Carl Zeiss Optotechnik GmbH - Optische Messtechnik
sexta, 04 setembro 2015 09:07

Controlo em Série Automatizado Para Peças Prensadas

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Controlos eficientes por amostragem na BMW Regensburg através de um sistema de digitalização 3D Steinbichler.

SISTEMA / APLICAÇÃO
COMET Automated
Controlo em Série (Por Amostragem) de Peças Prensadas

SECTOR
Automóvel

CLIENTE
Grupo BMW, local: Regensburg
Departamento: Prensa


DEFINIÇÃO DO TRABALHO / SITUAÇÃO INICIAL
A fábrica da BMW no sul de Regensburg emprega aproximadamente 9.000 pessoas. Todos os dias, mais de 1.100 veículos são produzidos numa área total de 140 hectares. Desde que a fábrica entrou em operação em 1986, a produção total aumentou para 5,4 milhões de unidades por ano. O programa de produção inclui o BMW Série 1 (3 portas, 5 portas), o BMW Série 3 e o BMW M3 Saloon, o BMW Série 4, bem como o M4 Convertible e o BMW Z4.
Na zona da prensa, são processados todos os dias até 550 toneladas de aço na maioria, da carroçaria dos carros, bem como peças estruturais e de reforço para a gama de veículos fabricados no local. A qualidade dos componentes desempenha um papel particularmente importante e central na indústria automóvel. Portanto, os componentes produzidos têm de ser verificados após o processo de fabrico para garantia da qualidade da superfície e da precisão dimensional.

Em 2010, este requisito levou às primeiras medidas de reconversão e investimentos na garantia de qualidade e, em particular, na tecnologia de medição óptica da Steinbichler, por exemplo, para a produção em série da segunda geração do BMW Série 1.
Para a produção da sexta geração do BMW Série 3, foram feitos maiores investimentos em 2012 na área da prensagem, na construção da carroceria e na logística. O sistema de medição descrito a seguir é o da segunda geração, tecnologia de medição totalmente automatizada em operação actualmente na fábrica de Regensburg.

O objectivo para o uso do método de medição óptica, foi verificar amostras das peças em chapa de metal tão rápida e completa quanto possível de acordo com as características relevantes para a qualidade.

A digitalização 3D, por outras palavras, a criação de uma imagem digital do objecto a ser verificado e análise jusante contra a referência de CAD, pareceu o método mais adequado para atingir este objectivo.

Tendo já entrado no campo da tecnologia de projecção de frinjas em 2010, 2012 viu a empresa desenvolver a experiência que tinha reunido até agora, o que resultou em novos objectivos para um sistema de medição de última geração.

A principal área de actuação deste sistema ainda estava a ser a do controlo em série (por amostragem) de peças prensadas. No entanto, também era necessário para análises e amostras. O sistema verificou componentes individuais de 200 x 200 x 200 mm, tais como placas e reforços, até mesmo quadros feitos de alumínio, aço ou de aço de alta resistência, com níveis de lubrificação e tamanhos de até 3500 x 1500 x 500 mm.

Além disso, um critério de exclusão absoluta era o de que os componentes não devem ter que estar preparados de antemão com spray de contraste branco, o que pode ser exigido em procedimentos de digitalização e agora novamente para superfícies brilhantes.

Os Requisitos da BMW em Regensburg sobre a precisão do sensor foram os seguintes:
• Precisão do sistema: <0,1 milímetros
• Repetir precisão: Temperatura +/- 2 K, intervalo de <0,1 milímetros
• Precisão absoluta: padrão de referência (incerteza de medição <0,1 milímetros)

O sistema esteve para ser montado numa nova sala de medição, directamente localizado entre outfeeds da prensa.

O sistema escolhido foi o sensor COMET®Automated, que tinha sido desenvolvido especificamente para operar em robot, montado em robots KUKA e num eixo linear. Com esta decisão, a BMW Regensburg reforçou a sua já forte colaboração com a empresa de alta tecnologia de Neubeuern, perto de Rosenheim.

Em 2013, uma nova sala de medição foi criada na zona da prensagem da BMW Regensburg, posicionada directamente entre os outfeeds da prensa. A peça central desta sala é um sistema de medição assistido por robot, que é dividido em duas áreas separadas de medição. A decisão passou pelo sistema de digitalização 3D automatizado, novamente da Steinbichler Optotechnik, por causa da colaboração bem-sucedida anteriormente e das suas soluções de sistemas inovadores.

STEINBICHLER – PRODUTO E SOLUÇÃO
Com base nas considerações acima, testes extensivos e análises de diversos fornecedores, um sistema de digitalização 3D automatizado da Steinbichler Optotechnik GmbH foi instalado em 2010. Foi um COMET 5 robotizado para a optimização de processos e redução de trabalho na amostragem inicial. A unidade de medição concebida em 2012 que se sucedeu será agora descrita em mais detalhe:

A unidade de medição foi posicionada directamente nos outfeeds da prensa numa nova sala de medição.

A peça central do sistema é o sensor acima mencionado COMET®Automated, que possui um conceito inovador, virtualmente livre de manutenção, extremamente fino e flexível, bem como a tecnologia de iluminação LED brilhante. É um dispositivo para uma ampla variedade de aplicações no campo da digitalização 3D automatizada. A tecnologia de uma única câmara experimentada e testada da Steinbichler Optotechnik GmbH garante a melhor qualidade de dados possível, levando ao mais alto nível de precisão nos resultados da medição. Além disso, o sensor pode ser adaptado de maneira muito flexível (dependendo da tarefa de medição) a todos os sistemas robot convencionais.

O sistema de fotogrametria (medição de marcas e pontos de referência) usado aqui como um sistema de suporte para grandes objectos antes do processo de digitalização real, é fino e totalmente integrado no sensor. Por conseguinte, o sensor permanece especialmente compacto, apesar das suas numerosas características técnicas, o que significa que ele pode ser usado em geral em quase todas as aplicações, inclusive de difícil acesso, por exemplo, em interiores de veículos.

O sistema em si é dividido em duas áreas separadas de medição com duas placas de bloqueio cada, onde uma é operada na horizontal e outra na vertical. Estas placas de bloqueio são de 1800 x 4000 mm cada de tamanho. Uma das muitas vantagens deste sistema robotizado de medição é, por conseguinte, que a medição óptica pode ser realizada numa área de trabalho, enquanto a outra já está a ser reequipada. Estas duas áreas estão ligadas através de um eixo linear, em que o robot KUKA se pode mover. Isto leva a uma economia de tempo considerável. Este sistema também tem os factores de segurança e de saúde ocupacional em consideração. Por exemplo, são instaladas modernas e finas cortinas para proteger as áreas de trabalho. Estas foram escolhidas, em vez de um invólucro fixo, por razões ópticas e outras. Isto confere ao sistema uma aparência atraente.

O sistema é activado e utilizado, segundo a simulação e o software de programação VISIO 7 off-line e on-line desenvolvido pela Steinbichler. As análises a jusante também são executadas de forma totalmente automática através do software de análise INSPECTplus, igualmente da Steinbichler.

RESULTADO / BENEFÍCIOS PARA O CLIENTE
Desde 2013 que técnicos de medição têm vindo a testar componentes através do sistema COMET Automated em turnos duplos. Actualmente, por exemplo, eles estão a inspeccionar as capôs do motor da actual geração do Série 3 Saloon. A principal vantagem sobre o método convencional utilizando equipamento de medição de coordenadas, que é também utilizado na sala de medição, é que ele proporciona informação rápida sobre um componente na sua totalidade. Graças a toda a superfície medida, à apresentação e análise do objecto, as tendências no processo de produção podem ser identificadas e analisadas rapidamente.

Além da utilização automatizada, o sistema COMET montado no robot também é controlado na sala de medição. Este sensor também oferece o mais alto nível de precisão detalhada e uma considerável flexibilidade na digitalização. O sensor também é utilizado no controlo por amostragem.

VANTAGENS / TESTEMUNHO
• Inovação livre de manutenção e também tecnologia de luz LED de baixo custo com longa vida útil
• Excelente qualidade dos dados e resultados de medição de alta precisão
• Distância de trabalho curta para inspecções rápidas e eficientes
• Adaptação a vários tipos de robots / fabricantes

"Ao usar o sistema de digitalização 3D Steinbichler, estamos agora em condições de realizar validações de geometria dos nossos componentes de forma eficaz e muito rápida. O layout do sistema automatizado, desenvolvido pela Steinbichler, permite controlos por amostragem em duas áreas de medição separadas. Utilizar o sensor COMET Automated Steinbichler é muito eficiente. Assim, também podemos aumentar o número de peças prensadas a serem analisadas".
Técnico de medição, prensa, BMW Regensburg

Vídeo: COMET Automated at BMW Regensburg - Automated optical 3D Digitizing