Os mais recentes dispositivos de metrologia multissensorial podem ajudar no Controle de Qualidade para acelerar a taxa de transferência e atender às demandas dos clientes para defeito zero - bem como abordando as aplicações automotivas mais desafiadoras
Tanto os métodos de medição ópticos e tácteis têm as suas vantagens, mas, graças à sua natureza complementar, a combinação dos dois oferece frequentemente melhores dados do que qualquer um dos dois de forma isolada. De fato, muitos fabricantes de equipamentos de metrologia tem tomado o conceito um passo adiante, adicionando um terceiro sensor, ou seja, a laser ou "luz branca" às soluções de plataforma única.
É justo dizer que a tecnologia de medição multi-sensor traz em vista algumas aplicações excepcionalmente difíceis dentro da indústria automotiva. Por exemplo, com cabeças de cilindro, uma série de tarefas de medição complexas há muito tem tornado perplexos os engenheiros de qualidade que procuram processos de metrologia ainda mais precisos, confiáveis e eficientes.
Considere a válvula do assento, a qual normalmente requer o seu ângulo e posição seja medido em relação à haste de guia, uma tarefa muito mais facilmente contemplada do que realizada. Para começar, válvulas de assentos são pequenas e muitas vezes possuem forma cônica. Com isto em mente, coordenar uma máquina convencional (CMM) não só é incapaz de obter pontos suficientes para gerar um conjunto do cone de dados precisos de medição, mas também se esforçar para ganhar acesso suficiente.
Medição flexível
Tradicionalmente, a maioria dos fabricantes de automóveis têm se voltado para soluções de aferição dedicadas. No entanto, esta não é apenas uma prática dispendiosa, mas também uma inflexível. Como consequência, um número crescente de fabricantes de motor e transmissão estão adotando medição multi-sensor.
Aplicações de cabeçote não param por aí. Usando o mesmo OGP, máquina multi-sensor, a própria cabeça pode ser caracterizada em relação a onde o cabeçote da junta e gaxeta do balancim se localizam; e no qual as portas de entrada / exaustão se localizam em relação à cabeça. Tudo isso pode ser feito sem virar a cabeça do cilindro.
Máquinas OGP também tornarão possível para se comunicar com um PLC para carregar e descarregar os componentes em uma base de linha de produção para atender as demandas de fluxo de trabalho do setor automotivo. Isso é importante; embora utilizando as tecnologias de medição disponível em um sistema multi-sensor possa melhorar a eficiência através de débitos mais elevados e taxas de sucateamento mais baixas, a posição do sistema no fluxo de trabalho de produção deve ser considerada para explorar os benefícios disponíveis ao seu máximo.
Além de cabeças de cilindro, toda a área de motor e transmissão automotiva é sintetizada por meio de medições complicadas melhor realizadas usando medição multi-sensor. Outras peças que se prestam a esta tecnologia incluem pistões, anéis de pistão, casquilhos e câmaras de pistão, para citar apenas algumas.
Soluções confiáveis e de baixo custo
Claramente, as mais recentes tecnologias de medição multi-sensores têm muito a oferecer aos engenheiros de qualidade mais exigentes, confiáveis e de baixo custo eficientes para medir peças automotivas complexas. Em combinação com sondas com vídeo e laser, um conjunto completo de sondas Renishaw podem ser acomodados em máquinas OGP, incluindo sondas de digitalização SP25 e PH10 de ponto único, variantes touch trigger. O primeiro automaticamente adquire pontos de dados entre os pontos iniciais e pontos finais definidos pelo usuário - independentemente da complexidade da superfície - mesmo quando o sistema não tem conhecimento prévio do caminho entre esses pontos, enquanto o último facilita o acesso aprimorado difícil-de-utilizar para recursos de alcance das peças. Todas as sondas são calibradas umas com as outras e trabalham no mesmo quadro de referência para garantir a facilidade de uso para os operadores do sistema.
Entre os usuários da tecnologia OPG multi-sensor está Southend, sediada no Reino Unido CS Precision, onde uma ponte SmartScope 500 CNC viaja de um centro de medição 3D com quarto eixos rotativos permitindo à empresa aumentar a sua multi-funcionalidade de medição do volume de 500 milímetros x 450 milímetros x 200 mm. Máquina OGP do CS Precision provou ser capaz de executar as mesmas tarefas no prazo de 30 minutos, que levariam a um CMM uma hora ou mais.
The VideoCheck multi-sensor measuring device from Werth is helping to verify tooling at Kleiner Stanztechnik, Germany Tal tem sido o acúmulo de experiência da CS Precision nos vários setores que agora é de apoio da ferramenta de design para moldes usando sua capacidade de medição multi-cavidade seguida pelo primeiro-artigo da inspeção. Isto levou a uma série de projetos de contato e medição sem contato. No setor automotivo, a empresa está agora apoiando vários níveis de linha de fornecedores com relatórios sobre componentes tão diversos como maçanetas e molduras pequenas até guarnições adesivas para tamanho total.
CS Precision diz que o sucesso da máquina OGP é ajudado pela estabilidade do software, que é crítico ao ter que verificar peças com cerca de 150 dimensões. Devido à complexidade de algumas peças, a rotina de medição também requererá quatro ou cinco pontos zero ou pontos de referência diferentes. No entanto, usando a nova máquina, isto pode ser conseguido sem mover a peça.
Detecção de defeitos cedo
A história é semelhante em Kleiner Stanztechnik da Phorzheim, Alemanha, onde uma máquina de medição multi-sensor da Werth VideoCheck HA ajuda a verificar o ferramental necessário para fabricar uma variedade de componentes com carimbo micro, molas, painéis de encaixe e até mesmo peças de malha estampadas para clientes da indústria automotiva.
O próprio tarefas da empresa com a detecção de eventuais desvios em relação à especificação tão cedo quanto possível, e não apenas uma vez a ferramenta esteja online e pronta para ser executado. Portanto, Kleiner verifica a forma do eletrodo, e inserções de matriz com muito cuidado enquanto elas estão sendo fabricadas.
O VideoCheck HA 400, com um intervalo de medição de 400 mm x 200 mm x 400 milímetros, está localizada na oficina de ferramenta. As tolerâncias em relação a ferramentas e componentes da ferramenta estão na gama de micron, enquanto que os componentes estampados estão na gama de centésimos de milímetro. A precisão de medição (expresso como a incerteza de medição) deve ser sempre uma ordem de grandeza - pelo menos um fator de cinco - melhor do que a tolerância do recurso.
Para seguir esta regra e, portanto, fornecer resultados de medição significativos para os departamentos de produção ou de desenvolvimento para ações corretivas, Kleiner escolheu a versão HA (alta precisão) do Werth VideoCheck. O HA tem um design mecânico estável feito de granito, com rolamentos especiais de ar, escalas extremamente alta de resolução, e medidas de concepção para prevenir histerese. Isto permite resultados das medições com um grau de incerteza inferior a 1 um, e a reprodutibilidade de alguns décimos de micron.
As técnicos de medição a Kleiner escolheram um pacote de vários sensores para equipar a máquina: o sensor de processamento de imagem com sensor laser integrado, bem como o Nano Foco Probe (NFP) e a Werth Fibre Probe Patenteada (WFP). Um eixo rotativo adicional permite que a peça de trabalho a ser rodada para qualquer posição; a capacidade de realizar movimentos de rotação significa que os componentes podem ser digitalizados com o NFP partir de qualquer ângulo.
Medição de rugosidade e ondulação
Outro desenvolvimento de sensores interessante a aparecer no mercado recentemente é a Zeiss Rotos. Este dispositivo permite que os usuários meçam tanto a rugosidade como a ondulação de componentes de motor e transmissão (em conformidade com os padrões reconhecidos da indústria) em um único CMM. Portanto, não é mais necessário transferir peças de motor e transmissão para um instrumento de medição da superfície dedicada.
Em vez de prender a peça em um instrumento de contato stylus, Zeiss Rotos é usado através da interface stylus do trocador na sonda da CMM - sob total controle CNC. A vantagem é que isso leva apenas alguns segundos em comparação com alguns minutos que levava antes. Além disso, o sensor apresenta um / eixo basculante rotativo; o eixo de rotação pode girar 360°, enquanto que o sensor pode ser inclinado de forma perpendicular através do eixo de inclinação para proporcionar uma gama de 160°.
Mais importante, os dados de medição a partir da Zeiss são transmitidos através Bluetoot para o computador de análise.Os dados são então importados para Zeiss software Calypso e podem ser exportados com outros dados de medição em um relatório comum.
A tecnologia de sensores está impulsionando a capacidade dos dispositivos de medição modernos, uma declaração de fato que pode ser verificada pela Hexagon Metrology, que desenvolveu uma aplicação que detecta carrocerias de automóveis e outras peças com o auxílio de tecnologia robótica, especificamente a de Comau. A solução é bastante simples na qual a Hexagon aplicou um sensor de fotogrametria para um robô que opera diretamente dentro da linha.
Até agora, as empresas poderiam tipicamente realizar verificações de qualidade e medições em carrocerias de automóveis, painéis de carroceria ou peças de uma de duas maneiras. A primeira era por meio de objetos, tais como medidores de pinça ou túneis de percepção (túneis onde os sistemas de visão estão posicionados). Para medições mais precisas, eles poderiam usar uma máquina de medição com um braço horizontal (que funciona no caso de carrocerias de carro) através do qual as peças são precisamente medidas tanto em uma maneira tátil como óptica. O problema com estas soluções, no entanto, é o tempo necessário; elas são muito lentas para as linhas automotiva altamente repetitivas.
Para resolver esse problema, Hexagon Metrology decidiu confiar em robótica. No entanto, embora os robôs sejam rápidos, eles não são capazes de garantir a precisão requerida para a medição de uma carroceria de carro que tenha tolerâncias de apenas alguns décimos de milímetro.
Hexagon has developed a white-light system which takes 3D photographs using three lenses in combinationA fim de encontrar a combinação certa, um sistema de luz branca é usado, o qual por meio de um sensor, dispara fotos 3D - onde cada um dos lados tem 500 milímetros - com a ajuda de três lentes. O sistema é capaz de obter uma imagem muito precisa 3D de objetos que se projetam por uma matriz de luz estruturada. A imagem, que é feita de pixels, é então convertida em uma nuvem com milhões de pontos. Com uma série de disparos, o sistema é capaz de reproduzir a geometria do objeto de um modo preciso e confiável, a fim de comparar a superfície com o modelo CAD correspondente para avaliar variações, e aprovar - ou rejeitar - o objeto após a fase de controle.
A velocidade do robô é crítica nesta fase. A máquina, na verdade, move-se rapidamente a partir de um ponto para o outro do percurso, que está configurado para capturar todas as imagens necessárias para reconstruir o objeto. Como tal, ele recebe um grande volume de dados em apenas alguns momentos. É importante ressaltar que o computador que recebe os dados podem excluir imagens redundantes ou desnecessárias e reconstruir a peça com precisão e rapidez.
A solução resolve claramente a questão da velocidade, mas precisão ainda era um problema. Assim, para cada ciclo de medição, o sistema de sensor / robô foi recalibrado com compassos de calibre de referência que tinham sido previamente colocados na estação de medição e combinados com outros posicionados na carroceria do carro. Desta forma, o sistema adapta-se e repõe com base em cada carroceria que entra, evitando assim o risco de uma imagem inexata e consequente medição imprecisa. Além disso, o sistema é capaz de capturar imagens com um tempo de exposição de um centésimo de segundo, o que significa que a imagem global é precisa e evita qualquer risco de desfocagem.
O sistema, projetado por Hexagon Metrology com a ajuda de robôs Comau, realiza todas as atividades necessárias em apenas 60 segundos. A flexibilidade dos movimentos do robô colocam o sensor em posições que eram historicamente quase impossíveis de alcançar. Hexagon está instalando esta solução em fábricas do Grupo Fiat.
