Az elektromos járművek térnyerésével megsokszorozódtak a Volkswagen kasseli üzemében működő előszéria-központ mérési feladatai. Hogy erre a kihívásra a lehető leghatékonyabb választ adhassák, a méréstechnikusok már két éve a Werth VideoCheck® DZ HA típusú 3D koordináta-mérőgépét használják, amelynek multiszenzoros felszereltsége és nagy méréstartománya igazán meggyőző.
A Volkswagen 16 000 főt foglalkoztató kasseli gyáregységének elsődleges feladata a sebességváltó-gyártás. Az e területen dolgozó személyzet nagyjából harmada gondoskodik arról, hogy naponta több mint 15 000, vagyis évente kb. 3,7 millió darab, 16 különféle kivitelű sebességváltó probléma nélkül kiszállításra kerüljön a konszern tagjaihoz. Mivel ez az üzem az első számú sebességváltó-gyáregység, itt magas szintű fejlesztési potenciál és egy előszériás gyártóközpont is található, ahol az újonnan fejlesztett sebességváltók és hajtások prototípusai készülnek.
A szervezeti struktúrában az előszériás gyártóközponthoz tartozik a sebességváltók, valamint a hibrid és elektromos hajtások gyártóberendezéseinek tervezése is. Ulrich Schneider ezen a részlegen dolgozik méréstechnikai tervezőként. Az ő hatáskörébe tartozik az összes méréstechnikai berendezés, amelyre sebességváltók vagy elektromos hajtások gyártása során szükség lehet, az idomszerektől egészen a koordináta-mérőgépekig.
Az elektromos hajtások kibővített méréstechnikai funkciókat követelnek meg
A járműipari hajtástechnika átalakulásával az utóbbi években egyre nagyobb igény mutatkozik a méréstechnikai megoldásokra az előszériákat gyártó központok részéről. Ulrich Schneider ezt így magyarázza: „Az elektromos járművek térhódításával lépést kell tartania a berendezéseinknek is, hogy előszériás mérőközpontunk készen álljon a jövő kihívásaira.”
Ez Normen Hitsch illetékességi körébe tartozik, aki laboratóriumvezetőként az előszériás mérőhelyiségért felel. 15 munkatársával együtt leggyakrabban a fejlesztési osztálynak végez méréseket, de akadnak megbízásai a sorozatgyártástól, a minőségbiztosítástól és a tervezéstől is: „Jelenleg elsősorban hajtáselemeket és elektromotor-alkatrészeket mérünk. Ide a golyós csapágyak pár milliméteres alkatrészeitől a tengelyeken, forgó- és állórészlemezeken át a komplett sebességváltóházakig igazán változatos alkatrészek tartoznak.”
Ez a dolgozóktól és a berendezéstől egyaránt rendkívüli rugalmasságot követel meg. A VW vállalat ezért egy második mérőhelyiséget is létrehozott, és a rendelkezésére álló 13 különféle mérőkészülék mellé beszerzett egy 3D-s multiszenzoros koordináta-mérőgépet is. Egy Ulrich Schneider tervezőből, Normen Hitsch csapatába tartozó méréstechnikusokból, valamint egy, az építési megoldásokért felelős projektvezetőből álló projektcsapat 2013 óta dolgozik az igényeknek legmegfelelőbb megoldás kiválasztásán. „A követelményjegyzékben három fő elvárást kötöttünk ki: nagy pontosság, nagy méréstartomány, és lehetőség sokféle szenzor használatára – osztja meg velünk Ulrich Schneider. – A részleteknél az aktuális mérési feladatainkat vettük alapul, de ügyeltünk arra, hogy a rendszer a jövőbeni követelményeknek is meg tudjon felelni.”
Multiszenzoros méréstechnikával a jövő kihívásainak megoldásához
A követelményjegyzék alapján a projektcsapat ajánlatokat kért a mérőkészülék-gyártóktól a világ minden pontjáról. Ezt követte az ajánlatok alapos elemzése, majd nagy kihívást jelentő munkadarabokon végzett helyszíni vizsgálatok, és végül a döntés. „A gießeni székhelyű Werth Messtechnik mérőkészülékével a legjobbat választottuk egy szűkített hatos listából” – mondta magabiztosan Normen Hitsch. „A 2015-ben munkába állított VideoCheck® DZ HA típusú 3D-s koordináta-mérőgép azóta már többször bizonyította a döntésünk helyességét. MPE E (0,5 + L/600) μm hosszmérési hibájával ez egy rendkívül pontos gép. 1 130 × 2 000 × 800 mm-es méréstartományával és különféle optikai és tapintós szenzoraival, amelyek akár két független Z tengelyen is használhatók, új alkalmazási lehetőségeket nyitott meg számunkra. Emellett szükség esetén felszerelhető egy harmadik szenzortengely is, amivel újabb szenzorokat tudunk elhelyezni, tovább bővítve ezzel a mérések körét.”
Jelenleg négy dolgozó, kettesével, műszakos munkarendben kezeli a gépet. Hans-Werner Scholz minőségellenőr így nyilatkozott: „Az a klasszikus mérés, amit korábban az esztergált és mart munkadaraboknál alkalmaztunk, az elektromos hajtások komponenseinek megjelenésével megváltozott. Ezért belső workshopok keretében új mérési stratégiákat dolgoztunk ki arra, hogyan lehet a leghatékonyabban meghatározni pl. az álló- és forgórészek méreteit.”
Hans-Werner Scholz és három kollégája, Markus Hartmann, Peter Rubik és Jens Kaul – mindnyájuk AUKOM (Koordináta Méréstechnikai Képzési Szövetség) bizonyítvánnyal rendelkező minőségellenőr – nagyra értékelik a VideoCheck® multiszenzoros rendszerét, amivel igény szerint optikai és tapintós szenzorok egyaránt használhatók. A képfeldolgozást, valamint a klasszikus optikai szenzorokat például arra használják, hogy az álló- és forgórész lemezeit, illetve más lapos munkadarabokat, pl. tömítőgyűrűket, kuplunglamellákat és egyéb elektronikai alkatrészeket átvilágítás és ráeső megvilágítás révén, nagy pontossággal és érintés nélkül lemérjék.
Egy másik rendelkezésre álló szenzorral, a Werth Laser Probe WLP pontlézerrel, a munkadarab felületének pásztázását végzik. Az eljárással például rendkívül gyorsan meghatározható a munkadarab síklapúsága. „Ezzel a megoldással a tengelykapcsoló modulok acéllamelláinak hullámosságát is meg tudjuk állapítani – magyarázza Hans-Werner Scholz –, ráadásul a tapintós szenzoros eljárásnál sokkal gyorsabban.” A WLP a tapintós megoldásokhoz képest nagyobb sebességet és pontsűrűséget tesz lehetővé, közel azonos pontosság mellett.
Mikrotapintó nehezen hozzáférhető jellemzőkhöz
Gyakran használják a méréstechnikusok a szabadalmaztatott Werth Fasertaster® üvegszálas tapintót is, amely tapintós-optikai szenzornak számít. A műszer egy üvegszál szárból áll, amelynek a végére tapintógömbök szerelhetők, egészen 20 μm minimális méretig. A tapintós méréssel ellentétben a kitérést itt nem a tapintószár továbbítja a készülékelektronikának, hanem a képfeldolgozó szenzor optikai úton, közvetlenül határozza meg a tapintógömb pozícióját. E megoldás különleges pontosságot és könnyű kezelhetőséget szavatol az üvegszálas tapintónak. Mivel a felhasználó a tapintógömb pozícióját folyamatosan figyelemmel követheti a monitoron, könnyedén a kívánt mérési helyre állíthatja az eszközt. A WFP® tapintót a csapat pl. beszállítóktól érkező golyóscsapágy acélgolyóinak mérésére használja az előszériás mérőhelyiségben. Hans-Werner Scholz így vélekedik: „A csapágygolyók befogása nem egyszerű feladat. Az üvegszálas tapintóval végzett mérésnél viszont nincs is erre szükség, mivel az gyakorlatilag érintésmentesen történik, így a golyó nem mozdul el.” Itt látszik, milyen praktikus ez a nagy berendezés a legkisebb munkadarabok méréséhez is. A különlegesen karcsú kivitelű üvegszálas tapintónak sok más olyan munkadarabnál is hasznát vesszük, amelyek tisztán tapintós eszközzel nem mérhetők, mert a furatok túl kicsik vagy túl mélyek, vagy mert a lamellák közötti hely túl szűk. Hasonlóan tapintós-optikai elven működik a szabadalmaztatott Werth WCP Contour Probe, amely egy profil- és érdességmérésre szolgáló tapintószenzor. „Mivel először tényleg a műszer csúcsa ér a munkadarabhoz – magyarázza Scholz minőségellenőr –, puha anyagoknál, pl. guminál nem használjuk, viszont kiválóan alkalmas megmunkálatlan felületek, pl. kovácsolt darabok érdességmérésére.”
A Werth Fasertaster® üvegszálas tapintóval nagyobb mérőgépeken is mérhetők
kisebb darabok, mivel a tapintási erő kicsi és nincs szükség fix befogásra.
Az optikai szenzorokat két hagyományos tapintós mérőrendszer egészíti ki. Az SP80 pásztázó mérőtapintóval a munkadarab mélyen található pontjait is el lehet érni, mivel a tapintóhoz rendkívül hosszú tapintószárak használhatók. A műszer így be tud nyúlni a sebességváltóházak legeldugottabb részeibe is. Az SP25 egység révén a Werth VideoCheck® egy 7,5°-onként elfordítható és dönthető tapintóval egészül ki, amely a nehezen elérhető helyeket, pl. alávágásokat és oldalsó furatokat is képes mérni.
A multiszenzoros rendszer számos előnyt kínál Normen Hitsch laboratóriumvezető szerint, az új 3D-s koordinátamérőgép nem csak jövőbeli képességeket rejt magában, a végrehajtott tökéletesítések miatt már most megérte a beruházás: „Bizonyos mérési feladatokhoz, pl. acélgolyók mérésére, eddig nem volt megoldásunk. Más méréseket ugyan el tudtunk végezni, de csak kézzel, és ezért nem voltak pontosan megismételhetők. A nagyobb munkadaraboknál szintén gondban voltunk az eddigi koordináta-mérőgépünkkel. A mérendő tárgyat gyakran roncsolnunk kellett ahhoz, hogy a minket érdeklő területekhez hozzáférjünk. Mindezeket a problémákat az új 3D-s multiszenzoros mérőkészülék megoldotta, sőt, a megvásárlásával a jövőbeni mérési feladatokra is felkészültünk.”
Ulrich Schneider hozzáfűzte: „A multiszenzoros kialakítás nemcsak sokféle különböző munkadarabhoz, hanem komplex mérési feladatokhoz is ideális. Az elektromotorok jeladótárcsájánál például több szenzort használunk egyszerre: a lézert felületszenzorként a síklapúság ellenőrzéséhez, a képalkotó rendszert a munkadarabon kialakított szárnyhoz, az üvegszálas tapintót pedig egy különlegesen kicsi és szűk horonyhoz.”
A méréstechnikai tervező kiemelte az üzemi mérőcsapat és a Werth között fennálló szoros együttműködést. Rendszeres időközönként egyeztetéseket folytatnak, ahol közösen áttekintik az aktuális és jövőbeni feladatokat. „Ez egy másik rendkívüli előnye a Werthtel folytatott együttműködésünknek.”
Forrás: Multisensor 2019.
