Nhà cung cấp ô tô GEDIA đang tiến hành phương pháp tiếp cận mới cho việc kiểm soát chất lượng: Công ty đang dần thay thế công nghệ đo lường tiếp xúc và thước đo với phương đo 3D bề mặt bằng quang học. Việc sử dụng các hệ thống đo lường quang học đã giúp GEIDA linh hoạt hơn trong việc cắt giảm chi phí và giảm thời gian đo lường.

Thông tin về GEDIA
Địa điểm công ty: Attendorn, Đức
Hệ thống đo lường: ATOS, ATOS ScanBox
Phần mềm GOM: ATOS Professional, GOM Inspect Professional, GOM Inspect
Lĩnh vực hoạt động của công ty: Ô tô

Được thành lập vào năm 1910, GEDIA Gebrüder Dingerkus GmbH phát triển và sản xuất các bộ phận và các chi tiết lắp ráp cho thân xe ô tô. Công ty có trụ sở tại Attendorn, Đức và điều hành các cơ sở sản xuất khác nằm ở Ba Lan, Tây Ban Nha, Trung Quốc và Mexico. Tất cả các nhà máy sản xuất các bộ phận đôt, dập và uốn cho ngành công nghiệp ô tô. Công ty cũng điều hành các trung tâm kỹ thuật ở Pháp, Mỹ và Thụy Điển.

Mục tiêu dẫn đầu về công nghệ

Cho đến thời điểm này, GEDIA đã tập trung vào đo lường tiếp xúc, sử dụng các thiết bị đo tọa độ và thước đo để kiểm soát chất lượng các bộ phận lắp ráp và trong chế tạo dụng cụ. Tuy nhiên, phương pháp đo lường này đã đạt đến giới hạn khi công ty phát triển và mở rộng quy mô, ví dụ: nhà máy tại Attendorn. Đặc biệt, việc kiểm tra các bộ phận kim loại tấm trở nên tốn nhiều thời gian và công sức, vì tất cả các bộ phận phải được vận chuyển vài trăm mét từ nhà máy dập hoặc nhà máy lắp ráp đến phòng đo trung tâm. Để tối ưu hóa quy trình, họ quyết định đưa các hệ thống đo lường đến khu vực sản xuất linh kiện, thay vì vận chuyển linh kiện đến hệ thống đo lường.

Tuy nhiên, điều này sẽ yêu cầu thiết bị đo có thể di động dùng trong sản xuất. Phương pháp kiểm soát chất lượng mới là một bước quan trọng trong việc hiện thực hóa mục tiêu dẫn đầu về công nghệ sản xuất của GEDIA. Do đó, việc chuyển đổi từ các hệ thống đo tiếp xúc truyền thống sang phép đo tọa độ 3D quang học toàn bề mặt đang được triển khai trên toàn thế giới tại tất cả các địa điểm sản xuất và tại tất cả các cơ sở có liên quan, chẳng hạn như xưởng đột, dập và nhà máy lắp ráp. (Hình 1)

Yêu cầu rút ngắn thời gian đo kiểm để mở rộng quy mô sản xuất

Giống như nhiều công ty phải điều chỉnh quy trình của họ để phù hợp với việc gia tăng sản xuất, GEDIA gặp thách thức trong việc tìm cách cắt giảm thời gian đo lường. Tất nhiên, chất lượng vẫn phải đúng yêu cầu, mặc dù chu kỳ ngày càng ngắn lại và sản lượng sản xuất tăng lên. Tuy nhiên, việc đo tiếp xúc thường tương đối chậm, nhất là các bộ phận có hình dạng phức tạp, dẫn đến kéo dài thời gian làm việc và hậu cần, và phương pháp này thường chỉ có thể đo một số vị trí nhất định.

Hình 1: GEDIA sẽ triển khai phép đo tọa độ quang học 3D trên toàn thế giới tại tất cả các địa điểm sản xuất và các cơ sở liên quan, chẳng hạn như xưởng đột dập, hàn và lắp ráp.

Để quản lý số lượng đầu ra và yêu cầu đo lường ngày càng tăng, GEDIA đã phải thuê ngoài nhiều dịch vụ đo lường từ các nhà cung cấp dịch vụ bên ngoài. Tình huống này có hai nhược điểm chính: Nó không chỉ dẫn đến chi phí cao mà còn có khả năng rò rỉ thông tin nội bộ ra bên ngoài. Do đó, phương pháp kiểm soát chất lượng mới này sẽ được sử dụng hoàn toàn tại công ty. Với quyết định này, các chuyên gia công nghệ đo lường và kiểm soát chất lượng tại GEDIA đưa ra bốn tiêu chí chính cần xem xét: Các hệ thống cần thực hiện được các phép đo toàn bề mặt, đồng thời có khả năng di động và linh hoạt. Công ty cũng muốn đưa giải pháp này vào nội bộ công ty một cách trọn vẹn nhất.

Tiếp cận công nghệ đo lường quang học

Sau nhiều lần chạy thử nghiệm không đạt yêu cầu với các thiết bị tiếp xúc di động được gắn trên các cánh tay robot, công ty cũng nhận ra phương pháp đo lường này sẽ không đáp ứng được nhu cầu của họ. GEDIA đã khởi động quá trình chuyển đổi từ đo lường tiếp xúc sang đo lường quang học bằng cách đầu tư vào máy quét 3D ATOS để đo tọa độ quang học 3D toàn bề mặt. Đây là bước đầu tiên quan trọng trong hành trình hướng tới mục tiêu dẫn đầu về công nghệ. (Hình 2)

Với khả năng cung cấp dữ liệu đo chính xác nhanh chóng, máy quét 3D quang học ATOS đáp ứng các tiêu chí của công ty với độ phận giải cực cao. Khi xử lý các kích thước và chi tiết bề mặt khác nhau của các bộ phận do GEDIA sản xuất, hay thậm chí cả các tác vụ đo lường phức tạp, hệ thống quang học ATOS vẫn cung cấp:
– Tọa độ 3D chính xác với chất lượng dữ liệu cao
– Kiểm tra tham số và xuất báo cáo có thể truy xuất
– So sánh độ lệch với file CAD, hoặc giữa hai bộ phận với nhau
– Đánh giá theo bản vẽ 2D
– Cung cấp các danh mục kiểm tra, kích thước hình học và dung sai (GD&T) cũng như phân tích xu hướng
– Báo cáo đo lường đầy đủ, trình bày rõ ràng

Hệ thống ATOS đã nhanh chóng chứng minh rằng GEDIA có thể tận dùng các lợi thế từ công nghệ đo quang học khi nó được sử dụng để đo các công cụ và khuôn dập, cũng như để đo các bộ phận kim loại tấm. Từ việc phát triển nguyên mẫu cho đến đo lường sản xuất hàng loạt, phân tích bộ phận, số hóa cho đến mô phỏng các cụm lắp ráp ảo – tất cả các tác vụ này có thể được thực hiện bằng một công nghệ duy nhất, trái ngược so với phương pháp đo tiếp xúc.

Hình 2: GEDIA đã khởi động quá trình chuyển đổi từ đo lường tiếp xúc sang đo lường quang học bằng cách đầu tư vào máy quét 3D ATOS để đo quang học dữ liệu 3D toàn bề mặt. Dữ liệu đo có thể được phân tích ngay lập tức và so sánh trực tiếp với dữ liệu CAD. Các sai lệch so sánh với CAD sẽ được đánh dấu bằng màu sắc và rất dễ quan sát, cho phép thực hiện các cải tiến tới quy trình sản xuất.

Hình 3: Các hệ thống đo quang học giúp cho việc hiệu chỉnh công cụ trở nên dễ dàng hơn. Do vậy, số chỉnh sửa công cụ lại sẽ ít hơn trước khi được phê duyệt.

Bằng cách đo các công cụ đạt chuẩn bằng máy quét ATOS, người dùng cũng có thể cập nhật dữ liệu CAD cho công cụ để sử dụng sau này. Điều này cho phép gia công các bản sao của công cụ dựa trên dữ liệu ATOS. (Hình 3)

Các báo cáo đo kiểm rõ ràng, dễ đọc được tạo từ dữ liệu quét mang thêm các lợi ích khác: Trái ngược với hàng tá các trang bảng biểu từ các báo cáo kiểm tra với các điểm đo riêng lẻ, chúng cải thiện tính rõ ràng và khả năng đọc đáng kể. Điều này làm giảm thời gian cần thiết để thảo luận và bất kỳ bước hiệu chỉnh cần thiết nào cũng có thể được thực hiện nhanh chóng và hiệu quả.

Cải tiến: Đo lường quang học tự động

Những trải nghiệm về đo lường 3D quang học tại GEDIA sớm đòi hỏi các yêu cầu bổ sung: Để làm cho quy trình trở nên linh hoạt hơn và hiệu quả hơn về thời gian và chi phí, GEDIA muốn sở hữu cả giải pháp đo quang học tự động lẫn di động.

Khi một trạm đo tùy chỉnh do GEDIA thiết kế với thiết bị GOM tích hợp được chứng minh là một bước đi đúng hướng (Hình 4), công ty đã quyết định mua một trạm đo tự động tiêu chuẩn: ATOS ScanBox (Hình 5). Trái ngược với một giải pháp tùy chỉnh, ATOS ScanBox đi kèm với tất cả các yếu tố cần thiết để kiểm tra và số hóa 3D hoàn toàn tự động. Hệ thống hoàn chỉnh bao gồm phần cứng, phần mềm, dịch vụ khách hàng toàn cầu, thiết bị an toàn và tài liệu. Do đó, nhà cung cấp ô tô không phải lo lắng về bất kỳ kế hoạch hoặc đầu tư bổ sung nào – tất cả những gì cần thiết để vận hành giải pháp trạm đo trọn gói này tại chỗ là không gian và nguồn điện.

Một điểm đặc biệt quan trọng đối với GEDIA đó là khi làm việc với GOM, công ty sẽ hợp tác với một đối tác duy nhất để lập kế hoạch, thiết lập, đào tạo và hỗ trợ. Ngay cả quy trình phê duyệt an toàn thông thường cũng có thể loại bỏ: Thiết kế vỏ công nghiệp của trạm đo đảm bảo rằng không có rủi ro về an toàn cho nhân viên. Ngăn chặn thiệt hại cho các bộ phận bằng phương pháp bảo vệ va chạm.

Hình 4: Giải pháp tự động đầu tiên tại GEDIA: một trạm đo tùy chỉnh với thiết bị GOM tích hợp.

Hình 5 (Phải): Hệ thống ATOS ScanBox tiêu chuẩn đi kèm với tất cả các yếu tố cần thiết để kiểm tra và số hóa 3D hoàn toàn tự động. Trong nhà máy ép Attendorn của GEDIA, nó đã giúp cắt giảm hơn một nửa thời gian đo so với các giải pháp đo tiếp xúc trước đây.

Các trạm đo tiêu chuẩn tại nhiều địa điểm

ATOS ScanBox đầu tiên của GEDIA được sử dụng để kiểm soát chất lượng liên quan đến sản xuất tại xưởng ép tại Attendorn. Trái tim của trạm đo là máy quét ATOS Triple Scan được điều khiển bằng robot, được phát triển với mục tiêu tập trung các ứng dụng sản xuất như vậy. Một lợi thế khác cho nhà cung cấp ô tô là ATOS ScanBox có thể được vận hành trực tiếp bởi nhân viên sản xuất vì tất cả các quy trình đo lường và kiểm tra cho đến báo cáo đo lường đều có thể được tiến hành nhanh chóng và dễ dàng. Điều này có thể thực hiện được nhờ giải pháp phần mềm tiêu chuẩn VMR (phòng đo ảo), giúp tái tạo môi trường thực tế của ATOS ScanBox đến từng chi tiết nhỏ nhất. Do đó, rô-bốt có thể được vận hành bằng các lệnh kéo và thả đơn giản mà không cần bảng điều khiển rô-bốt. Trong VMR, thậm chí có thể lập trình ngoại tuyến mà không có bất kỳ bộ phận thực tế nào bằng cách sử dụng dữ liệu CAD.

Tại nhà máy ép ở Attendorn, ATOS ScanBox đã giúp cắt giảm hơn một nửa thời gian đo so với các giải pháp đo tiếp xúc trước đây. Điều này đã vượt quá mong đợi của GEDIA. Ngoài ra, người dùng có thể làm việc mà không cần thiết bị đo đắt tiền khi sử dụng công nghệ đo quang học.

Hệ thống ATOS ScanBox thứ hai đã được sử dụng để kiểm tra chất lượng của một trong những sản phẩm quan trọng nhất của GEDIA, đó là phần đuôi xe lắp ráp của một chiếc ô tô cao cấp của Đức. Ngay cả các bộ phận có kích thước lớn cũng có thể vừa với trạm đo.

GEDIA đã bước vào giai đoạn lập kế hoạch cho ATOS ScanBox thứ ba cho nhà máy in của mình ở Ba Lan và các hệ thống bổ sung sẽ sớm được triển khai cho các địa điểm ở Tây Ban Nha và Hungary. Mặc dù các trạm đo được sử dụng tại các địa điểm khác nhau, GEDIA vẫn có thể quản lý chất lượng tập trung: Các quy trình đo lường và kiểm tra với ATOS ScanBox được tiêu chuẩn hóa và do đó có thể được áp dụng thống nhất tại các địa điểm khác nhau. Nhờ vậy, toàn bộ quy trình kiểm soát chất lượng dần trở nên minh bạch và có thể truy xuất nguồn gốc. Trong tương lai, GEDIA sẽ hoàn thành việc tổ chức lại bộ phận kiểm soát chất lượng và sẽ trang bị riêng cho tất cả các cơ sở hệ thống đo quang học – bước cuối cùng của GEDIA trong hành trình hiện thực hóa mục tiêu dẫn đầu ngành về công nghệ sản xuất.

Công ty TNHH Thiết bị Công nghiệp và Giáo dục Tân Tiến (AIE Co., Ltd) hiện là đối tác chính thức của GEDIA tại Việt Nam. Thông tin chi tiết về các giải pháp AIE cung cấp, vui lòng truy cập trang web https://aie.com.vn/

Để xem các tin bài khác về “Scan 3D”, hãy nhấn vào đây.

 

(Nguồn: Gom Metrology)