Un sistema di visione presso Daimler Chrysler per l’incremento qualitativo e della sicurezza di componenti automobilistiche.

I costruttori automobilistici stanno aumentando la caratteristiche di robustezza e sicurezza delle portiere incorporando adesivi di alta tecnologia nel processo costruttivo.

Questo assemblaggio richiede sempre più frequentemente sistemi di ispezione automatica per assicurare che l’adesivo sia posizionato correttamente in modo da massimizzare la tenuta e la sicurezza del componente.

I sistemi di visione impiegano telecamere e processori di immagine dislocati sulla linea di produzione allo scopo di identificare eventuali difetti in tempo reale.

L’applicazione di adesivi è un’operazione la cui complessità è notevolmente aumentata negli anni, mentre altrettanto importante è stato l’aumento di velocità, accuratezza e prestazioni da parte dei fornitori di sistemi di visione nello stesso periodo.

Il risultato è un utilizzo molto diffuso dei sistemi di visione nell’ispezione della deposizione di adesivo.

Daimler Chrysler, ad esempio, ha installato dozzine di sistemi nel suo impianto di stampaggio di Warren (USA), ed ha in progetto di incrementarne ulteriormente l’impiego sulla scorta dei risultati raggiunti.

Daimler Chrysler ha progettato ed implementato, nell’impianto di Warren, un unico processo sofisticato ed efficiente per la realizzazione di tutti i tipi di pannelli di chiusura, incluse portiere, cofani, bagagliai e portelloni.

Il processo ha inizio dopo che i pannelli vengono conferiti alla linea di assemblaggio, ove ciascun pannello viene piazzato entro un alloggiamento.

Un robot applica una striscia larga tre millimetri di adesivo lungo il bordo perimetrale: a questo punto la faccia esterna del pannello viene accoppiata alla faccia interna, impiegando l’adesivo per realizzare una sigillatura a tenuta stagna.

Questo procedimento conferisce rigidità e resistenza al pannello finito e isola umidità e sporcizia impedendo perdite o l’arrugginimento dell’interno del pannello.

Il sistema elabora tutte le immagini in tempo reale, rilevando eventuali piccole interruzioni della traccia di adesivo oppure la deposizione dell’adesivo stesso in posizioni spostate rispetto al percorso previsto, eventualità che può essere occasionalmente causata dalla presenza di depositi di olio sui pannelli.

Una componente fondamentale del sistema è costituita dai dispositivi di illuminazione, realizzati con numerosi illuminatori flash in modo da garantire adeguata immunità all’illuminazione ambientale, alla presenza di olio od in caso di variazioni della riflessività dei pannelli.

Al contempo, il sistema verifica la presenza ed il posizionamento di inserti antivibranti, smorzatori acustici, inserti strutturali, supporti di saldatura e sedi per le vetrature.

Altre sezioni del sistema di ispezione verificano la presenza, posizione e dimensioni delle aperture per la vetratura, per le maniglie e le altre aperture nel pannello.

Al termine dell’ispezione, che viene completata entro circa mezzo secondo, un segnale di accettazione viene inviato al PLC di controllo impianto, che avanza il pezzo verso la successiva stazione di assemblaggio.

In caso di scarto, invece, il sistema di visione allerta un operatore con una segnalazione visiva, presentandogli l’immagine dell’area di difetto in modo da consentirgli di localizzarlo e valutarne la possibilità di recupero.

In base a questa valutazione, il pezzo può essere rimosso e trasferito ad un contenitore di scarti oppure ad una postazione di riparazione.

E’ stata condotta una valutazione economica dei benefici apportati dall’introduzione del sistema di visione: il costo di un pannello difettoso è valutabile intorno ai 150EUR: quello stesso pannello, se non ispezionato, comporta costi di molte centinaia di EURO qualora il difetto venga evidenziato in campo (ad esempio dal proprietario di un veicolo acquistato), senza contare i costi di sostituzione, gestione delle polizze di garanzia ed il danno apportato alle relazioni col cliente.

Prima dell’introduzione del sistema di visione, l’ispezione veniva effettuata manualmente e fuori linea da operatori umani, applicando costosi test distruttivi al prodotto finito, in base ad un piano di campionatura con frequenze comprese tra un pezzo per ora ed un pezzo per turno.

Con ritmi di produzione fino a 240 pannelli/ora, l’impiego di queste tecniche a campionamento poteva consentire il passaggio alla linea di montaggio di numerosi pannelli difettosi (in un caso particolarmente sfortunato ne passarono 3000!), ma in quella fase le probabilità di intercettare eventuali difetti sono ridotte ed il costo di sostituzione e smaltimento molto più elevato.

Dale Frendburg, Specialista di Processo per l’incollaggio presso l’impianto di Warren, ha definito "enormi" i risparmi ottenuti grazie all’impiego del sistema di visione.

Una certa resistenza iniziale al sistema di visione fu incontrata da parte degli operatori manuali, ma, sempre secondo Dale, gli operatori finirono con l’apprezzare, insieme all’aumento di prestazioni ed alla facilità di utilizzo, anche l’accresciuta efficienza del reparto, che da allora produce esclusivamente pannelli conformi.

Il sistema di visione provvede inoltre ad archiviare automaticamente le immagini dei difetti rilevati ed altri dati rilevanti, come supporto alle analisi di miglioramento di processo: si sono così potute eliminare alcune cause di difettosità ricorrenti legate all’usura di equipaggiamenti ed altre variabili, ed una complessiva miglior comprensione a lungo termine dell’andamento del processo.

Queste immagini sono attualmente prese in carico ed archiviate dal Sistema Informativo di Fabbrica, attraverso la rete LAN aziendale.

L’espansione successiva dell’impianto prevede ora l’integrazione con un robot per l’applicazione di adesivo per integrare automaticamente eventuali interruzioni della traccia rilevate dal sistema di visione e l’integrazione con la rilevazione in tempo reale di alcune quote dimensionali critiche già in fase di stampaggio dei pannelli.

Cindy Renault, Responsabile Qualità per l’impianto di Warren, definisce "inesauribili" le possibilità di impiego di un sistema di visione nello stabilimento.