Příklad použití Řízení kvality u subdodavatele automobilového průmyslu firmy GEDIA Místo / společnost: Attendorn, Německo Systém GOM: ATOS, ATOS ScanBox Software GOM: ATOS Professional, GOM Inspect Professional, GOM Inspect Oblast činnosti společnosti: automobilový průmysl Společnost GEDIA, subdodavatel automobilového průmyslu, mění svou koncepci řízení kvality: měřicí technika založená na konvenčních dotykových metodách a měřidlech je nahrazena systémem celoplošného optického 3D měření. Zavedení nového systému znamená pro firmu GEDIA nejen větší pružnost, ale i snížení nákladů a zkrácení časů měření.
Společnost GEDIA Gebrüder Dingerkus GmbH, založená v roce 1910, se zabývá vývojem a výrobou konstrukčních dílů a celých skupin pro karosérie automobilů. Firma se sídlem v Attendornu (SRN) má výrobní pobočky v Polsku, Španělsku, Číně a Mexiku. Všechny tyto závody vyrábějí lisované, tažené a tvářené plechové díly pro automobilový průmysl. Firma rovněž vlastní inženýrská centra ve Francii, USA a Švédsku. Podnikatelský cíl: vedoucí postavení v oblasti technologie Dosavadním těžištěm firmy GEDIA v oblasti měřicí techniky jak při kontrole dílů a sestav, tak při výrobě nástrojů byly výlučně dotykové metody měření a kontrola rozměrů konvenčními měřidly, šablonami, kalibry apod. Tento přístup však v průběhu rozvoje společnosti a územního rozšiřování všech jejích závodů, například v Attendornu, narazil na hranice. Časově náročnou a pracnou se stala především doprava obrobků z lisovny, resp. svařovny, na ústřední kontrolní a měřicí pracoviště vzdálené i několik stovek metrů. Z nutnosti zefektivnění procesů se proto zrodilo rozhodnutí, že ne obrobky budou dopravovány na místo měření, nýbrž že měřicí systém bude přiblížen k obrobkům. Tento záměr však vyžaduje mobilní měřicí zařízení použitelné přímo ve výrobě. Nová koncepce řízení kvality je pro společnost GEDIA důležitým krokem na cestě k dosažení vytčeného cíle podniku vedoucího postavení v technologii výroby. Přechod od tradičních dotykových metod měření na celoplošné optické 3D měření proto probíhá ve všech světových pobočkách firmy a na všech relevantních provozních úsecích v lisovnách, svařovnách a montovnách. (Obr. 1) Rozšíření výroby si vynutilo zkrácení časů měření Stejně jako jiné firmy, které v rámci zvyšování výroby musely změnit své procesy, byla i společnost GEDIA postavena před nutnost zkrátit časy měření. Kvalita výroby přitom musí zůstat zachována navzdory kratším výrobním taktům, které zvýšení výroby přináší. Poměrně pomalé dotykové měření dílů často složitých tvarů však znamená dlouhé doby obsazení měřicích kapacit a složitou logistiku, a to i tehdy, je-li u obrobků kontrolováno jen několik málo míst. Fig. 1: GEDIA implementará la medición de coordenadas 3D óptica de superficie completa en todo el mundo en todas las plantas de producción y todas las instalaciones relevantes, tales como talleres de embutido, talleres de soldeo y ensamblaje.
Aby bylo možné zvládnout tak vysoký počet kontrol dílů a tím i požadavky na jejich měření, musela firma GEDIA v minulosti stále více měřicích úkolů zadávat externím poskytovatelům. Nastala situace, která byla hned ze dvou důvodů neuspokojivá: jednak se zvýšily náklady, jednak byla GEDIA nucena sdílet důležité a důvěrné know-how s cizím partnerem. Do nové koncepce řízení kvality procesů byl proto zahrnut i požadavek vrátit veškeré kompetence k měření a digitalizaci na domácí půdu. Pro odborníky společnosti GEDIA na řízení kvality a měřicí techniku z toho vyplynuly čtyři hlavní požadavky: nový měřicí systém musí být schopen celoplošného měření, přitom být mobilní a rychlý, veškeré měření musí být vráceno do kompetence firmy GEDIA. První kroky s optickou měřicí technikou Po několika neuspokojivých pokusech o zavedení mobilních dotykových přístrojů s kloubovými rameny bylo jasné, že tudy cesta nevede. Nadešel čas zcela pře- hodnotit koncepci techniky měření. První vlaštovkou v přechodu společnosti GEDIA od dotykové k optické metrologii byl nákup mobilního 3D skeneru ATOS k celoplošnému optickému 3D měření. Firma tím učinila první důležitý krok směrem ke svému podnikatelskému cíli vedoucímu postavení na poli technologie. (Obr. 2) Brzy se ukázalo, že optický 3D digitalizátor ATOS s vysokým rozlišením poskytující rychle přesné údaje dokonale odpovídá požadavkům podniku. Při měření dílů firmy GEDIA velmi rozdílných rozměrů a povrchových vlastností, které často představuje vysoce komplexní měřicí úkol, je optický systém schopen dodávat: přesné, vysoce kvalitní 3D měřicí údaje parametrickou inspekci a zpětně sledovatelná vyhodnocení informace o celoplošných odchylkách od CAD i jiných dílů vyhodnocení podle 2D výkresů inspekční řezy, tvarové a rozměrové tolerance (GD&T), analýzu trendu úplné a snadno srozumitelné měřicí protokoly Slotted Hole Z:0.29 Edge Point Dev. dn +0.60 dt -1.20 Check Surface Point Nominal Actual Dev. Check X +725.00 +723.31-1.69 Y -825.00-824.99 +0.01 Z +515.50 +515.02-0.48 X:0.10 Obr. 2: První vlaštovkou v přechodu společnosti GEDIA od dotykové k optické metrologii byl nákup mobilního 3D skeneru ATOS k celoplošnému optickému 3D měření. Naměřené údaje mohou být ihned analyzovány a porovnány přímo s CAD daty. Díky barevnému označení odchylek od CAD jsou problematická místa snadno rozpoznatelná, takže výrobní proces může být velmi cíleně opraven.
Obr. 3: Optické měřicí systémy ulehčují cílené korektury nástrojů, takže do konečného schválení nástroje není zapotřebí tolika iterací. Především jako prostředek k měření nástrojů a tvarovacích lisovadel, ale i při měření plechových výlisků předvedl ruční systém ATOS rychle, jaké možnosti pro firmu GEDIA skrývá technika optického měření. Od vývoje prototypů přes kontrolní měření během sériové výroby, analýzu a digitalizaci dílů až k virtuálnímu svařování celých konstrukčních skupin jediná technika pokryje všechny úlohy, na rozdíl od mnohem méně pružného dotykového měření. Celoplošné měření také například ulehčuje cílené korektury nástrojů, takže do konečného schválení nástroje není zapotřebí tolika iterací. Měření konečných obrysů nástroje skenerem ATOS kromě toho umožňuje udržovat CAD data nástroje v aktuálním stavu. Na jejich základě pak lze frézováním zhotovovat přímé kopie nástroje. (Obr. 3) Názorné a srozumitelné měřicí protokoly sestavené na základě celoplošných dat mají ještě jednu výhodu: na rozdíl od tabulkových protokolů obsahujících všechny jednotlivé měřicí body a zabírajících několik stránek jsou podstatně přehlednější a lépe čitelné. Tím se zkracuje doba potřebná k vyhodnocení výsledků a všechny nutné opravné kroky mohou být provedeny rychle a efektivně. Další krok: automatická optická metrologie Na základě těchto prvních zkušeností vznikl ve společnosti GEDIA brzy další požadavek: za účelem ještě vyšší pružnosti procesů a další úspory času a nákladů se firma GEDIA rozhodla svůj nový optický měřicí systém zautomatizovat, systém měl ale přesto zůstat mobilní.
Poté, co se první, specificky projektová měřicí jednotka navržená vlastními odborníky a vybavená technikou GOM ukázala jako krok správným směrem (obr. 4), rozhodla se společnost GEDIA zakoupit standardní automatickou měřicí jednotku ATOS ScanBox (obr. 5). Na rozdíl od individuálního projektového řešení je standardní měřicí jednotka ATOS ScanBox z výroby vybavena všemi prvky nutnými k plně automatizované 3D digitalizaci a inspekci. Tento kompletní systém zahrnuje hardware, software, celosvětový zákaznický servis, bezpečnostní vybavení a dokumentaci. Firma GEDIA si tedy nemusí dělat starosti s žádným dalším plánováním či investicemi: vše, co k provozu měřicí jednotky na klíč potřebuje, je vhodná plocha v závodě a přípojka elektrické energie. Pro společnost GEDIA navíc hraje obzvlášť důležitou roli, že u firmy GOM má pro plánování a realizaci jednotky, školení personálu a zákaznickou podporu pouze jednu kontaktní osobu. Odpadá dokonce i jinak požadované schválení bezpečnosti: díky uzavřenému ohrazení měřicí jednotky nevzniká žádné bezpečnostní riziko pro personál. Měřené konstrukční celky i součásti jednotky jsou chráněny před poškozením protikolizní ochranou. Standardní měřicí jednotky na více místech První ATOS ScanBox, který společnost GEDIA zakoupila, je v provozu jako zařízení k průběžné kontrole kvality výroby v lisovně v Attendornu. A právě pro tento způsob použití ve výrobě je navržen centrální prvek měřicí jednotky, robotem ovládaný 3D senzor ATOS Triple Scan. Pro firmu GEDIA má ATOS ScanBox navíc tu výhodu, že může být obsluhován přímo pracovníky ve výrobě, neboť všechny měřicí a inspekční procesy až po měřicí protokol jsou rychlé a snadné. To je možné díky sériovému softwaru VMR (Virtuální měřicí prostor), který do nejmenších podrobností simuluje reálné prostředí uvnitř jednotky ATOS ScanBox. Proto se robot skeneru dá ovládat jednoduchými příkazy typu přetáhni a upusť bez zvláštního ovládacího panelu. Ve VMR je možné dokonce offline programování pomocí Obr. 4: První řešení automatického měření ve společnosti GEDIA: individuální měřicí jednotka s vybavením od firmy GOM. Obr. 5: Standardní měřicí jednotka ATOS ScanBox je vybavena všemi prvky nutnými k plně automatizované 3D digitalizaci a inspekci. V lisovně firmy GEDIA v Attendornu se s její pomocí podařilo zkrátit měřicí časy oproti dřívějšímu dotykovému měření o více než polovinu.
CAD dat, aniž by se v komoře nacházel skutečný díl. V lisovně firmy GEDIA v Attendornu se s pomocí nové jednotky ATOS ScanBox podařilo zkrátit měřicí časy oproti dřívějšímu dotykovému měření o více než polovinu. Tento výsledek překonal všechna očekávání. Použití optické měřicí techniky navíc zákazníkům umožňuje obejít se bez drahých kontrolních kalibrů apod. Druhý ATOS ScanBox se již používá ke kontrole kvality jednoho z nejdůležitějších výrobků firmy GEDIA, kompletně smontované zádě karoserie jednoho německého prémiového vozidla. Do měřicí jednotky se tedy vejdou i rozměrné součásti jako je tato. Podle různých velikostí měřených dílů se ATOS ScanBox dodává ve čtyřech provedeních. Třetí ATOS ScanBox pro lisovnu firmy GEDIA v Polsku se již plánuje, další pro Španělsko a Maďarsko budou rovněž brzy následovat. Přestože jsou měřicí jednotky v provozu na různých místech, je pro společnost GEDIA možné centrální řízení kvality: měřicí a inspekční procesy s použitím měřicí jednotky ATOS ScanBox jsou standardizované a proto jednotně použitelné na různých místech. Díky tomu je celopodnikové řízení kvality zpětně sledovatelné a transparentní. Společnost GEDIA plánuje do budoucna završení reorganizace svého systému řízení kvality a vybavení všech pracovišť výlučně optickou měřicí technikou. Bude tak učiněn poslední krok na cestě k dosažení podnikového cíle vedoucího postavení v oboru technologie výroby. Copyright 2016 GOM GmbH All rights reserved! Rev. A (cz) 211016