Příklad použití Voestalpine Automotive Components: absolutní přesnost od zapracování nástrojů až po sériovou výrobu Sídlo společnosti: Schwäbisch Gmünd Systém GOM: ATOS Triple Scan Software GOM: ATOS Professional, GOM Inspect Professional Odvětví: výroba nástrojů a dílů Dodavatel autodílů voestalpine používá systém ATOS Triple Scan jako součást řízení kvality napříč procesy. Společnost tak dokázala zkrátit průběžnou dobu výroby a zvýšit její propustnost.
Jako jeden z předních výrobců dílů do karosérií se společnost voestalpine Automotive Components sídlící ve Schwäbisch Gmünd specializuje na výrobu komplexních konstrukčních celků a vnějších dílů karoserií. Jejich bohatých zkušeností v oblasti zapracování nástrojů i sériové výrobě plechových výlisků využívají uznávaní výrobci jako Daimler, Porsche, BMW či Audi. Za účelem uspokojení vysokých požadavků svých zákazníků se společnost v rámci řízení kvality zaměřuje na kontrolu všech procesů, a nikoli, jak je zvykem, pouze konečného výrobku. Tato kontrola začíná již ve fázi zapracování nástrojů, čímž je zajištěna trvale vysoká kvalita dílů a nízká četnost odmítnutí. Přesný a rychlý přechod od nástroje k plechovému výlisku Aby mohla zajistit kvalitu napříč procesy, rozhodla se společnost voestalpine zavést optické měření. Od r. 2013 tak využívá zařízení pro optické měření ATOS Triple Scan od GOM, a to jak pro zapracování nástrojů, tak v sériové výrobě. Dodavatel vyrábí asi 370 různých dílů z plechů, jejichž tloušťka se pohybuje mezi 0,6 mm a 2,5 mm, a proto velmi oceňuje výhody provádění optických měření již ve fázi zapracování nástrojů. Systém ATOS Triple Scan je využíván k plné digitalizaci prvního výlisku během zapracování již ve fázi výroby nástrojů lisováním za tepla nebo za studena tedy dlouho předtím, než se rozběhne sériová výroba. Takto je ihned zřejmé, zda daný díl splňuje rozměrové tolerance a ve kterých místech je případně třeba nástroj upravit. Znamená to tedy rychlou korekci nástrojů a možnost srovnávání údajů získaných simulací. Pokud nástroj vyžaduje pouze drobné úpravy, můžeme obrábět přímo na základě sady dat STL z měřicího systému, vysvětluje vedoucí oddělení metrologie, Daniel Schiller. V případě větších korekcí používáme naskenovaná data k rekonstrukci povrchu. Mnohoúhelníková síť STL generovaná v systému ATOS navíc představuje dokonalou databázi pro reverzní inženýrství. To vše způsobuje, že údaje CAD jsou vždy aktuální, zkracuje se průběžná doba výroby a zvyšuje bezpečnost vyrobených dílů. Obr. 1: Kontrola tolerancí se ve voestalpine provádí pomocí softwaru GOM Inspect. Přehledná vizualizace umožňuje snadné zjištění odchylek mezi daty CAD a skutečným stavem.
Výhody vyplývající z rychlých procesů a úplných, přesných dat Další výhodou bezdotykového měření pomocí zařízení ATOS je trvalá dostupnost digitalizovaných dat. Dotykové měření vyžaduje předem definované měřicí body a nezachycuje tak v geometrii dílu zbývající body. Oproti tomu dokáže systém ATOS změřit až 16 miliónů bodů v jednom skenu, čímž se celý proces urychluje a získaná data jsou přesná a úplná. Je to velmi důležitá výhoda, pokud se třeba vyskytnou problémy nebo reklamace v pozdějších stádiích procesu, říká Daniel Schiller. V takovém případě jsou veškerá potřebná data k dispozici díky předem provedené digitalizaci. Není proto třeba znovu polohovat předmět a provádět měření. Celoplošná vizualizace je navíc velmi praktická při manuálních úpravách hotových nástrojů. Pro tyto účely používají metrologové ze Schwäbisch Gmünd systém ATOS Triple Scan jako mobilní jednotku, s jejíž pomocí skenují celé nástroje v průběhu výroby. Stačí senzor demontovat z robotické hlavy a upevnit jej na přenosný stojan celý postup netrvá víc než pár minut. Umožňuje to provádět virtuální montáže, které slouží ke kontrole posunů a tvarové shody jednotlivých dílů nástrojů, např. vrchních a spodních částí, přímo ve výrobní hale. Obr. 2: 3D digitalizátor ATOS Triple Scan je možno obsluhovat ručně nebo jej používat jako automatizovaný systém. Robota lze rychle modifikovat upevněním na přenosný stojan.
ATOS Triple Scan přináší zisk již po druhém opakování tohoto postupu, vysvětluje specializovaný metrolog. Pokud je měřicích bodů 100 nebo více, je reprezentace výlisku v softwaru GOM dokonalá, dodává. Kromě velkého počtu měřicích bodů jsou důvodem pro používání 3D skeneru i různé geometrie dílů a tloušťky plechů. Celoplošné měření lze totiž provádět i v případě komplikovaných tvarů, jako jsou běžně se vyskytující části s děrováním či ořezy. Tento postup tak splňuje požadavky společnosti voestalpine především díky možnosti celoplošného měření dílů a rychlosti. V průběhu celé výroby jsou navíc všem výrobním oddělením zasílány měřicí protokoly v formátu PDF. Zaměstnanci v lisovně tak mohou kdykoli ověřit, zda díly splňují rozměrové tolerance a požadavky na kvalitu. Obr. 3: Daniel Schiller vedoucí metrologického oddělení ve voestalpine Automotive Components. Optimalizace procesů jako konkurenční výhoda Při zpětném pohledu je zřejmé, že 3D skener se osvědčil zejména díky celoplošné digitalizaci nástrojů a výlisků, ale také zavedením měření v sériové výrobě. Zapojení mobilního měřicího zařízení ATOS do výrobních procesů tak společnosti voestalpine umožnilo implementovat komplexní systém kontroly kvality a zvýšit propustnost výroby při udržení trvale vysoké kvality. Automatická kontrola sériové výroby Celoplošné měření nástrojů zařízením ATOS je však pouze jednou z oblastí implementace systému v továrně voestalpine. Hlavní využití spočívá ve snímání sériově vyráběných dílů. Roboticky řízený senzor je proto umístěn přímo u lisovacích linek ve výrobní hale, aby se výlisky nemusely dlouze přepravovat do měřicího prostoru. V sériové výrobě se snímají díly lisované za studena i za tepla. Měřené objekty zahrnují sloupky A, B a C, příčné i podélné nosníky, boční panely či dveře. Před zahájením sériové výroby se do softwaru GOM Inspect naimportují předdefinované měřicí body, na jejichž základě pak probíhá automatické měření. Systém Obr. 4: Digitalizace typických tvarů s ostrými obrysy, jako jsou díly s děrováním, ořezy či dělicími čárami, dosahuje podpixelové přesnosti.
Voestalpine Automotive Components Voestalpine je jedním z hlavních globálních aktérů v oboru technologií a kapitálových statků. Společnost se zaměřuje na materiály a jejich zpracovávání. V hlavním sídle voestalpine Automotive Components Schwäbisch Gmünd GmbH & Co. KG se nachází i kompetenční centrum lisování za tepla zaměstnávající asi 800 zaměstnanců, kteří se zabývají vývojem, výrobou a distribucí výlisků pro automobilový průmysl. GOM GOM vyvíjí, vyrábí a prodává software, stroje a systémy pro průmyslovou a automatickou techniku 3D optického měření a 3D testování založené na výsledcích nejnovějších výzkumů a technických inovací. Přes 60 poboček společnosti GOM a síť více než 1 000 odborníků na metrologii jsou zárukou kompetentního poradenství, profesionálního servisu a podpory pracovníků obsluhy na místě provozu a v místním jazyce. Již více než 10 000 námi realizovaných systémů se dnes podílí na zvyšování kvality výrobků a zdokonalování výrobních procesů v automobilovém, leteckém a spotřebním průmyslu.