa spójności procesów
- Ograniczenie konieczności ponownej obróbki
- Wspieraj inicjatywy na rzecz ciągłego doskonalenia
- Wzmocnienie kontroli wymiarowej zespołów kompozytowych
Informacje zwrotne te są szczególnie cenne w procesach produkcyjnych związanych z konstrukcjami kompozytowymi łączonymi, gdzie wahania procesowe mogą wpływać na ostateczne właściwości wymiarowe.
Według firmy Lotus dane pomiarowe pomagają w weryfikacji i kontroli procesów produkcyjnych, przyczyniając się do utrzymania stałej jakości wykonania pojazdów oraz ciągłego doskonalenia produkcji.
Wspieranie produkcji w ramach Przemysłu 4.0
Zautomatyzowana komora pomiarowa została wdrożona przed rozpoczęciem produkcji modelu Emira i stanowi część szerszej strategii cyfrowej produkcji.
System umożliwia kontrolę wymiarową, która aktywnie wspiera i usprawnia procesy produkcyjne, a nie ogranicza się jedynie do weryfikacji gotowych pomiarów.
Korzyści obejmują:
- Zautomatyzowane procesy kontroli
- Ograniczenie ręcznych czynności
- Szybszy dostęp do danych wymiarowych
- Zwiększona wydajność produkcji
- Niższe koszty związane z jakością
- Wsparcie dla ciągłego doskonalenia procesów
Oprócz kontroli międzyoperacyjnej podobne systemy można wykorzystywać do audytów jakości, działań weryfikacyjnych oraz pomiarów na liniach produkcyjnych.
Zautomatyzowana kontrola pojazdów poprawia kontrolę produkcji
Łącząc technologię dwuramiennych maszyn CMM, skanowanie laserowe trójliniowe oraz zautomatyzowaną analizę danych, firma Lotus opracowała proces kontroli, który jest w stanie nadążyć za wymaganiami produkcyjnymi, zachowując jednocześnie wysokie standardy wymiarowe.
Możliwość przeprowadzania kompleksowej kontroli karoserii na różnych etapach produkcji zapewnia szczegółowe informacje zwrotne dotyczące procesu, wspiera kontrolę jakości wymiarowej oraz pomaga zapewnić spójność produkcji wraz ze wzrostem wielkości produkcji.
