Desafios da Indústria 4.0 no setor automóvel

Nos últimos anos, a indústria automóvel obteve avanços muito significativos na transformação digital de processos de produção flexíveis e individualizados, devido à necessidade de adaptar os veículos à procura dos clientes de forma rápida e eficiente. Nesta transformação para a digitalização industrial, a automação dos sistemas de inspeção de qualidade desempenha um papel decisivo no processo de produção.

Entre os desafios 4.0 que o setor automóvel deve enfrentar, o controle de qualidade é sem dúvida o mais complexo: o objetivo é adquirir dados suficientes e processá-los para medir geometrias complexas no menor tempo possível. No entanto, as soluções atuais de perfilometria a laser não fornecem dados suficientes para definir totalmente a orientação da peça, o que criou uma oportunidade de acesso ao mercado para os sistemas baseados em luz estruturada.

O desafio: como calcular a orientação de uma superfície com alta precisão

Os profilômetros lineares podem calcular apenas um ou dois dos três ângulos planos da superfície de um objeto, portanto, não podem ajudar a determinar a orientação de uma superfície com precisão completa. Este cálculo é essencial para a indústria automóvel nas aplicações em que os sistemas robóticos guiados por visão encaixam uma peça (como um painel de uma porta ou um para-brisa) na estrutura da carroçaria. Além disso, a peça que se digitaliza deve ser movida sob o laser do perfilômetro (que envolve a instalação de um transportador ou um sistema semelhante) para construir uma nuvem de pontos 3D completa.

A solução: sensores laser baseados na projeção de luz estruturada

Os sistemas de luz estruturados, também conhecidos como sistemas de projeção de padrão ou fringe projection, fazem uma inspeção de alta velocidade e fornecem uma grande quantidade de dados muito valiosos para a indústria automóvel. Um equipamento de luz estruturada digitaliza uma área inteira para uma nuvem de pontos 3D, projetando vários padrões de luz em sequência rápida numa superfície estacionária. Desta forma, reduzimos os custos associados à instalação e manutenção de um sistema de manuseamento de peças e evitamos vibrações que influenciam na repetibilidade da medição.

A vantagem dos sistemas de luz estruturados é que eles podem recolher dados de toda a superfície do objeto e calcular a orientação de toda a superfície (ângulos planos). Os resultados são enviados para um robot para alinhamento preciso em aplicações de orientação.

A Velocidade é a chave

Os sistemas de luz estruturados inteligentes são capazes de fornecer um grande número de conjuntos de dados em tempos de ciclo muito rápidos. Portanto, são os únicos que se adaptam perfeitamente às necessidades da indústria automóvel.

Equipamentos de luz estruturada de alta-definição usando câmaras de 2 megapixel realizam uma digitalização 3D completa em aproximadamente 0,5 segundos, dependendo da forma, cor e refletividade do objeto. Adicione a isso mais 2-4 segundos para transferir dados para o PC e gerar uma nuvem de pontos 3D, resultando numa inspeção completa num ciclo de tempo aproximado de 4-5 segundos.

O sensor inteligente Gocator 3210 combina digitalização, medição e comunicação num único sensor snapshot 3D ativado pela tecnologia de fringe projection, tornando-o a solução ideal para inspeção de qualidade de peças automóvel, montagens e acabamentos finais. O sensor de snapshot Gocator 3210 possui um controlador inteligente integrado que pré-processa os mesmos dados da câmara de 2 megapixel para produzir digitalização de 5 Hz, oferecendo uma inspeção completa num tempo de ciclo de 200 milissegundos (o tempo necessário para concluir a digitalização, medição e controle).

Automatização Pass / Fail: um projeto de sucesso de Imain Navarra

O posto de visualização offline desenhado, produzido e programado pela Imain Navarra S.L, com o apoio técnico da INFAIMON, foi concebido como a evolução tecnológica do padrão Pass / Fail para o padrão 4.0.

O objetivo deste posto auxiliar na linha é a verificação contínua do processo de produção. Com o método manual “passa / não passa”, a verificação costuma ser realizada no início do turno, levando à perda de tempo e possivelmente de dados (além da falta de controle que a verificação tenha sido realizada). O método manual está sujeito a erros humanos e pode levar a mais rejeições por problemas de qualidade na mesma fábrica ou até mesmo no cliente final.

Por meio desta verificação contínua ou frequente podemos verificar a tendência geométrica da produção. Todos os dados verificados são armazenados num banco de dados, permitindo consultar as medições históricas. Esta tendência permite que ações preventivas sejam programadas, evitando paragens na linha de produção.

O posto de visão offline é composto por:

– PCL Siemens

– Robot Yaskawa

– Sensor Snapshot Gocator 3D 3210

– HMI Mitsubishi

Cómo funciona?

• • Localizada na proximidade das linhas de produção, p cada x peças (de acordo com a frequência determinada pelo cliente) um operador introduz uma peça produzida no mesmo momento. Podemos inserir tantas peças como as ferramentas atribuídas ao posto.
  • O posto verifica as coordenadas X, Y, Z do RPS indicadas pelo cliente. Esses dados são mantidos num banco de dados.
  • Uma vez verificada, a peça retorna à linha e segue seu curso.
  • A medição é feita em poucos segundos, usando um robot e um sensor snapshot Gocator 3210 no eixo 6.
  • Com este método de trabalho é obtida uma tendência dos RPS indicado pelas 3 coordenadas.

Beneficios para o cliente

Com este posto, o cliente consegue:

• • Tendência dimensional da produção
  • Rastreabilidade e histórico de inspeções
  • Programação de correção de ferramentas