Carl Zeiss Optotechnik GmbH - Optische Messtechnik
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ABIS II - sistema de inspecção de superfície, disponível em diferentes versões e conceitos

ABIS II – Captação de defeitos durante o processo de produção

Grande parte dos defeitos que podem ocorrer durante o processo de produção, não são “visíveis” na fase da produção. Só depois de algumas fases de tratamento como na pintura é que esses defeitos mínimos na superfície se tornam visíveis e só através de medidas dispendiosas é que podem ser eliminados.

Para se conseguir uma superfície de qualidade sob o ponto de vista da optimização de custos é necessário o reconhecimento de uma vasta variedade de tipos de defeitos. Aqui é necessária a detecção antecipada e exacta, bem como uma avaliação objectiva, ou seja, classificação de amolgadelas, convexidades, fendas, etc., pois os custos para a eliminação destes defeitos aumentam extremamente, consoante o progresso nas fases de produção (tratamento de metais, construção da estrutura, pintura, montagem). Consequentemente, em particular a eliminação de defeitos que foram causados durante o processo de produção constitui um factor substancial face à mão de obra e ao tempo. Pois isto terá uma influência considerável na eficiência económica do processo de fabricação.

ABIS II - Captação de qualquer tipo de defeito relevante

O ABIS II, um sistema de sensor óptico que está disponível em diferentes versões e conceitos de sistema, permite a detecção rápida, segura e altamente precisa, não só de defeitos 3D na parte inspeccionada (por exp. amolgadelas, convexidades, zonas acidentadas, ondulações, nós, fendas), bem como defeitos sensíveis ao contraste (por exp. arranhões, sujidade, restos de cola) através de um sensor de contraste alargado.

Deste modo podem-se reduzir eficientemente os pós-tratamentos dispendiosos nos processamentos posteriores, como por exemplo na linha de acabamento.

ABIS II - Conceitos de instalação

ABIS II é um conceito de sistema flexível e oferece ao utilizador três diferentes versões. Por isso, os utilizadores podem escolher o sistema de sensor de acordo com a aplicação desejada.

ABIS II Offline possibilita a captação e avaliação de dados num local de inspecção automática e é por isso apropriado para o controlo de qualidade. Do mesmo modo podem-se complementar ou modificar os catálogos de defeitos e critérios de classificações durante as fases de planeamento. A célula do ABIS II Offline pode tanto ser configurada como sistema fixo (isto é, num lugar fixo na fábrica próximo das prensas) como um sistema móvel. Na variante móvel Offline os componentes do sistema são montados numa ou em mais plataformas transportáveis.

Com o ABIS II Inline é possível um controlo e uma avaliação completamente automáticos, através da integração directa do sistema na construção bruta, ou seja, na fábrica de prensas. Consoante as indicações do utilizador, a instalação ABIS II pode ser concebida de forma a controlar 100% das superfícies da peça, ou parcialmente ou apenas zonas pré-definidas em cada peça. A inspecção alcançada completa ou parcial das carroçarias e peças de chapas metálicas estabelece os mais altos padrões de qualidade e de controlo.

Antes de cada instalação de um sistema de inspecção de superfícies ABIS II, o plano de instalação é concebido virtualmente. A selecção do robô e o seu posicionamento relativo ao componente resulta com a ajuda de programas de simulação, de forma a garantir-se o alcance de todas as posições do sensor, necessárias para as inspecções.

O tamanho dos componentes (de peças exteriores pequenas até às carroçarias completas/bodies-in-white) e as indicações do tempo máximo disponível para a inspecção de cada componente (tempo de ciclo) determinam o número de sensores e o processamento de avaliação. Consoante as respectivas directrizes do utilizador resulta a interpretação e implementação do conceito de segurança e da construção da instalação. Isto resulta pelo próprio cliente ou também através da encomenda tipo chave na mão da instalação de inspecção de superfícies.

ABIS II – Instalações de referência

Muitos fabricantes conhecidos de automóveis, apostam com sucesso na aplicação do sistema de inspecção de superfícies ABIS II em vários conceitos de acordo com o ambiente da respectiva fábrica de prensas. O sistema offline ABIS II não é só ideal para inspecções periódicas durante a prensagem, mas também para inspecção da qualidade da superfície nas primeiras peças de chapa metálica depois de uma mudança de ferramentas.

Os funcionários recebem em pouco tempo uma avaliação objectiva sobre a qualidade da superfície do componente prensado. Para o controlo eficiente de grandes quantidades em peças exteriores da carroçaria aplica-se uma central de inspecção automática com as respectivas cintas transportadoras.

ABIS II – Sensor de contraste

A complementação com o novo sensor de contraste do sistema ABIS II permite aumentar fácile rapidamente o espectro de defeitos para carateríscticas de superfície que não são visíveis na imagem 3D. Com o sensor de contraste, as indicações LED lineares e a câmara estão sintonizados com a dimensão do campo de medição e a distância de trabalho do sensor ABIS II. As imagens são capturadas quase simultaneamente pelo sensor ABIS II e o sensor de contraste (diferença de 0.1 mseg), por isso é que o complemento com o sensor de contraste não aumenta em nada o tempo total de medição da inspecção de um componente.

Para o posicionamento exacto dos componentes na mesa de inspecção de uma instalação offline ABIS II um feixe de laser opcional indica o contorno da peça de inspecção. A posição do componente na mesa pode ser determinada através de um sistema de reconhecimento de posição óptico; estes dados são depois usados para corrigir o curso do robô durante o procedimento de inspecção. A câmara do sistema de reconhecimento de posição pode tanto ser montada sobre a mesa de inspecção, como directamente no robô.

O design robusto, apto para a indústria, dos sensores garante uma captação rápida e fiável dos dados de medição no âmbito da prensagem e da construção da carroçaria: Os sensores ABIS II não são influenciados pela elevada aceleração, vibração, iluminação do pavilhão, variação da temperatura, etc., de que estão expostos diariamente no local.


ABIS II - Dados técnicos do sistema

  ABIS II Sensor ABIS II Contrast Sensor
Dimensões (mm³) 670 x 80 x 100 755 x 160 x 460
incl. ABIS II sensor
Peso (kg) 4.7 14.8
inkl. ABIS II sensor
Tempo de captação de imagem 0.1 msec 0.1 msec
Apto para ser usado com robô yes yes
Tamanho do campo de medição 220 x 300 220 x 300
Interface dos dados GigE GigE
Resolução da câmara CCD (pixels) 1200 x 1600 1200 x 1600
Limite da resolução de defeitos 3D (profundidade) 10 µm (min.)
depende da superfície
 
Resolução de defeitos lateral 1.5 mm
depende da superfície
10 µm
Distância de trabalho 432 mm +/- 20 mm 432 mm +/- 20 mm
Fonte de iluminação Lâmpada de flash Xenon LED
Duração da fonte de iluminação min. 10EXP6 flashes
a frequência de repetição de 1 Hz
10 Mio. collets


ABIS II – Software de avaliação e visualização

Muitos utilizadores na indústria automóvel confiam numa análise de qualidade de superfícies integrada ao longo de toda a cadeia de processos. Depois de cada passo do processo, as peças individuais, as montagens e os revestimentos catódicos são inspeccionados, quanto a defeitos de revestimento relevantes nas suas superfícies, com o mesmo programa de medição. Deste modo o desenvolvimento de um defeito é documentado depois de cada fase do processo, contudo as experiências práticas da produção mostram que a relevância dos defeitos das superfícies tanto pode aumentar como diminuir depois de uma fase do processo. Com base numa análise de qualidade de um processo completo, o pós-tratamento é feito exactamente nos pontos do componente e nas fases do processo necessários. Isto aumenta a eficiência na linha de acabamento e resulta numa diminuição significante das despesas.

Além do desenvolvimento de um defeito de superfície ao longo da cadeia de processos, o utilizador recebe informações importantes sobre a alteração de qualidade através das alterações dos períodos dentro de uma fase de produção. Assim, quando os valores de inspecção piorarem, é possível tomarem-se medidas de correcção atempadas, por exp., nos parâmetros de prensas ou superfícies de ferramentas, antes de serem produzidas peças com defeitos relevantes, que têm depois de ser eliminados. Os respectivos programas de estatística mostram ao utilizador, através de diagramas de distribuição, em que posições dos componentes e em que fase do processo se encontram os potenciais para uma optimização económica.

Adicionalmente ao relatório de medição pode ser apresentada, se desejada, uma imagem de qualidade de uma superfície, que mostra o componente num estado virtual. O software do ABIS II possibilita a introdução individual de características de defeitos e a classificação do grau de gravidade, as quais se baseiam aos valores de experiências de inspecção. Deste modo a experiência do examinador de qualidade pode ser assumida directamente pelos critérios de classificação e de tolerância do sistema, que no entanto podem ser adaptados consoante a fase de produção.

ABIS II une padrões elevados relativos à aptidão industrial, extensibilidade, detecção de defeitos e ao fácil manuseamento. Para uma medição o utilizador selecciona apenas no touchscreen a peça a inspeccionar e inicia o procedimento de inspecção. Graças à elevada rapidez de medição e avaliação, o relatório dos resultados da inspecção fica disponível logo de imediato. Assim, por exp., com um sistema offline, o utilizador recebe em menos de 40 segundos, depois do início da inspecção da porta de correr apresentada na imagem em baixo do lado esquerdo, um relatório completo da inspecção, inclusive avaliação. O sistema offline completo pode ser comandado ao seleccionar apenas a peça de medição relevante para o processo no touchscreen. Na programação de outros procedimentos de inspecção de novas peças o utilizador tem a ajuda do software acessível de montagem ABIS-TeachIn. Depois da definição de cada posição de medição segue-se a determinação do nível de qualidade das peças de construção.

Ao se programarem sequências de teste adicionais para peças novas, o utilizador é sistematicamente suportado pelo software, fácil de usar, ABIS-TechIn. Depois de definir as posições individuais de inspecção na peça, o utilizador define o nível de qualidade requerido para cada área do objecto. A versão mais recente do software TechIn contém uma caixa de ferramentas virtual para auditoria. Através da utilização de pedras de afiar curtas no TeachIn Software podem ser inspeccionadas zonas críticas (por exp. cavidades nos manípulos das portas, contornos côncavos e apertados da superfície) que não são acessíveis com pedras de afiar reais. Adicionalmente podem ser facilmente activadas ainda outras funções para detecção de rebordos, fendas e orifícios. Os critérios de classificação e os valores de limiar para uma avaliação automática posterior de um defeito, baseiam-se sempre nas indicações do utilizador. Adicionalmente, o sistema aplica a própria escala de inspecção da empresa e a classificação interna dos defeitos. Os valores de limiar especificados de limiar são flexíveis e podem ser ajustados a qualquer momento aos respectivos níveis de produção (Floating Audit).



Exemplos: