Zajištění bezchybné výroby karoserií díky senzoru PMD Profiler
V odkazu svého zakladatele Ford pokračuje tím, že se stále zaměřuje na inovativní technologie a automatizační řešení, díky kterým je možné ve výrobě vozidel spojit a zvyšovat kvalitu a efektivnost. Platí to i pro závod ve španělské Valencii, kde na výrobu Fordů Kuga bedlivě dohlíží obrysový senzor PMD Profiler.
Již Henry Ford vsadil na přísné dodržování standardů kvality a vyráběl z nejkvalitnějších součástí s minimálními odchylkami. Tím dosáhl efektivní hromadné výroby při zachování kvality vozidel. Tyto zásady přetrvávají dodnes, ale samotná výroba karoserií je teď mnohem složitější a rozmanitější. Zajištění kvality v moderní výrobě automobilů zahrnuje mnoho přísných postupů.
Zvlášť náročný úkol přinesla konstrukce modelu Ford Kuga, který se spolu s dalšími modely vyrábí ve španělském závodě Fordu ve Valencii. Při určité operaci se navařuje malý, zcela plochý vyztužovací plech na větší konstrukční celek. „Obsluha stroje naloží velkou vnější skořepinu na otočný stůl a pak na něj položí menší plech,“ popisuje Mario Eschweiler, který je ve Ford Europe technikem výroby bočních dílů. Dohlížel na příslušný projekt zajištění kvality z německého závodu Ford v Kolíně nad Rýnem. „V této fázi je zásadní spolehlivě poznat, jestli je menší plechový díl správně umístěný. Dále je nutné zajistit, aby nebyly neúmyslně přiloženy dva nebo víc vyztužovacích plechů. V dalším kroku se otočný stůl otáčí a robot oba díly svaří a odebere.
Aby mělo vozidlo špičkovou výslednou kvalitu do nejmenšího detailu, musí být všechny výrobní operace provedeny přesně. Zdroj obrázku: Ford Werke GmbH.
Úkol, který kamerové systémy nezvládnou
Kvůli této jednoznačně stanovené sekvenci kroků nebylo možné použít k běžné fotoelektrické distanční senzory, kterými se zjišťuje přítomnost dílů. Protože by je nešlo nainstalovat tak, aby při práci nepřekážely obsluze ani robotům. Eschweiler popisuje výběr vhodného řešení takto: „Indukční a mechanické senzory nebyly použitelné ze stejného důvodu. Jednostranná indukční detekce zdvojených plechů nepřicházela v úvahu kvůli malým rozměrům dílů a souvisejícím možnostem polohování.“ Navíc samotné malé rozměry a hladký povrch s sebou nesou značné problémy. Další komplikací bylo výrazně proměnlivé osvětlení, kdy přes den svítí slunce a v noci umělé osvětlení. „Při počátečních testech se za těchto podmínek dostávaly běžné kamerové systémy na nebo za hranice svých možností,“ vzpomíná Eschweiler. Ve fázi uvádění do provozu měla testovaná kamerová řešení jednoprocentní a vyšší chybovost snímání. „Ale o vyloučení kamerového systému rozhodlo jiné hledisko: Nebylo možné zajistit, aby se vkládal vždy jeden vyztužovací plech.“ Když to tedy shrneme, zadání jako stvořené pro senzor PMD Profiler od společnosti ifm.
Obrázek 1: Komplikací, se kterou si senzor PMD Profiler poradil, bylo výrazně proměnlivé osvětlení, kdy přes den svítí slunce a v noci umělé osvětlení. Zdroj obrázku: Ford Werke GmbH. Obrázek 2: PMD Profiler zjišťuje, jestli je menší plech správně umístěný. Zdroj obrázku: Ford Werke GmbH.
PMD Profiler spolehlivě zajistí správné použití a montáž součástí. Postup je takový, že optoelektronický čárový skener promítne laserem čáru na kontrolovanou pracovní plochu a podle odraženého světla určí výškový profil. Jestliže tento výškový profil odpovídá zaregistrovanému profilu, senzor PMD Profiler to vyhodnotí jako správnou montáž. Když se profil odlišuje víc než o libovolně definovatelnou toleranci, senzor signalizuje chybu. Díky přesnosti měření 500 µm rozpozná PMD Profiler i velmi malé odchylky – tedy i to, jestli tenký vyztužovací plech chybí nebo jich bylo přiloženo víc. Porovnáním skutečného a specifikovaného výškového profilu lze kontrolovat také správné vyrovnání součástí. Senzor PMD Profiler funguje velmi přesně, ale je také velmi nenáročný na pracovní prostředí: necitlivý na okolní světlo, nezávislý na vzdálenosti a flexibilní z hlediska umístění součásti vůči laserovému paprsku.
Technicky vyspělé řešení
Čárový skener přesvědčil realizátory projektu ve Fordu jak při první zkušební instalaci a funkční ukázce prováděné německými odborníky ifm na automobilový průmysl, tak při skutečném testování v režii španělské pobočky ifm. Výsledek: „Senzory PMD Profiler nám umožnily vyřešit zadání technicky na úrovni a díky spolehlivé detekci chyb se nám povedlo minimalizovat prostoje,“ shrnuje Mario Eschweiler. „V současné době už řešení perfektně funguje v provozu. Již za první měsíc běžného provozu byla chybovost pouhých 0,2 promile. Velmi pravděpodobně šlo o případy skutečně chybného vložení, na které Profiler správně upozornil.“
Závěr
Pomocí senzoru PMD Profiler dosáhl Ford v tomto výrobním kroku spolehlivého zajištění kvality. Ale podle německého vedoucího projektu to není jen díky špičkovým vlastnostem čárového skeneru: „V celém průběhu projektu jsme měli stálou, kompetentní a osobní podporu odborníků ifm – tady v Německu i ve španělském závodu. To podle mě také zásadně přispělo k tomu, že jsme našli nejvhodnější řešení a úspěšně ho zavedli.“
