Carl Zeiss Optotechnik GmbH - Optische Messtechnik
Пятница, 09 января 2015 10:42

Серия автоматизированного контроля для штампованных деталей

Rate this item
(0 votes)
Эффективная проверка образцов на заводе BMW Regensburg с использованием 3D сканирующей системы от ZEISS Optotechnik

Система
COMET Automated 
Серийный контроль (проверка образцов) для штампованных деталей

Область
Автомобильная

Клиенты
BMW Group, место положения: Регенсбург, отдел: штамповочный цех


РАБОТА НА ОПРЕДЕЛЕНИЕ/ИСХОДНАЯ СИТУАЦИЯ
Завод BMW располагается на юге Регенсбурга и имеет численность около 9000 человек. Ежедневно более чем 1100 автомобилей производится на площади 140 гектар. С тех пор как эту площадь ввели в эксплуатацию в 1986 году, общий объём производства увеличился до 5,4 миллионов единиц в год. Производственная программа включает в себя BMW 1 серии (3-х дверные, 5-ти дверные), BMW 3 серии и BMW М3 Седан, BMW 4 серии, а также M4 Кабриолет и BMW Z4.

В прессовочных  цехах ежедневно  обрабатывается  до 550 тонн стали для внешних деталей больших машин, также как структурные и армирующие детали для ряда автомобилей производящихся на участке. Качество составляющих  компонентов играет особенно важную и центральную роль в автомобильной промышленности. Таким образом, изготовленные компоненты должны быть проверены после производственного процесса на качественность поверхности и точность размеров.

В 2010 году эти требования привели к первым  пересчетам и инвестициям в  обеспечение качества, а точнее в оптические измерительные технологии от ZEISS Optotechnik, например, для серийного производства второго поколения BMW 1-й серии.

Для производства шестого поколения BMW 3 серии, в дальнейшем обширные инвестиции были сделаны в 2012  году в прессовочный цех, в конструирование кузова и в логистику. Измерительные системы, описанные ниже – это второе поколение полностью автоматизированной измерительной технологии, используемой в прессовочном цеху, находящемся в  Регенсбурге.

Главной целью использования оптического измерительного метода была проверка образцов деталей из листового металла быстро и полноценно насколько это возможно для характеристик, влияющих на качество.  Появился метод, наиболее подходящий для достижения  цели 3D сканирования, или  другими словами создание цифрового изображения объекта проверки и последующего анализа в соответствии с ссылками CAD модели.

Имея уже вышедшую на рынок технологию проекции кромки в 2010 г., в 2012 году все убедились, что компания основана на опыте, который она приобрели за всё это время и в результате которого были установлены новые цели для следующего поколения измерительных систем. Основная область применения для этой системы всё ещё был серийный контроль (проверка образцов) для штампованных деталей. Однако, анализ и отбор необходимых образцов  был также возможен. Система была предназначена для проверки отдельных компонентов размерами 200х200х200 мм, таких как ударные плиты и арматура, вплоть до боковых рам из алюминия, стали или высокопрочной стали, с разным уровнем смазывания и размерами до 3500 x 1500 х 500 мм.

Вдобавок, одним абсолютно исключительным  критерием  было то, что компоненты не нужно предварительно подготавливать с помощью белого матирующего спрея, который может потребоваться в процессе сканирования сейчас и в дальнейшем для блестящих поверхностей.
BMW в Регенсбурге предъявляет требования в отношении точности датчика следующим образом:

• Точность системы  <0.1mm
• Повторяемость: температура +/- 2К , в диапазоне <0,1 мм
• Абсолютная точность: эталонный стандарт (погрешность измерения <0,1 мм)

 

Система должна была быть построена в новой измерительной комнате расположенной непосредственно между штамповочными конвейерами. Выбрали сенсорную систему COMET®Automated, которая была усовершенствована для специальных роботизированных операций, и закрепляется на линейных осях и  роботах KUKA.  Благодаря этому решению BMW Регенсбург укрепил своё уже тесное на тот момент сотрудничество с высокотехнологичной компанией из Ньюберна вблизи Розенхейма.

В 2013 году новая измерительная комната была установлена в штамповочном цеху на заводе BMW Регенсбург непосредственно между штамповочными конвейерами. Центральным элементом этой измерительной комнаты является роботизированная система, которая разбита на две раздельные области измерения. Было принято решение использовать автоматизированную систему 3D оцифровки, снова от ZEISS Optotechnik, из-за ранее успешного сотрудничества и инновационных системных решений.

РЕШЕНИЕ И ПРОДУКЦИЯ
На основании приведенных выше рассуждений и многочисленных тестов и анализа различных поставщиков, в 2010 году была установлена автоматизированная система 3D оцифровки от Carl Zeiss Optotechnik GmbH. Это была система COMET 5, вмонтированная в робота  для оптимизации процесса в работе по первоначальной выборке. О выбранном, в 2012 году, измерительном блоке Мы расскажем более подробно.

Измерительный блок был установлен прямо  на конвейере в новой измерительной комнате. Центральным элементом вышеупомянутой системы была сенсор COMET®Automated,  который славится инновациями, практически не требуют обслуживания, имеет чрезвычайно тонкую и гибкую концепцию датчика, а также яркие светодиодные технологии освещения. Это устройство предназначено для широкого круга применений в области автоматизированной 3D оцифровки. Проверенная и протестированная технология одной камеры от Carl Zeiss Optotechnik GmbH гарантирует наилучшее качество передачи данных, что приводит к очень высокому уровню точности результатов измерений. Кроме того, этот сенсор  может быть адаптирован достаточно  гибко (в зависимости от измерительной задачи) и подходит для всех обычных систем-роботов благодаря двум фланцевым крепежам.
Система фотограмметрии (измерения с помощью меток и отражателей) используется здесь в качестве поддерживающей системы для крупных объектов до фактического процесса сканирования тонким и полностью интегрированным сенсором. Сенсор, следовательно, остается особенно компактным, несмотря на его многочисленные технические особенности, это означает, что он может быть использован  практически во  всех областях применения приложения, и где доступ затруднен, например, в интерьерах автомобилей.

Сама система разделена на две отдельные области измерения с двумя фиксирующими плитами каждая, одна  работает в горизонтальном положении, а другая – в вертикальном. Эти фиксирующие плиты имеют размеры 1800х4000 мм каждая. Одно из множества преимуществ этой роботизированной измерительной системы это то, что оптическое измерение может быть осуществлено в одном рабочем пространстве, в то время как остальные уже переоборудованы. Эти два участка связаны между собой посредством линейной оси, на которой робот KUKA может перемещаться. Это ведет к значительной экономии времени. Эта система принимает во внимание также факторы безопасности и охраны здоровья на производстве. Например, современные и тонкие световые завесы устанавливаются с целью защиты рабочей зоны. Они были выбраны среди других вместо фиксированного корпуса, по оптическим причинам. Благодаря этому система имеет привлекательный внешний вид, это означает, что он не будет занимать всё пространство измерительной  комнаты.
Система активируется и управляется с помощью симулятора, работающего и в онлайн и в автономном режимах программного обеспечения VISIO 7, усовершенствованного компанией ZEISS Optotechnik. Ниже представлены анализы, тоже запущенные  в полностью автоматическом режиме с помощью программного обеспечения INSPECTplus также  от компании ZEISS Optotechnik.

РЕЗУЛЬТАТ / ПРЕИМУЩЕСТВА ДЛЯ ПОКУПАТЕЛЕЙ
С 2013 года метрологи  испытывали детали с помощью системы COMET®Automated в двухсменном режиме. В настоящее время, например, они проверяют ремни двигателя нынешнего поколения Седана 3 серии. Основное преимущество перед обычными методами координатно-измерительных машин, которые также использовались в измерительной комнате, это то, что они передают информацию о деталях быстрее и в полном объёме. Благодаря полному сканированию поверхности, представлению и анализу объекта, его тенденции и производственный процесс может быть быстро определен и проанализирован.

В дополнение к автоматизированным операциям, система COMET, установленная и работающая также в измерительной комнате. Этот сенсор тоже предлагает высочайший уровень детальной точности и имеет значительную гибкость  при сканировании. В настоящее время этот сенсор также используется для  выборочных проверок.

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