ZKW Lightning Systems: Zastosowanie tomografii komputerowej CT dla zapewnienia jakości reflektorów klasy premium

Lokalizacja/Kraj: Wieselburg / Austria

System: ZEISS METROTOM 1500

Oprogramowanie: GOM VOLUME INSPECT PRO     

Dziedzina działalności firmy: Automotiv, tworzywa sztuczne, lampy samochodowe

ZKW Lightning Systems zajmuje się projektowaniem oraz produkcją innowacyjnych, wysokiej klasy urządzeń świetlnych.

Ze względu na znaczny rozwój tej dziedziny nowe materiały, złożone konstrukcje oraz wymagania dotyczące tolerancji wykonania elementów przewyższają możliwości konwencjonalnej metrologii. Tomografy komputerowe ZEISS METROTOM oferują zupełnie nowe rozwiązania. Wspólnie z oprogramowaniem GOM Volume Inspect Pro, pozwalają na wykonanie nieniszczących pomiarów 3D,inspekcję i kontrolę jakości oraz badanie złożeń w bardzo krótkim czasie.

Firma posiada dwa tomografy komputerowe (CT – Computed tomography) ZEISS METROTOM, jeden z nich znajduje się na produkcji i odpowiedzialny jest za przeprowadzanie kontroli związanej z produkcją seryjną, natomiast drugi umiejscowiony jest w laboratorium pomiarowym, gdzie wykorzystywany jest do przeprowadzania specjalistycznych kontroli podczas prac rozwojowych R&D. Takie rozwiązanie pozwala ZKW Lightning Systems na badanie zmontowanych komponentów bez konieczności ich niszczenia oraz znacznie szybsze wykrywanie problemów.

Nowoczesne reflektory – od źródła światła do projektora HD

Reflektory oraz światła tylne pełnią dwie funkcje. Z jednej strony są źródłem światła i sygnałów dla kierowców i innych użytkowników dróg. Z drugiej strony, są elementem definiującym wygląd pojazdu. Nic więc dziwnego, że w ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat włożono wiele wysiłku w ich rozwój. Równocześnie w znacznym stopniu wzrosła złożoność komponentów. W przeszłości reflektor składał się z około 100 pojedynczych części, dziś jest to 300 lub więcej. Dodatkowo wzrosła również liczba soczewek z jednej do nawet kilku. Współczesne obiektywy posiadają odpowiednio rozmieszczone różne soczewki służące do bardzo precyzyjnej projekcji światła w jakości HD. Ponadto nowe materiały optyczne, takie jak krzem, stawiają nowe wymagania zarówno w zakresie produkcji, jak i zapewnienia jakości. Co więcej, zakres tolerancji pomiarowych również stał się znacznie węższy, z dziesiętnych części milimetra do nawet tysięcznych. Aby uzyskać pożądane rezultaty oświetleniowe, konieczne jest zachowanie właściwych odległości i odpowiedniej osi światła oraz unikanie wszelkich przechyłów i skrętów. Kierowcy samochodów i inni użytkownicy dróg już dziś korzystają z tych rozwiązań dzięki takim funkcjom jak nieoślepiające światła drogowe lub możliwość bardzo precyzyjnego oświetlania znaków drogowych w nocy. Postęp ten zmusza ZKW Lightning Systems do szukania nowych rozwiązań w zakresie zapewnienia jakości. Wynika to z faktu, że moduły oświetleniowe stały się zbyt złożone, a nowe materiały, takie jak krzem zbyt trudne do uchwycenia na tradycyjnych pomiarów współrzędnościowych.

Wady widoczne dopiero po zmontowaniu części

Ważną kwestią w procesie produkcji lamp samochodowych jest kontrola komponentów po ich złożeniu, ponieważ w przeciwnym razie nie da się zidentyfikować pewnych źródeł błędów. Współrzędnościowe maszyny oraz skanery optyczne nie są w stanie dotrzeć do wnętrza złożonego już reflektora. Podczas procesu walidacji firma ZKW zwraca szczególną uwagę na sposób montażu układów optycznych, aby uniknąć późniejszych potencjalnych uszkodzeń. Przykładem jest rozwiązanie problemu otarć na oprawie soczewki i soczewce spowodowane naprężeniami termicznymi wywołanymi przez diody świetlne. Wyeliminowanie takiego błędu nie jest możliwe poprzez kontrolę wszystkich elementów lampy w stanie rozmontowanym. Takie spostrzeżenia są niezwykle ważne, ponieważ umożliwiają ZKW Lightning Systems na zapewnienie stabilnych procesów produkcyjnych i dostatecznie najwyższej jakości, jakiej oczekują klienci.

ZEISS METROTOM ujawnia ukryte

W laboratorium pomiarowym ZKW Lighting Systems wykorzystywany jest przemysłowy tomograf komputerowy ZEISS METROTOM 1500, a także różne współrzędnościowe maszyny pomiarowe i zautomatyzowany optyczny system pomiarowy ATOS ScanBox. Tomograf ZEISS METROTOM 800 znajduje się  na hali produkcyjnej. Firma ZKW od dawna korzysta z rozwiązań technologii rentgenowskiej do kontroli i pomiarów zmontowanych modułów lub całych  reflektorów, jednak zawsze było to wykonywane przez zewnętrzne laboratorium kontrolne. Czas realizacji zamówienia wynosił od  trzech do czterech  tygodni i był o wiele za długi i nie odpowiadał firmie ZKW. Dzięki  własnym urządzeniom ZKW Lightning Systems znacznie szybciej otrzymuje wyniki,  co oszczędza cenny czas na rozwój i pozwala eliminować powstające problemy znacznie szybciej. Przekłada się to również na obniżenie kosztów produkcji. Wysoka wydajność 500 W i duża rozdzielczość dzięki  detektorowi 3K (w przypadku ZEISS METROTOM 1500)  gwarantują szybkie wyniki i bardzo szczegółowe dane. Nawet w przypadku  złożonej konstrukcji z różnych rodzajów materiałów, takich jak miedź,  aluminium lub różne rodzaje tworzyw sztucznych o różnych grubościach. Tomografy komputerowe pozwalają na uzyskanie świetnych wyników poprzez zastosowanie odpowiednich filtrów oraz odpowiedni dobór parametrów pomiaru. Innym atutem CT jest proces  post – processingu, który umożliwia wyeliminowanie  artefaktów oraz korekcję rozproszenia promieni, oprogramowanie oferuje liczne możliwości optymalnego przygotowania wyniku. Wysoka wydajność systemów tomograficznych umożliwia również  ZKW Lighting Systems na pomiary ponad 20 części jednocześnie.

Przekonujący pakiet wydajnego sprzętu i intuicyjnego oprogramowania

Innym ważnym aspektem dla firmy ZKW Lightning Systems przy podejmowaniu decyzji o wyborze ZEISS METROTOM, było oprogramowanie. Analiza wyników jest wykonywana w programie GOM Volume Inspect. Pracownicy ZKW używali już wcześniej GOM ATOS ScanBox, optycznego automatycznego urządzenia pomiarowego, więc  byli oni już zapoznali z oprogramowaniem, które jest bardzo łatwe w obsłudze i oferuje przejrzysty interfejs z intuicyjnymi funkcjami. Dzięki temu firma znacznie zmniejszyła nakład na szkolenia. W samym oprogramowaniu firma ZKW Lightning Systems wykorzystuje m.in. możliwość wizualnej kontroli danych objętościowych, aby dokonać kontroli montażu komponentów. Na podstawie objętości 3D i przekrojów 2D weryfikowane jest np. położenie silikonowego światłowodu. Kontrola pomiarowo – techniczna elementów, w tym sprawdzenie kształtu i położenia, są również wykonywane w całości w oprogramowaniu GOM Volume Inspect. Oprogramowanie pozwala również na tworzenie animacji z wnętrza detalu oraz sporządzanie raportów pomiarowych w formacie PDF, które później udostępniane są innym pracownikom firmy innych działów. Wszystkie wyniki z laboratorium są wprowadzane do ZEISS PiWeb, a następnie integrowane we wszystkich systemach. Niezawodność dostaw, serwis i sprawne działanie systemów były również ważnymi czynnikami dla ZKW Lighting Systems.