Sistemi di assemblaggio nell'automotive: un caso all’avanguardia

9-feb-2022

Effettuare il controllo di qualità attraverso l'imaging programmato: l'azienda RIBE Anlagentechnik di Schwabach sviluppa sistemi di assemblaggio innovativi, inclusi sistemi di controllo per i paraurti. Grazie alla visione artificiale di SICK è possibile identificare i singoli componenti e monitorare ogni fase del processo. Un particolare concetto di sistema che potrebbe rivelarsi rivoluzionario anche per altri produttori e fornitori. 

Quality assurance through programmed imaging at the Schwabach company RIBE Anlagentechnik
Quality assurance through programmed imaging at the Schwabach company RIBE Anlagentechnik

Quanto più l’azienda necessita di soluzioni personalizzate per le sue aree produttive, maggiore è l’importanza dell’utilizzo di sistemi innovativi, focalizzati sulla soluzione della specifica applicazione. In particolare, RIBE Anlagentechnik si è specializzata nell’offrire un valore aggiunto ai suoi clienti finali. Lo specifico punto di forza dell'azienda consiste nelle tecnologie applicate ai sistemi di assemblaggio e ispezione, per quanto riguarda interni/esterni del veicolo e relativi componenti. 

 
L'amministratore delegato Dietmar Heckel definisce la robotica automatizzata, che insieme alle tecnologie dell’industria 4.0 e alle innovazioni legate alla digitalizzazione è in crescita in tutti i settori, uno dei pilastri portanti di RIBE Anlagentechnik.
 
Negli ultimi anni abbiamo assistito alla completa standardizzazione della costruzione basata sull’assemblaggio di componenti e del design modulare. Secondo Tobias Magg, Project Manager di RIBE, l’ispezione di ogni singolo componente nei sistemi di assemblaggio assume un’importanza sempre crescente. Ecco perché ora l'azienda ha deciso di offrire al settore automotive un sistema di assemblaggio finale dei paraurti con il quale è possibile controllare passo per passo la scelta e il montaggio dei componenti corretti per ogni singolo paraurti. È poi l'operatore a controllare e verificare l’esito direttamente a video.
 
 

Soluzioni personalizzate per un maggior controllo qualità nei sistemi di assemblaggio

Che si tratti di telecamere per la retromarcia assistita o di tergicristalli, per un modello di auto esistono quasi sempre diverse opzioni disponibili. Questo comporta la necessità di combinazioni diversificate per molteplici varianti di paraurti. "Per questo motivo, potenziali errori nell'assemblaggio sono in continuo aumento", afferma Tobias Magg. "Ogni rettifica post-vendita si rivela non solo costosa, ma anche un danno d'immagine per il produttore." 
 
Durante le fasi iniziali della sua collaborazione con RIBE, Walter Spiegel, Sales Engineer di SICK, è ricorso all'aiuto di un Application Engineer. Con l'obiettivo di fare letteralmente luce sul progetto. Riferendosi al sistema di assemblaggio, ha infatti affermato: "La questione fondamentale per noi? Fare più luce". Molte delle camere sul mercato non erano in grado di acquisire immagini con contrasto sufficiente, considerando che spesso è necessario rilevare particolari piccoli e scuri, sullo sfondo nero del paraurti.
La straordinaria potenza dell'illuminazione integrata della camera 2D InspectorP642 sono stati tra i fattori decisivi che alla fine hanno spinto RIBE ad optare per il dispositivo di SICK.
 
Visione artificiale
Rapido e flessibile – per operazioni d’ispezione con velocità elevata
InspectorP64x
The Inspector P642 2D vision camera with enormous light and visual sensitivity
The Inspector P642 2D vision camera with enormous light and visual sensitivity

La telecamera è posizionata a una giusta distanza, 110 centimetri, al di sopra del paraurti sul banco di lavoro, quindi al di fuori di una potenziale area d’intralcio. Così che l'operatore riesce facilmente ad installare all'interno del paraurti adattatori, tubi flessibili, telecamere e altri dispositivi elettronici senza il rischio di urtare la telecamera. Con l’utilizzo di sole tre telecamere, si ottiene dunque una visuale ampia e completa sul paraurti. Ulteriore motivo per cui il fattore illuminazione si è rivelato così decisivo. 

Tobias Magg ha sottolineato le evidenti comodità a vantaggio dei clienti: "In passato la tecnologia dei sensori standard aveva bisogno di un gran numero di fibre ottiche o sensori singoli". Servivano anche più telecamere con retroilluminazione o illuminatori esterni aggiuntivi. Con questa nuova soluzione è garantita massima flessibilità per soddisfare i seguenti requisiti. 

 
 
From the left: Tobias Magg, Project Manager Mechanical Design at RIBE Anlagentechnik GmbH; Walter Spiegel, Regional Account Manager at SICK Vertriebs-GmbH.
Da sinistra: Tobias Magg, Project Manager Mechanical Design di RIBE Anlagentechnik GmbH; Walter Spiegel, Regional Account Manager di SICK Vertriebs-GmbH.
From the left: Tobias Magg, Project Manager Mechanical Design at RIBE Anlagentechnik GmbH; Walter Spiegel, Regional Account Manager at SICK Vertriebs-GmbH.
Da sinistra: Tobias Magg, Project Manager Mechanical Design di RIBE Anlagentechnik GmbH; Walter Spiegel, Regional Account Manager di SICK Vertriebs-GmbH.

Sistemi di assemblaggio più performanti grazie al supporto dei sensori intelligenti

Il progetto ha coinvolto anche Stefan Hochhäuser, Product Manager di SICK. "Quando l'operatore si allontana dal banco di lavoro per prendere il componente successivo, attiva un controllo e prende quindi il via la fase successiva". A rilevare i movimenti provvede un piccolo sensore 2D LiDAR TiM100 che ha un campo visivo di 200°. Questo sensore compatto monitora l'area davanti al sistema di assemblaggio rivelandosi, tra l'altro, una soluzione semplice ed economica per RIBE. È oltretutto in grado di fornire misurazioni stabili dei movimenti del lavoratore ed è facilmente integrabile nel sistema. 

 
With the help of the triggering by the TiM100 2D LiDAR sensor and the InspectorP642, it is possible to immediately detect whether the correct part has been properly installed.
With the help of the triggering by the TiM100 2D LiDAR sensor and the InspectorP642, it is possible to immediately detect whether the correct part has been properly installed.

Grazie al trigger fornito dal sensore 2D LiDAR TiM100 e all'impiego degli InspectorP642, è possibile accertare immediatamente la corretta installazione del componente giusto. In caso di errore – indicato in rosso sullo schermo – non viene avviata la fase di lavoro successiva. "Se, invece, l'esito dell’ispezione è positivo, l'operatore visualizza automaticamente il passaggio successivo", afferma Hochhäuser. 

Inoltre, all’operatore che intenda procedere in modo rapido ed ergonomico, è sufficiente circa un minuto per l’installazione di ogni singola parte. Proprio in virtù dell'attivazione senza contatto, non serve più premere dozzine di pulsanti per avviare e arrestare la fotocamera. Con un significativo risparmio di secondi, che si traduce in tempo prezioso e in conseguente risparmio anche in termini di costi sull'intera giornata lavorativa. 

 
The movements are detected by the small TiM100 2D LiDAR sensor which has a field of view of 200°.
The movements are detected by the small TiM100 2D LiDAR sensor which has a field of view of 200°.

Un ulteriore presupposto per una maggiore produttività è dato dalla SensorApp Quality Inspection, installata a bordo del sensore di visione, che permette a RIBE di configurare in anticipo le attività di monitoraggio. Ad esempio, grazie alla verifica continua effettuata dal sensore sulla corretta esecuzione del lavoro. Tutto questo semplifica e ottimizza la programmazione nel PLC, perché il sensore segnala all’addetto al controllo il risultato tramite TIA portal ("Totally Integrated Automation"). L’operatore visualizza l’esito sullo schermo a colori. L'app consente quindi ai clienti di avviare più facilmente l'elaborazione delle immagini. "La parametrizzazione nel sensore ci semplifica le attività di controllo", afferma Tobias Magg. In teoria è possibile impostare fino a 16 attività di monitoraggio in una singola telecamera. 

Il software SICK è adatto sia per le telecamere di visione più piccole che per quelle di dimensioni e risoluzioni maggiori. "Qualora RIBE intenda implementare il sistema con altre soluzioni, non ci sono modifiche da apportare al software", afferma Stefan Hochhäuser. "È infatti possibile estrarre i parametri e trasferirli senza problemi su un altro dispositivo di questa gamma di prodotti." Un aspetto interessante di tale soluzione è la sua flessibilità in riferimento a sviluppi futuri per altri componenti e attività di monitoraggio. "Abbiamo creato una base per ulteriori applicazioni, non solo per l'assemblaggio di paraurti", conclude Tobias Magg. 

In futuro, RIBE Anlagentechnik sarà in grado d’implementare soluzioni efficienti sia in termini di produzione che di controllo di qualità basate sulla visione artificiale di SICK, garantendo in tal modo la visibilità oltre il singolo schermo controller. 

 

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