近代化とイノベーションの原動力となる自動光学測定

フォルクスワーゲングループ全体で、革新的な自動光学式3D測定の新世代を象徴する、 Hexagonの2つの新しいロボット測定セル

 

ŠKODA AUTO, Mladá Boleslav, Czech Republic

主要自動車メーカーŠKODA AUTO は30年間フォルクスワーゲン・グループの傘下に入っています。この間に、世界市場で10の異なる車両モデル・ラインを提示する、国際的に成功した強い会社へと成長しました。電気自動車のみでなく、クリーンモビリティの新たなトレンドに合わせたポートフォリオを拡張することを計画しています。

ŠKODA AUTOはチェコ共和国に3つのサイトがあります。主力工場はムラダー・ボレスラフに、他の2つはクヴァシニとブルフラビにあります。翼のある矢のロゴがついた車両は、グループ・パートナーシップで主として、中国、ロシア、スロバキアおよびインドで、またウクライナのローカルパートナーでも製造されています。 

HxGN-Robotic-Auotmation-Skoda-Software-and-TrackerHexagonは数十年間ŠKODA AUTOの測定パートナーでした。2018年の終わりに接触測定に代わり3D光学検査を再構成する際にŠKODA AUTOを支援する協定を締結した時、この相互協力はさらに高いレベルに移行しました。このプログラムにより、測定能力と品質が大幅に向上し、測定器からの出力もデジタル化されました。これは、設置されているいくつかの三次元座標測定機(CMM)の近代化によって達成されましたが、何よりもムラダー・ボレスラフの測定センターに2台の完全に自動化されたスマート測定セルを独自に設置したことによるものです。

ロボット光学測定の効果的なオフライン・プログラミング

ソフトウェアについては、測定セルはHexagonの主要計測プラットフォームPC-DMISを装備しています。チェコ共和国のŠKODA AUTO工場で同じソフトウェアのソリューションが使用されています。工場全体で単一のソフトウェアプラットフォームを使用することは、VWグループの測定原理をPC-DMISに直接統一して統合するなど、多くの実用的な利点があります。さらに、測定プログラムのオフライン準備の可能性にも技術的な付加価値を加えました。

近年のPC-DMISの開発の重要な変化で、オフライン・プログラミングを十分に利用することが可能になりました。ムラダー・ボレスラフの新しい測定セルのオペレーターは、この能力を最大限に活用して、新しい部品の生産開始時に非常に迅速に測定を開始することができました。

今までŠKODA AUTOは、典型的に従来のCMM上で制限されたキャパシティーの中でオフライン・プログラミングを接触測定に使用していました。しかし、新しいHxGN Robotic Automationソフトウェア(Hexagon2021年発売)で、PC-DMIS内のこの機能をより完全なロボット工学光学測定のコンテキストで利用することができます。」 

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「HxGN Robotic Automationソフトウェアは、ロボット工学測定のオフライン・プログラミングおよび測定プログラムのデバ ッグに必要な時間を著しく削減します」とムラダーボレスラフ自動車生産分野での測定テクノロジー責任者の測定センターマネージャーMartin Jehlička氏は言います。「相対的な測定結果は、新しいソリューションの有効性が確認され、このソフトウェアの他のロボット工学測長タスクへの実装の優れた先行条件となります。


「Hexagonの完全ロボット工学測定セルは、光学測定分野での私たちの最初の協力の成果ですが、これはあくまで第一歩であることは既に明らかです。私たちはできるだけ早く他のプロジェクトを継続し、HxGN Robotic Automationソフトウェアをインラインおよびライン側での測定に使用したいと考えています。」 

HxGN Robotic Automationソフトウ ェアは、ロボット工学測定のオフライン・プログラミングおよび測定プログラムのデバッギングに必要な時間を著しく削減します。

スマートな特注ソリューション

測定セル自体は、Hexagonの先進的なレーザートラッカーと3Dレーザースキャナー技術の大容量測定能力を活用したロボ ットによる絶対測定を基本としています。

「これらのシステムは生産的で、非常に正確なロボット工学測定に重要です」とチェコ共和国でHexagon MIをリードするJaroslav Veselý氏は説明します。「Leica Absolute Tracker AT960は、60m以内の離れたところから3Dレーザスキャナーかプローブで、標準として6自由度(6DoF)測定ができます。

Magnetic fixturing system「測定されたエレメントの大きさ、形および位置が完全に自動でコントロールされ、セル内の統合Hexagonアクセサリーの独自のコンビネーションを使用するだけで、計測およびプログラミング・ソフトウェア、選択された回転テーブルおよび柔軟な取付け具から新しいセル制御システム・アーキテクチャーまで、プログラミングのみで処理できます。このように構成されたシステムは、すべての周辺機器との間で高速なデータ交換を可能にし、部品や治具のCADデータに基づいた測定プログラムの自動作成、測定シミュレーション、リファレンスに沿ったクランプ治具の正確な位置決め、そして何よりも大量のスキャンデータをグラフィカルな測定結果として迅速に評価することができます」と同氏は述べています。
 
ロボット光学測定セルコンセプトはŠKODA AUTOとHexagonの間の緊密な協力でムラダーボレスラフに数か月で実装され、ソリューションは特にこの位置の測定センターの必要に適合したプロトタイプとなりました。システムは、高速の走査でより正確な接触測定間の直接の自動ツール交換を可能にする、インストールされたツールチェンジャー・ユニットで、センターで必要とした多目的性を提供しました。この可変性により、システムは常に、開口部などのアクセスが困難なエリアの測定を行うことができます。これは、カスタマイズされていないソリューションでは不可能なことです。

FIVE U-nique fixturingシステムの使用の拡張

このスマートセルには、ターンテーブルを備えた2つのワークステーションがあり、柔軟性の高い磁気式のFIVE U-nique固定システムを使用しています。このシステムは、ワークピースをサポートし、参照するための正確な固定具を、無制限のパーツ構成に対して迅速に構築することができます。FIVE U-niqueシステムは、設置にかかる時間を短縮し、構成の変更を迅速に行うことができるため、自動化された測定プロセスに大きな柔軟性をもたらします。

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各部品保持固定具の参照位置は、その部品のCADデータから自動的に決定されます。ロボットは、ツールチェンジャーから特殊工具でこの位置に入り、位置用の取付け具の最終位置および高さを決定します。これにより、測定されたすべてのパーツに対する治具の迅速な再調整が保証され、パーツごとに固定された構成の治具を取得・保管するための経済的負担が大幅に軽減されます。
 
冶具の配置精度は、測定システムの精度によって決まります。ここでは、高精度のレーザートラッカーとスキャナーを使用しています。このシステムは、部品保持固定具を配置するとともに、ロボットの位置を測定します。また、後の反復では参照位置から偏差0を保証します。定評のあるFIVE U-niqueシステムは、これまで三次元測定機での部品の位置決めにのみ使用されていましたが、今回のシュコダオートのために開発された新しいコンセプトは、この信頼できるソリューションがスマート・マニュファクチャリングの世界でも役割を果たすことを示しています。

標準としてのサービスおよびサポート

レーザートラッカーを使用したカスタム自動コントロール測定ソリューションを設置すること自体が、既に挑戦的なプロジェクトです。この場合、設置作業はパンデミックによってさらに複雑なものとなりました。しかしながら、Hexagonの地域支所の専門的アプローチおよび技術により、プロジェクトは期限内に納品されました。

今回の導入が成功したことを受けて、Škoda AUTOは、Hexagonとの強力なパートナーシップは、Hexagonのサービス技術者とアプリケーションエンジニアの絶え間ないサポートと、アクセス可能でユーザーフレンドリーなトレーニングシステムに支えられていることにあると考えています。

Case Study: ŠKODA AUTO -ムラダー・ボレスラフ チェコ共和国

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