Khoang robot đo kiểm tự động để kiểm soát chất lượng trên các bộ phận kim loại tấm của BMW

Xưởng dập tại nhà máy Dingolfing của BMW sử dụng hệ thống đo lường quang học tự động hóa và được tiêu chuẩn hóa để kiểm tra các thành phần kim loại tấm. Ở đây, công nghệ đo tọa độ 3D từ GOM thiết lập các tiêu chuẩn hoàn toàn mới, tiết kiệm thời gian nhờ vào phần mềm cảm biến, tự động hóa và kiểm tra đều đến từ một nhà cung cấp duy nhất. Đặc biệt, các quy trình tự động hóa được phát triển liên tục cùng với sự cộng tác chặt chẽ của BMW. 

Khách hàng đặt ra những yêu cầu rất khắt khe đối với các mẫu xe cao cấp thuộc Series 5, 6 và 7 của BMW được sản xuất tại nhà máy Dingolfing. Để đáp ứng những yêu cầu này, BMW áp dụng hệ thống đo lường hiện đại cũng như các tiêu chuẩn sản xuất đặc biệt. Ví dụ, khi BMW Series 7 ra mắt vào năm 2008, hầu như công nghệ đo lường tiếp xúc đang được sử dụng tại xưởng dập Dingolfing tại thời điểm đã được thay thế phần lớn bằng hệ thống đo lường quang học. Các nhà cung cấp về công nghệ mới này cho BMW bao gồm cả GOM (Gesellschaft für Optische Messtechnik) đến từ Braunschweig. Nhiều hệ thống của GOM ngoài những hệ thống trong xưởng dập Dingolfing đã được sử dụng tại nhà máy BMW từ năm 2003, ở tất cả các bộ phận như thiết kế, sản xuất dụng cụ, xưởng ép và chế tạo thân vỏ. 

Khoang robot đo kiểm: Kiểm soát hình dạng và kích thước trong sản xuất

Khoang đo kiểm được sử dụng trong xưởng dập Dingolfing là một giải pháp GOM có tính sáng tạo cao. Khoang kiểm tra đo lường tự động bằng rô-bốt được đặt cùng với máy hút chuyển dập tấm lớn nhất Châu Âu. Khoang đo tự động 24 giờ cho phép BMW kiểm tra các bộ phận kim loại tấm với nhiều kích cỡ khác nhau – từ các tấm khóa nhỏ đến các tấm panen bên hoàn chỉnh.

Sáu bộ phận khác nhau có thể được gắn đồng thời trong quá trình này. Một hệ thống thông minh để xử lý các kế hoạch lắp đặt cho phép công nhân hoàn thành việc lắp ráp nhanh chóng. “Ưu điểm chính của khoang kiểm tra tự động là khả năng đạt được tốc độ thông lượng cao hơn trong sản xuất công nghiệp – vì khối lượng đơn vị cao hơn được xử lý trong thời gian ngắn hơn và việc lập kế hoạch được cải thiện – cũng như khả năng tái sản xuất, cùng với đó là độ chính xác của quy trình,” TS. Carsten Reich, trưởng nhóm Giải pháp kiểm tra tự động của GOM.

Đo lường 3D quang học: tiết kiệm thời gian, đáng tin cậy, minh bạch

Tại xưởng dập Dingolfing, giải pháp kiểm tra tự động từ GOM đã được sử dụng để hỗ trợ sản xuất và chế tạo hàng loạt cho hơn sáu dòng xe. Khoang kiểm tra robot được sử dụng trong quá trình phát triển sản phẩm (PDP) cũng như trong quá trình sản xuất (PP). Điều này mang lại một số lợi thế, bao gồm phân tích gốc rễ vấn đề, đo kiểm mục tiêu được hiệu chỉnh và cũng phân tích tác động hiệu chỉnh tới các khu vực lân cận. Nhiều tùy chọn phân tích này có thể được thực hiện mà không cần thực hiện các phép đo mới – tất cả là nhờ vào cơ sở dữ liệu bề mặt đầy đủ mà đo lường quang học mang lợi. Một số lợi thế khác đó là thời gian phân tích đánh giá ngắn hơn và cho ra kết quả tổng quan rõ ràng, với thống kê so sánh cuối cùng được hiển thị dưới dạng biểu đồ màu. Một khía cạnh thú vị khác là yếu tố tiết kiệm thời gian so với công nghệ đo lường tiếp xúc: đo lường quang có khả năng thu thập nhiều dữ liệu nhiều hơn với thời gian ngắn hơn.

Ngoài ra, đo lường quang học cung cấp các phép đo bề mặt đầy đủ thay vì chỉ thăm dò một vài điểm đơn lẻ như CMM bằng tiếp xúc. Điều này có nghĩa là các bộ phận được kiểm tra đầy đủ, không bỏ sót các vị trí như đo kiểm tiếp xúc.

Đo kiểm toàn bộ bề mặt: đánh giá linh hoạt, báo cáo kiểm tra rõ ràng

Ngoài ra, cũng có những lợi ích đạt được từ các phép đo hàng loạt. Sử dụng hệ thống đo lường quang học sẽ tăng khả năng đo lường, độc lập với các kế hoạch kiểm tra và không cần điều chỉnh chương trình trong trường hợp thay đổi bộ phận. Điều này dẫn đến sự cải thiện đáng kể trong thông lượng kiểm tra linh kiện. Với cơ sở dữ liệu bề mặt đầy đủ cho phép thực hiện các đánh giá bổ sung bất cứ khi nào cần, hàng loạt bộ phận có thể được phân tích ngay về trạng thái ban đầu của chúng. Do đó, các bộ phận có thể được kiểm tra tại bất kỳ điểm bề mặt nào một cách độc lập với các kế hoạch kiểm tra mà không cần thực hiện các phép đo mới. Điều này cũng giúp giảm thiểu thời gian cho các kiểm tra phức tạp, nhờ vào các công cụ như phần mềm kiểm tra.

Ngoài phần mềm đánh giá tích hợp, khoang kiểm tra cũng cung cấp nhiều tính năng bổ sung khác nhau giúp công việc của nhân viên kiểm tra thuận tiện hơn: Ví dụ: bất kỳ sai lệch nào trong kết quả đo lường đều được hiển thị dưới dạng các ô màu rõ ràng thay vì các dạng chữ số 2D, thường nhận được từ CMM tiếp xúc. Do đó, các báo cáo kiểm tra từng dài hàng trăm trang nay chỉ còn lại một hình ảnh duy nhất. Các ô màu này giúp bạn có thể xác định nhanh bất kỳ độ lệch nào từ CAD: Trong khi màu xanh lá cây phản ánh trạng thái tối ưu, thì các màu khác như – đỏ, vàng và xanh lam – chỉ ra độ lệch. Điều này giúp bạn có thể xác định ngay lập tức các bộ phận không hoàn hảo cũng như nhanh chóng làm rõ vị trí và lý do. Ngoài ra việc nhập các kế hoạch kiểm tra cũng dễ dàng hơn để lập kế hoạch đo trực tiếp dựa trên dữ liệu CAD, nhằm kiểm tra các tính năng như bề mặt, đường viền & lò xo, mẫu lỗ.

Đánh giá nhất quán dữ liệu đo lường 3D

Một lợi thế khác của tất cả các hệ thống đo lường quang học GOM đang được sử dụng tại BMW là tính minh bạch cao. Vì trình thống kê kết quả GOM 3D hoạt động trên hàng trăm máy tính trong toàn đội ngũ và ngoài ra, nằm trên máy chủ mạng nội bộ của BMW – cùng với 28.000 dự án đo lường đã hoàn thành. Thông tin này có thể được truy cập bởi tất cả các đồng nghiệp và bộ phận liên quan, tiết kiệm thời gian đáng kể trong các cuộc thảo luận đánh giá thành phần. Bằng cách này, dữ liệu 3D được lưu trữ số hoá thay vì theo phương pháp truyền thống. Mối quan hệ hợp tác giữa BMW và nhóm tự động hóa GOM đã rất thành công – công nhân của Dingolfing chắc chắn đánh giá cao sự hỗ trợ chuyên nghiệp mà họ nhận được với cảm biến, tự động hóa và đánh giá dữ liệu từ một đối tác nguồn duy nhất.

Phòng đo ảo: Lập trình robot dễ dàng với phần mềm

Một phương pháp quan trọng khác được thiết lập để tiết kiệm thời gian hơn nữa là triển khai mô-đun phần mềm mới, VMR – Phòng đo lường ảo – để dạy / lập trình ngoại tuyến. Phòng đo ảo của GOM giúp bạn có thể thiết kế các khu vực kiểm tra hầu như trên cơ sở các yêu cầu thực tế như không gian và kích thước hiện có. Mô hình robot và thiết lập động học, cảm biến, bộ phận và phụ kiện có thể được tích hợp trong phần mềm cùng với dữ liệu CAD và kế hoạch kiểm tra. Mỗi khoang kiểm tra ảo lập bản đồ các chức năng của môi trường kiểm tra thực và giúp nó có thể phân tích các yêu cầu về không gian, định vị thành phần và khả năng tiếp cận. Do đó, công nhân tại xưởng ép Dingolfing sẽ có thể tiết kiệm đáng kể thời gian trong quá trình kiểm tra các thành phần mới trong tương lai. Phòng Đo lường Ảo đáp ứng nhu cầu lập trình trên bảng điều khiển điều khiển rô bốt, vì rô bốt được di chuyển “ngoại tuyến” trong phần mềm.

Chương trình tiên tiến này được hỗ trợ với một khái niệm được gọi là ‘guided teaching’: phần mềm cung cấp cho người vận hành phản hồi ngay lập tức về việc liệu các lỗ, rãnh, đường cắt và lò xo, bề mặt CAD, v.v., có được ghi lại chính xác từ một vị trí rô bốt cụ thể hay không. Sự đồng bộ của các khía cạnh kỹ thuật số và vật lý thay thế nhu cầu giảng dạy robot trực tuyến phức tạp.

Giải pháp kiểm tra công nghiệp

Các khoang kiểm tra từ GOM là giải pháp sáng tạo đã được chứng minh trong môi trường sản xuất nhiều năm qua, ví dụ như trong sản xuất, kiểm soát quá trình và kiểm tra hàng hóa đến. Chức năng đo lường tự động cho phép kiểm tra hình dạng và kích thước trên các bề mặt bộ phận đầy đủ, các mẫu lỗ, cắt và lò xo trong môi trường sản xuất, cũng như cho phép phân tích nguyên nhân và quy trình mà không sự can thiệp của người vận hành. Với Phòng đo ảo của GOM, các khu vực kiểm tra cũng có thể được sao chép và điều chỉnh dễ dàng tại mọi nơi trên thế giới.

Hệ thống đo lường quang học của GOM được sử dụng để đảm bảo chất lượng trong xưởng đột dập, sử dụng trong đo kiểm chính xác các bộ phận kim loại tấm và lắp ráp thân xe ô tô. Quy trình kiểm tra tại xưởng dập Dingolfing đã được chuẩn hóa và tự động hóa từ cuối năm 2007, nhờ đó đã tiết kiệm được nhiều thời gian quý giá. ”Carsten Reich từ GOM mbH nhận định: Các sai lệch của bộ phận có thể được phân tích ở tốc độ, hiệu chỉnh được tích hợp trong quá trình loại bỏ mà không bị chậm trễ và các bộ phận được tạo mẫu chính xác trong quá trình phát triển sản phẩm (PDP). Công nghệ này đã được giới thiệu ở Dingolfing để đảm bảo biên dạng của các bộ phận thân xe. Vì ngành công nghiệp ô tô coi các hệ thống đo lường quang học bao gồm tự động hóa và tiêu chuẩn hóa là giải pháp tương lai để đánh giá các bộ phận kim loại tấm, các nhà máy khác đã tích hợp tiêu chuẩn này trong quy trình sản xuất của họ“.