Kĩ thuật chế tạo Automative ADAC với máy ATOS

ADAC Automotive lần đầu tiên ra mắt tại Grand Rapids, Michigan năm 1975. Lúc đó, công ty nhỏ được biết đến là Công ty nhựa ADAC. Bây giờ, ADAC Automotive là một nhà cung cấp hàng đầu, tập trung vào việc sản xuất các hệ thống lối vào xe, tay nắm cửa bên trong và ngoài xe, exterior trim và gương cho thị trường ô tô toàn cầu.

Công ty tuyển dụng hơn 1250 nhân viên tại sáu cơ sở ở Michigan, bao gồm Muskegon, Saranac và Auburn Hills cùng với ba cơ sở được đặt tại Grand Rapids. Sáu cơ sở này có tổng diện tích hơn 600.000 mét vuông và toàn bộ 5 cơ sở sản xuất ở phía Tây Michigan đã được tiểu bang Michigan chỉ định là những “Nhà máy sạch.”

Năm 2014, ADAC đã quyết định khám phá các hệ thống đo lường 3D. Phòng thí nghiệm đo lường của công ty đặt tại Grand Rapids, đã sử dụng 2 máy đo tọa độ CMM truyền thống để đo và kiểm tra các chi tiết, và cơ sở sản xuất ở Muskegon chủ yếu sử dụng phương pháp đo kiểm thủ công trên dây chuyền sản xuất.

Jesse Wagner, Quản lí đo kiểm của ADAC đã nói điều này: “Lý do lớn nhất mà chúng tôi tìm một hệ thống đo lường 3D là để đạt được khả năng nhìn thấy toàn bộ chi tiết. Với máy đo tọa độ CMM,chúng tôi chỉ thấy được một tệp tài liệu Excel cùng với các điểm dữ liệu,  làm cho việc tìm ra những thay đổi cần thiết là rất khó. Nhưng chỉ trong vòng một vài giây xem bản đồ màu từ kết quả đo của máy ATOS, chúng tôi có thể nhanh chóng biết được các bộ phận thực tế  so với  thiết kế ban đầu là như thế nào.

Sau khi so sánh một số hệ thống đo lường 3D, ADAC đã chọn máy quét ánh sáng xanh ATOS của hãng GOM . ATOS và phần mềm đi kèm của nó, phần mềm kiểm tra GOM Inspect được chọn vì dữ liệu chất lượng cao thu được sau một lần quét, dễ sử dụng và khả năng chụp hình ảnh phức tạp, điều này là không thể đối với môt máy đo tọa độ CMM truyền thống.

Bây giờ, với nhiều năm kinh nghiệm, ADAC đã chuyển đổi sang công nghệ đo 3D một cách ngoạn mục. Nhóm nghiên cứu đo lường đã giảm từ 2 máy đo tọa độ CMM truyền thống xuống thành 1 máy, và họ đã mua 5 chiếc máy ATOS Core, 1 máy Capsule 12M, 1 gói quang trắc và 2 máy quét tự động ATOS ScanBox 4105– một đặt tại phòng  thí nghiệm đo  lường ở Grand Rapids, và hai ở cơ sở sản xuất của họ ở Muskegon.

Công ty chủ yếu sử dụng máy quét để phát triển công cụ tạo khuôn và kiểm tra, và phòng thí nghiệm đo lường thường quét các chi tiết để kiểm tra biến dạng trước và sau khi chi tiết được trải qua các thử nghiệm nhất định như đo độ rung, độ ẩm, thấm nước, vòng đời và độ bền. Việc quét bộ phận trước và sau mỗi lần kiểm tra cho phép ADAC quan sát các vùng đã bị thay đổi trên chi tiết một cách nhanh chóng. Nhựa dễ uốn và dễ bị thay đổi từ các yếu tố bên ngoài, do đó thử nghiệm là một bước cần thiết để đảm bảo chất lượng sản phẩm với bất kì  những thay đổi thời tiết nào. Wagner nói : “Chúng tôi muốn bạn có thể vào và ra khỏi xe của bạn trong bất kì điều kiện nào.”

Máy ATOS ScanBoxes 4105 đã trở thành công cụ để tinh giản và cải tiến phương thức kiểm tra cho ADAC. Nhóm chất lượng cơ sở sản xuất tại Muskegon quét một loạt các điểm quan trọng trên các chi tiết sản xuất ra mỗi lần mà khuôn hoạt động ( mỗi ca, hàng ngày). Các phòng thí nghiệm đo lường ở Grand Rapids thực hiện định kì một phân tích chi tiết, xem xét mọi kích thước và bề mặt của mỗi sản phẩm. Máy Scanbox đi kèm với phần mềm VMR, tối ưu hóa đường chạy robot cho chương trình đo lường và kiểm tra tự động ngoại tuyến và trực tuyến. ADAC hoàn toàn sử dụng chế độ mẫu Kiosk, giao diện màn hình cảm ứng đồ họa cho phép nhân viên kiểm tra tại xưởng sản xuất dễ dàng lựa chọn mẫu linh kiện cho việc vận hành liền mạch, và kiểm tra hoàn chỉnh mà không cần đào tạo chuyên môn.

Mỗi máy ScanBox của ADAC đều được trang bị với máy ATOS+, cho phép tính năng chèn ảnh tự động được tích hợp vào từng chương trình. Bằng việc kết hợp quét 3D và chèn ảnh, máy Scanbox đảm bảo  chính xác với tốc độ nhanh hơn, độ tin cậy và tính lặp lại cao hơn, giảm chi phí cho đồ gá. Đặt cố định chi tiết trong máy Scanbox và sử dụng tích hợp đồ họa ATOS+ cho phép các điểm tham chiếu chỉ được đặt trên các đồ gá chứ không phải các chi tiết, đơn giản hóa việc chuẩn bị và tiết kiệm tiền

Trong khi tích hợp máy ATOS+  là một giải pháp tiêu chuẩn được đưa ra bởi GOM, ADAC đã đưa ra  thêm những ý tưởng sáng tạo cho đồ gá. Hầu hết các công ty có thể quét nhiều chi tiết cùng một lúc bằng cách sử dụng đồ gá và khung tham chiếu được thiết kế để chứa nhiều chi tiết. Nhóm đo lường của ADAC đã thiết kế và gia công các đồ gá có thể chứa tối đa 8 chi tiết. Trong một số trường hợp nhất định, có thể quét 2 đồ gá cùng một lúc trong khoảng đo  mặc định của máy. Điều đó có nghĩa là tối đa mười sáu chi tiết có thể được kiểm tra chỉ trong vài phút. Một đồ gá chứa hàng loạt các chi tiết và một đồ gá có thể sếp xen kẽ được đặt trên đầu có thể chứa một loạt các chi tiết khác nhau.

Đó là tất cả về việc tối đa hóa hiệu quả của máy quét”, Wagner nói. Nhóm nghiên cứu đo lường đã thiết kế đồ gá với sự giúp đỡ của nhóm CAD và sau đó sử dụng máy gia công CNC và máy in 3D để tạo chi tiết. Bằng cách sử dụng vật liệu rẻ tiền và xử lí quy trình nội bộ, chi phí đã được giữ ở mưc thấp, thường chỉ khoảng 50 đô la Mĩ cho mỗi đồ gá. Các tập lệnh Python được viết sao cho máy quét có thể sử dụng các điểm tham chiếu trên các đồ gá để nhận diện và tách từng phần riêng biệt, do đó phần mềm ATOS có thể phân biệt giữa các sản phẩm trong một lần quét mà không cần thêm bất kỳ chương trình nào từ người dùng..

Chúng tôi muốn người sử dụng chỉ cần đưa chi tiết vào, đóng cửa, và để cho các máy quét và phần mềm làm phần còn lại. Máy quét 3D ATOS chắc chắn là tiết kiệm thời gian, nhưng so với chi phí cao máy đo tọa độ CMM và việc bảo dưỡng cần thiết đối với đồng hồ đo, lợi thế lớn nhất của ATOS là tiết kiệm được chi phí,” Wagner nói.

Một lợi ích khác của công nghệ máy ATOS là khả năng lưu trữ dữ liệu quét kĩ thuật số. Các mắt lưới ảo từ mỗi sản phẩm được lưu trong cơ quan lưu trữ sao cho nếu dữ liệu đó cần thiết trong tương lai, nó có thể được truy cập dễ dàng. Wagner nói rằng hầu như tất cả các vô lăng xe hơi đều khác nhau đối với mỗi chiếc xe hơi cụ thể.

Có nhiều thay đổi nhỏ với các giải pháp tiếp cận khác nhau – một nút hoặc không có nút, lỗ khóa hoặc không có lỗ khóa, dải đệm crom . Có hơn 2 chục các loại vô lăng cho một mình dòng Ford F-150. Việc lưu giữ một bản sao của mỗi chi tiết sẽ gần như không thể do số lượng quá lớn cần phải được lưu trữ.Việc sử dụng lưới kỹ thuật số cho phép chúng ta thấy sự phát triển của chi tiết từ nguyên mẫu ban đầu cho tới suốt quá trình sản xuất.

Mặc dù ở các vị trí khác nhau, các cơ sở sản xuất và phòng thí nghiệm đo lường có thể dễ dàng chia sẻ dữ liệu thông qua máy chủ của công ty – một điều dễ dàng hơn đối với lưu trữ kĩ thuật số và lưu trữ dữ liệu được tích hợp vào hệ thống ATOS. Việc ứng dụng máy quét 3D ATOS đã thay đổi quy trình sản xuất của ADAC trở nên tốt hơn và đã khởi đầu một cuộc cách mạng công nghệ nhỏ về cách nhìn của công ty về đo lường và kiểm tra.

Wagner nói: “Nó thực sự tạo nên sự thay đổi.” “Máy quét đã phát triển từ một công cụ được sử dụng trong một vài tính huống nhất đinh, thành một sản phẩm cần dùng tới hàng ngày. “Các con số đã chứng mình điều đó, cụ thể là: Năm 2014, ADAC đã quét 378 chi tiết. Và năm 2017, con số đó đã tăng lên hơn 8000 chi tiết.

Phòng thí nghiệm đo lường cũng đang được mở rộng thêm về số lượng nhân viên. Trước khi bổ sung máy ATOS, chỉ có 2 người trong phòng thí nghiệm. Bây giờ, có 7 người, và Wagner nói ADAC hy vọng sẽ có 10 người làm việc ở đó trong 5 năm tới hoặc hơn thế nữa. Xe cộ luôn thay đổi và tích hợp các tính năng mới. Theo Wagner, ADAC luôn đi đầu trong sự đổi mới. Tôi nghĩ bạn sẽ ngạc nhiên trước số lượng các chi tiết cần có để có thể vào và ra khỏi xe của bạn mỗi ngày.

Đo lường 3D cũng sắp tạo ra một sự lan tỏa đối với các đối tác của công ty tại Mexico, ASDM (ADAC Strattec de Mexico) khi họ cũng có những phản hồi rất tốt về thiết bị này. Các hoạt động ở phía Tây Michigan đang thiết lập tiêu chuẩn cho các chi nhánh VAST của họ (Công nghê hệ thống truy cập xe cộ), nằm ở Milwaukee, Trung Quốc và trên khắp châu Âu.