Robot – narzędzie pomiarowe do kontroli siły przy regulacji elementów samochodowych

Przemysł motoryzacyjny od lat korzysta z tradycyjnego, dobrze sprawdzonego schematu organizacyjnego. U jego podstaw znajdują się producenci surowców: stali, aluminium, tworzyw sztucznych itp. Na szczycie zaś producenci pojazdów określani skrótem OEM (Original Equipment Manufacturer). Z reguły są nimi międzynarodowe podmioty. Do tego grona należą takie koncerny jak: PSA, Toyota czy Mercedes Benz.

Pomiędzy podstawą a wierzchołkiem przebiega łańcuch dostaw. Najbliżej szczytu są ulokowani producenci części dostarczający je bezpośrednio producentom OEM. Zalicza się ich do grupy TIER 1. TIER 2 to niższy poziom, na którym znajdują się producenci, którzy zaopatrują kontrahentów z grupy TIER 1, ale nie sprzedają bezpośrednio dla OEM.
TIER 3 to producenci surowców i materiałów nisko przetworzonych zaopatrujący kontrahentów z OEM, TIER 1 i TIER 2 (ryc. 1).

Nadchodzą zmiany

Ten model dość dobrze oddaje relacje pomiędzy dostawcami i odbiorcami na różnych poziomach, jednak pojawiają się głosy, że w interesie branży motoryzacyjnej leży zastąpienie go inną strukturą. Nowy sposób organizacji bywa nazywany ekosystemem i jest słabo zhierarchizowaną siecią powiązań między dostawcami towarów i usług i ich dostawcami.
Taka struktura mogłaby ewoluować, dostosowując się do aktualnych potrzeb rynku. Firmy z grupy OEM utraciłyby prymat na rzecz tych wytwórców, którzy mogą najszybciej zareagować na zmieniające się potrzeby rynku (ryc. 1).
W tym miejscu wypada wspomnieć o rosnącym znaczeniu firm z sektora IT. Dotychczas dostarczały one rozwiązań całemu sektorowi, reagując na jego potrzeby. Ta sytuacja może ulec zmianie wraz z ewolucją sposobu wykorzystania samochodów. Wiele wskazuje na to, że w przyszłości w aglomeracjach miejskich będzie dominował model współdzielenia pojazdów będących własnością jednego lub kilku operatorów. Wtedy kluczowe znaczenie miałyby firmy dysponujące doświadczeniem w zakresie e-commerce, gromadzenia i przetwarzania dużych ilości danych, pozyskiwaniu klientów korporacyjnych i indywidualnych. Do tej charakterystyki pasują giganci IT, którzy zresztą nie kryją swoich ambicji.


Ryc. 1.


Większe obciążenie, szybsze zużycie

Odejście od tradycyjnego modelu posiadania samochodu może w ciekawy sposób wpłynąć na wielkość zapotrzebowania na pojazdy, a finalnie także na wolumen produkcji. Pojazdów współdzielonych mogłoby być znacznie mniej niż dziś samochodów prywatnych. Byłyby one jednak znacznie intensywniej eksploatowane. Krótszy czas pomiędzy naprawami i ostatecznie złomowaniem sprawiłby, że produkcja nowych pojazdów nie zmniejszyłaby się tak bardzo, jak można by się tego spodziewać.

Jakość u podstaw

Na razie widać zmiany w zakresie kontroli jakości półproduktów i części. Dotychczas wiele z nich, zwłaszcza te powstające na poziomie TIER 2, kontrolowano pobieżnie albo w ogóle rezygnowano z kontroli jakości, przenosząc ją na etap montażu podzespołów na poziomie TIER 1. Od pewnego czasu widać tendencję do wprowadzania rygorystycznej kontroli jakości tam, gdzie powstają elementy tak drobne, jak pokrętła i suwaki żaluzji wylotów układu wentylacyjnego.
Zaostrzona kontrola, zwłaszcza tych części, które będą montowane w pojazdach z segmentu premium, może być konsekwencją rosnących wymagań klientów. Ceny samochodów osobowych rosną, a nabywcy oczekują, że drogie auta spełnią ich wyobrażenia o samochodach doskonałych. Skrzypiące, zbyt ciężko lub zbyt lekko obracające się pokrętło może wzbudzić w potencjalnym nabywcy wątpliwości, które ostatecznie wyślą go do salonu konkurencji.

Tab. 1


 

Ryc. 2


Lepiej, ale nie mniej

Jakość powinna być kontrolowana w taki sposób, żeby zagwarantować niezawodne wykrywanie uszkodzonych egzemplarzy, nie tworząc przy okazji wąskiego gardła w procesie produkcji. Rozwiązaniem jest automatyzacja lub robotyzacja procesu. Firma Mitsubishi Electric produkuje wszystkie urządzenia i komponenty niezbędne do budowy zrobotyzowanego stanowiska kontroli jakości wymaganego do sprawdzania tego typu elementów.
Jednym z możliwych rozwiązań jest wykorzystanie robota asystującego (cobota) Melfa Assista. Specyfika tego robota umożliwia uruchomienie go w bezpośrednim sąsiedztwie ludzi, bez potrzeby stosowania zabezpieczeń unieruchamiających robota w przypadku wejścia człowieka do strefy bezpieczeństwa (ryc. 3). Robot spełnia wymagania specyfikacji technicznej ISO/TS 15066, zatem nie stwarza zagrożenia dla pracowników.
Cobot może być wyposażony w czujnik siły 4F-FS002-W200 lub 4F FS002H W1000 (parametry techniczne w tabeli 1). Wyniki pomiarów przesądzą o zakwalifikowaniu badanego egzemplarza na przykład pokrętła do kategorii „sprawne” lub „wadliwe”. Czujnik siły przesyła wyniki pomiarów do kontrolera 2F DQ561, który jest połączony z kontrolerem robota za pomocą światłowodu. Dzięki temu do programowania można wykorzystać oprogramowanie RT Toolbox 3. Stanowisko można połączyć z systemem IT zakładu produkcyjnego – po to, aby zapisywać wyniki pomiarów w bazie danych.


 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ryc. 3


Pomiary

Dane dostarczane przez czujnik można wykorzystać do poruszania ramieniem cobota z zadaną siłą albo do mierzenia siły, która jest potrzebna, aby poruszyć przykładowe pokrętło. Stanowisko kontrolne proponowane przez Firmę Mitsubishi Electric ma kilka właściwości zwiększających jego przydatność:
• pomiar siły w całym zakresie ruchu badanego elementu,
• rejestrowanie największej wartości siły dla wskazanej pozycji,
• możliwość przeprowadzenia procesu uczenia się robota, dzięki któremu można stworzyć wzorzec elementu (np. pokrętła), który posłuży do oceny innych egzemplarzy,
• śledzenie zmian siły w trybie oscyloskopu.
Urządzenie może pracować w otoczeniu o temperaturze mieszczącej się w zakresie od -10 do 70°C. Można je również wykorzystać do testowania produktu w komorze klimatycznej.

Zapraszam do osobistego kontaktu, chętnie odpowiem na wszystkie pytania:

Jacek Taczała
e-mail: jacek.taczała@mpl.mee.com
tel. +48 691 406 034
LinkedIn: https://www.linkedin.com/in/jacek-taczala