Halverade inspektionstider och mer precis och pålitlig kvalitetsidentifiering som dessutom kan korrigeras automatiskt. Škoda Auto har tagit steget in i Industri 4.0 med hjälp av två unika robotmätceller från Hexagon som representerar en ny generation automatiserad optisk 3D-mätning.
Biltillverkaren Škoda Auto har under de senaste 30 åren varit en del av Volkswagen Group. Under denna tid har bolaget utvecklats till att bli ett starkt och framgångsrikt företag som idag erbjuder tio olika fordonsmodeller på den världsomspännande marknaden. Och i ljuset av den framväxande ”gröna” trenden planerar företaget att utöka sin flotta ytterligare – och då inte bara med elbilar.
Škoda Auto har sina fabriker på tre platser i Tjeckien, huvudfabriken ligger i Mladá Boleslav och de andra två i Kvasiny och Vrchlabí. Logotypen med de bevingade pilarna som pryder fordonen tillverkas också i Kina, Ryssland, Slovakien och Indien vilket framför allt sker genom koncernsamarbeten. Den tillverkning som finns i Ukraina görs dock med en lokal partner.
Under decennier har Škoda Auto också utvecklat ett starkt partnerskap med Hexagon kring automatiserade mätsystem. I slutet av 2018 togs detta ömsesidiga samarbete till en högre nivå i samband med att ett nytt avtal träffades mellan bolagen. Avtalet handlade om att konfigurera om Škoda Autos inspektionsprocesser från taktila mätningar till optiska 3D-system.
Digitaliseringen resulterade i en betydande ökning i både mät-kapacitet och kvalitet. Detta uppnåddes genom en modernisering av Škodas befintliga maskiner för koordinatmätningar (CMM:er), men framför allt genom en unik installation av två helautomatiska smarta mätceller.
Effektiv offline-programmering
Mätcellerna stöds av Hexagons ledande metrologiplattform PC-DIMS – en mjukvarulösning som används i alla Škoda Autos fabriker i Tjeckien. Att en och samma mjukvaruplattform används i alla fabriker har också sina praktiska fördelar, exempelvis som att VW Groups mätprinciper uniformt kan integreras direkt till PC–DIMS.
Ett annat tekniskt värde är möjligheten med att programmering kan utföras offline, utanför produktionslinjen i en digital verklighet, för att sedan implementeras i robotcellen.
Den betydande utvecklingen av PC–DIMS under de senaste åren har alltså gjort det möjligt att kunna dra full nytta av just offline-programmering. Den kapaciteten har också utnyttjats fullt ut av operatörerna av robotmätcellerna. Detta har resulterat i att de mycket snabbt kan börja mäta när produktioner av nya delar lanseras.
Fram tills nu har Škoda Auto haft en begränsad kapacitet vid användning av offline-programmering, vilket är typiskt vid taktil mätning på traditionella CMM:er. Men med automationsprogramvaran i nya HxGN Robotic, som Hexagon officiellt lanserade 2021, kan funktionen på PC-DIMS nu utnyttjas fullt ut i samband med optisk robotmätning.
– Automationsprogramvaran i HxGN Robotic minskar avsevärt den tid som krävs för offline-programmering vid robotmätning och felsökning av mätningsprogram, säger Martin Jehlička, chef för Škodas mätcenter i Mladá Boleslav och ansvarig för mätteknik inom området för bilproduktionen. Han fortsätter:
– Vid jämförande mätningar bekräftade resultatet den nya lösningens effektivitet. Det är en bra förutsättning för implementering av programvaran i andra mätningsmaskiner med uppgift att robotiseras.
– Hexagons fullt robotiserade mätceller är det första vi införlivar i vårt samarbete inom området för optisk mätning, men det är bara början. Vi vill så fort som möjligt påbörja projekt också inom in-line och at-line mätningar med HxGN Robotics automationsprogramvara, säger han.
Skräddarsydd smart lösning
Själva mätcellen är baserad på precisa robotmätningar som drivs av Hexagons avancerade lasertrackers och 3D-laserskannar med mätningsfunktioner av stora volymer.
– Det systemet är nyckeln till en produktiv och exakt robotmätning, förklarar Jaroslav Veselý, som leder Hexagons avdelning för smart tillverkning i Tjeckien.
– Leica Absolut Tracker AT960 kan mäta sex frihetsgrader(6DoF), som standard, vilket tillåter användning av en 3D-laser eller sond på ett avstånd upp till 60 meter, säger Jaroslav Veselý och fortsätter:
– För att kunna säkerställa en helautomatisk kontroll av dimensioner, former och positioner i uppmätta element krävs bara programmering av cellen med en unik kombination av integrerade tillbehör från Hexagon. Det handlar om att sammankoppla metrologi och programvara för programmering, utvalda roterande bord och flexibla fixturer i den nya cellkontrollerade systemarkitekturen.
Det konfigurerade systemet säkerställer ett snabbt datautbyte mellan all kringutrustning vilket möjliggör ett automatiskt skapande av mätningsprogram baserat på CAD-data för delar och fastspänningsdon med exakt positionering, men också för mät-simulering. Och sist men inte minst, den snabba utvärderingen av stora volymer skannad data som omvandlas till grafisk presentation av mätresultaten.
Konceptet med de robotiserade mätningscellerna finns nu på plats i Mladá Boleslav. Lösningen som installerades inom loppet av bara några månader är en prototyp skräddarsytt specifikt för mätcentralens behov på just denna plats. Systemet är designat för att leverera den mångsidighet som centret behöver.
Installation av en växlarenhet möjliggör också en direkt omkoppling mellan höghastighetsskanning och en mer exakt taktil mätning. Detta innebär att systemet alltid kommer att kunna utföra mätningar av svåråtkomliga områden, exempelvis öppningar, som annars inte hade varit möjligt med andra mindre anpassade lösningar.
De smarta cellerna är också utrustade med två arbetsstationer med roterande bord. För att exakta fixturer snabbt ska kunna byggas i obegränsat antal används det flexibla och magnetiska fixtursystemet Five U-nique. Fixtursystemet gör automatiserade mätprocesser mer flexibla tack vare att installationen kan göras på avsevärt kortare tid vilket i sin tur möjliggör snabba ändringar mellan konfigurationer. Referenspositionen för varje fixtur bestäms automatiskt utifrån delarnas Cad-data.
Roboten går in i positionen med ett specialverktyg från verktygsväxlaren och bestämmer slutpositionen samt höjden på fixturen. Genom att alla uppmätta delar säkerställs även vid en omjustering av jiggarna leder det till minskade kostnader för anskaffande och lagring av individuella fasta konfigurationsjiggar för varje enskild del.
Noggrannheten i placeringen av jiggen definieras i mätningssystemet, i detta fall en laserspårare och skanner med hög precision. Detta system mäter robotens position när den positionerar fixturer för att säkerställa noll avvikelser från referenspositionen.
Five U-nique systemet har tidigare använts uteslutande för att positionera delar i koordinatmätmaskiner. Men det nya konceptet som är särskilt utvecklat för Škoda Auto visar att systemet fortfarande kan spela en viktig roll vid smart tillverkning.
