GÓI GIẢI PHÁP ĐO LƯỜNG CHO NGÀNH CÔNG NGHIỆP Ô TÔ ĐẾN TỪ ZEISS

Success Story: Kiểm soát quy trình sản xuất các sản phẩm nhựa cỡ lớn
Đo lường 3D tự động tại Coko-Werk GmbH & Co. KG

Vị trí: Bad Salzuflen, Đức
Thiết bị: ScanBox Series 6
Phần mềm: ZEISS INSPECT

Coko-Werk GmbH & Co. KG là công ty có truyền thống lâu đời trong lĩnh vực ép nhựa.

Được thành lập vào năm 1926, Coko bắt đầu với một dòng sản phẩm độc đáo, đó là chiếc lược bằng vật liệu nhựa dẻo siêu bền. Vào giữa những năm 1980, Coko bắt đầu sản xuất các bộ vỏ máy tính cho thương hiệu máy tính huyền thoại Commodore Amiga.

Ngày nay, công ty đã tự coi mình như một nhà cung cấp hệ thống cho các sản phẩm nhựa kỹ thuật và chuyên về các mẫu nhựa khổ lớn. Công ty sử dụng máy đo 3D quang học ZEISS ScanBox tại các khu vực phát triển và đổi mới ở Bad Salzuflen, Đức, để đảm bảo việc kiểm soát chất lượng hiệu quả trong quy trình sản xuất.

I/ Coko là đơn vị cung ứng với nhiều phương pháp sản xuất đa dạng

Coko sở hữu các nhà máy lớn và nhiều trang thiết bị tại bốn khu vực ở Đức, Ba Lan và Thổ Nhĩ kỳ. Họ sản xuất các chi tiết ép nhựa từ nhỏ đến lớn, với trọng lượng có thể lên tới 10kg. Họ cũng chuyên lắp đặt các chi tiết lắp ráp phức tạp.

Andreas Spilker, Trưởng bộ phận QA/QM tại Coko nói: “Chúng tôi sản xuất các sản phẩm cho các ngành như ô tô, điện lạnh, lò sưởi & điều hoà, công nghệ y tế và công nghiệp”. 

Với sản phẩm đa dạng như vậy, họ cần có nhiều phương pháp sản xuất khác nhau: Các chi tiết ép nhựa, lắp ráp và sơn. Trong một số trường hợp sẽ có những sản phẩm được mạ điện hoặc dập bằng quy trình in pad.

Các quy trình lắp ráp được tự động hoá toàn bộ và sử dụng rô bốt. Andreas Spilker nhấn mạnh: “Coko liên tục tăng cường khả năng tự động hoá để chiếm lợi thế cạnh tranh, đặc biệt khi sản xuất các chi tiết cỡ lớn”. 

Các chi tiết cỡ lớn và có màu sắc tối như tấm chắn bùn được số hoá bằng ScanBox cùng máy quét ATOS 5X.

II/ Đo lường 3D quang học rút ngắn thời gian thiết lập và đảm bảo chất lượng

Kỹ thuật ô tô là một bộ phận quan trọng trong hoạt động kinh doanh cốt lõi tại Bad Salzuflen. Những chi tiết như tấm chắn bùn (tấm cản) dành cho các dòng xe UV được sản xuất bằng máy ép nhựa với lực đóng lên tới 2400 tấn. Ngoài ra, Coko cũng sản xuất lượng lớn các loại vỏ đầu đèn cho một số đơn vị OEM.

Công ty tận dụng lợi thế về kinh nghiệm của mình để đảm bảo viện tăng năng suất và tự động hoá quy trình sản xuất mẫu nhựa được hoàn thiện và triển khai trong thời gian ngắn nhất. Các chuyên gia của họ nhận được nhiều sự hỗ trợ từ các hệ thống đo lường 3D quang học của ZEISS trước những thử thách trong quá trình làm việc. Các kết quả đo toàn trường cho phép tác vụ kiểm tra đầu tiên và công cụ chỉnh sửa nhanh chóng, nhằm rút ngắn thời gian sản xuất.

Andre Gromann, Trưởng bộ phận đo lường tại Coko nói: “Chúng tôi đang sử dụng ScanBox để kiểm soát chất lượng quy trình sản xuất của mình một cách hiệu quả từ năm 2020”. Máy đo 3D quang học được trang bị các cảm biến quét 3D công nghiệp chính xác cao để có thể kiểm tra toàn bộ biên dạng vật thể mà không cần tiếp xúc: “Trong quá trình phân tích kích thước và hình dạng, toạ độ thực được dựa trên bản quét 3D được so sánh với bản vẽ trong phần mềm kiểm tra hoặc trực tiếp với dữ liệu CAD gốc”.

III/ Hệ thống gá đa năng giúp tăng năng suất và sự linh hoạt quy trình sản xuất

Các kỹ sư đo lường tại Coko cần khả năng kiểm tra nhiều mẫu trong thời gian ngắn nhất có thể để đảm bảo việc kịp thời đưa ra các hành động chỉnh sửa cần thiết. Đối với những tác vụ có số lượng mẫu đo lớn, việc phát triển các đồ gá tuỳ biến vô cùng quan trọng.

Các chi tiết tấm chắn bùn sẽ được đặt trên hệ thống gá tiêu chuẩn và số hoá dựa trên quy tắc 3-2-1. Andre Gromann nói: “Trong quá trình đo, chúng tôi sử dụng gá đỡ đa năng để cải thiện hiệu suất”. Nhờ gá đỡ đa năng này, hai tấm chắn bùn có thể được quét đồng thời. Tuy nhiên, thiết bị này không chỉ tăng năng suất, mà còn mang lại sự linh hoạt cho các kỹ sư đo lường sự. Ông nói thêm: “Chúng tôi không còn cần không gian lưu trữ cho các đồ gá cồng kềnh nữa, việc thao tác cũng dễ dàng và tiết kiệm nhiều chi phí hơn”.

Trong các tác vụ kiểm tra hàng loạt, công việc đo kiểm được tiến hành thông qua giao diện Ki-ốt đơn giản của ScanBox. Các chương trình kiểm tra và đo được lưu dưới dạng mẫu trong tính năng phòng đo ảo. Người dùng có thể truy cập chúng trong chế độ Ki-ốt. Người vận hành sẽ nhập tên của mình vào ma trận, lựa chọn mẫu cho vật thể, nhập số định danh của tác vụ kiểm tra và bắt đầu quét. Công việc kiểm tra sẽ diễn ra nhanh chóng. Với kết quả kiểm tra được nhập tự động vào hệ thống CRQ của Coko.

Thiết kế gá đỡ được phát triển bởi Andre Gromann trong hệ thống Scanbox cho phép thao tác đo đồng thời nhiều mẫu

IV/ Gá đỡ đa năng giúp giảm thời gian chuẩn bị và tối ưu tốc độ quét

Trong lĩnh vực ép nhựa, kích thước sản phẩm có thể từ chỉ vài cm cho tới vài mét. Các hệ thống đo lường cần phải có khả năng kiểm tra mọi loại công cụ và linh kiện trong thời gian ngắn nhất. Hai khoang đo trong hệ thống Scanbox có thể vận hành độc lập với nhau. Các kỹ sư đo lường có thể quét 2 mẫu chắn bùn tại khoang phải, đồng thời quét các linh kiện nhỏ ở khoang bên trái trên gá đỡ đa năng.

“Gá đỡ đa năng dạng tháp được phát triển dạng một chiếc lồng để đảm bảo việc các mẫu đo có thể được lắp đặt nhanh nhất và rút ngắn thời gian chuẩn bị”, Andre Gromann nói: “ Chiếc lồng có thể được trang bị lên tới 8 máy đo. Để tránh việc nhầm lẫn giữa các thiết bị đã được hiệu chuẩn, khoảng cách các chốt định vị sẽ được lắp đặt khác nhau”. Gá đỡ đa năng có thể được lắp đặt ở phía trước hoặc phía sau khi làm việc với các mẫu đo nhỏ. Tuy nhiên, không nhất thiết phải di chuyển các mẫu đo lớn và nặng, hoặc các thiết bị định vị xung quanh bàn xoay. Bàn đo có thể được xoay theo bất cứ hướng nào để thuận tiện cho quá trình kiểm tra.

V/ ZEISS INSPECT là mắt xích quan trọng trong quy trình phát triển sản phẩm

Dù bạn có đang thực hiện kiểm tra mẫu đầu tiên hay hàng loạt: mỗi dự án đo đều sẽ được lên kế hoạch và chuẩn bị tại trạm offline tại khu vực đo lường. Coko sử dụng phần mềm ZEISS INSPECT cho các tác vụ đánh giá dữ liệu 3D chi tiết. Björn Sonters, kỹ sư đo lường tại Coko giải thích: “Khi kiểm tra vỏ đèn, chúng tôi thường đo đường kính, độ trụ và độ lệch vị trí”, Anh nói thêm: “Chúng tôi đặc biệt tập trung vào việc căn chỉnh RPS và đánh giá điểm tới điểm”.

Bên cạnh đó, đánh giá GD&T cũng vô cùng quan trọng trong lĩnh vực ép nhựa. Nhờ có ZEISS INSPECT, việc xác nhận độ lệch hoặc lỗi có nằm trong phạm vi cho phép hay không trở nên dễ dàng hơn rất nhiều.

Björn Sonters giải thích: “Bạn có thể phát hiện lỗi ngay lập tức. Trong nhiều trường hợp, hộc đèn sẽ không thể lắp đặt nếu bị biến dạng dù chỉ một chút” 

Coko sử dụng ZEISS INSPECT xuyên suốt quy trình phát triển sản phẩm của họ (PDP) và thường giữ liên lạc trực tiếp với khách hàng của mình, vì dữ liệu 3D thực tế có sức thuyết phục rất cao. Các dữ liệu sẽ thể hiện việc sản phẩm họ đang phát triển có khả quan hay không. Trong những giai đoạn sau của phát triển sản phẩm, người dùng có thể thiết lập những dự án xu hướng trong phần mềm để thực hiện các vòng lặp kiểm tra. Dữ liệu 3D toàn trường thân thiện với người dùng và cho thấy những gì đã diễn ra khi được cải thiện. Các công việc kiểm tra cho vỏ đèn thường phức tạp hơn trong giai đoạn lắp ráp. Người dùng có thể mô phỏng nhiều phương hướng khác nhau, thay đổi yêu cầu hoặc ý tưởng cho việc lắp đặt. Việc hình tượng hoá giúp kỹ sư có thể thay đổi các kích thước trong bản vẽ, và đảm bảo đèn có thể hoạt động như dự kiến.

ZEISS INSPECT trực quan hoá khuyết tật ẩn với tính năng so sánh bề mặt

Với tính năng lắp ráp ảo, các kỹ sư đo lường tại Coko có kết hợp kỹ thuật số những chi tiết lẻ với nhau. Điều này đảm bảo các chi tiết sản xuất tại các khu vực khác cũng có thể được lắp ráp.

 

VI/ Tương lai nào cho gá kẹp ảo, kiểm tra thể tích và tính năng tự động chuyển mẫu

Các kỹ sư tại Coko hiện đang nghiên cứu ba phương pháp để tăng tốc quy trình đo của mình: một hệ thống chuyển mẫu theo lô tự động dành cho Scanbox,  kiểm tra thể tích thông qua phương pháp chụp cắt lớp để phân tích khuyết tật và lên phương án lắp ráp cho toàn bộ sản phẩm, và Gá Kẹp Ảo.

Tuỳ chọn Gá Kẹp Ảo (Virtual Clamping) trong ZEISS INSPECT sẽ mô phỏng các chi tiết kẹp và tính toán trạng thái kẹp dựa trên dữ liệu thực trong điều kiện bình thường. Các kỹ sư đo lường hi vọng rằng họ có thể tiết kiệm nhiều thời gian hơn bằng loại khung kẹp được phát triển nội bộ.

Coko đã bắt đầu tích hợp công nghệ chuyên sâu hơn cho quy trình sản xuất của mình. Andreas Spilker, Trương bộ phận QA/QM tại Coko nhận định: “Việc tích hợp cần có các hệ thống đo lường, hiệu quả, đáng tin cậy và nhanh chóng”. Ông nói thêm: “Tất nhiên chúng tôi muốn được giám sát quy trình sản xuất. Chúng tôi muốn đạt được kết quả chất lượng, và quan trọng nhất là: Chúng tôi muốn mọi thứ diễn ra nhanh chóng.