Controle de qualidade automatizado: Uma estratégia fundamental para fabricantes de carros eletrônicos acelerarem sua produção

Aplicações: Controle de qualidade e garantia de qualidade
Indústrias: Automotivo/transporte, Manufatura

Desafios: Inovações na indústria automotiva trazem novas oportunidades — e desafios em termos de controle de qualidade

Com a crescente popularidade dos veículos elétricos (VEs), muitos engenheiros e especialistas em controle de qualidade vêm enfrentando novos desafios na inspeção peças. Enquanto carros tradicionais eram compostos principalmente peças mecânicas, VEs agora contam com dispositivos eletromecânicos complexos controlados por software. Embora tenham menos partes móveis que veículos a gasolina, VEs possuem uma grande variedade de subsistemas complexos — e todos eles influenciam o desempenho e o manuseio desses novos veículos.

Com isso, as equipes de controle de qualidade, muitas vezes compostas por técnicos mais acostumados aos veículos convencionais, devem alterar seus métodos, ferramentas e fluxos de trabalho para garantir a qualidade e conformidade dos componentes. Além disso, como os fabricantes de VEs querem chegar ao mercado o mais breve possível com suas inovações mais recentes, as equipes de controle de qualidade são obrigadas a manter níveis de rendimento mais altos.

A fim de melhorar a segurança do produto e o rendimento da produção, mais e mais fabricantes de VEs recorrem ao uso de sistemas de controle de qualidade automatizado nas fábricas, diretamente em seus pisos de produção. Assim, não conformidades podem ser reportadas instantaneamente à equipe de engenharia para medidas corretivas rápidas. Agilizar as inspeções resulta em mais rendimento e um tempo de comercialização mais rápido.

Métodos ineficientes de controle de qualidade e falta de mão de obra qualificada reduzem o rendimento

No difícil mercado de trabalho de hoje, há uma clara falta de mão de obra qualificada com a experiência e o conhecimento necessários para realizar inspeções de controle de qualidade eficazes.

Inspeções manuais ou inspeções com máquinas de medição por coordenadas (CMMs) convencionais levam tempo. Ambas são reféns dos níveis de eficiência do operador e erro humano. CMMs geralmente encontram-se instaladas em um laboratório dedicado, o que significa que é necessária muita programação, configurações e idas e vindas entre o laboratório e a linha de produção. As CMMs também não são muito rápidas e requerem especialistas em metrologia para operá-la. Todos esses fatores podem retardar consideravelmente a execução das inspeções de controle de qualidade.

Peças de VEs complexas e tipos de produção geram inspeções complexas

Além disso, como as peças e subsistemas de VEs podem ser mais complexas do que de veículos tradicionais, as inspeções podem exigir etapas extras. Por exemplo, algumas tecnologias de inspeção convencionais podem ser muito sensíveis a acabamentos de superfície; elas podem exigir a preparação da superfície, como a aplicação de pó, para realizar as inspeções adequadamente. Essa preparação leva mais tempo, pode ser difícil de prever e, se não for feita corretamente, pode afetar a precisão da inspeção.

Além disso, muitas peças de VEs não podem ser retrabalhadas. Isso significa que, se os inspetores não detectarem um determinado problema de qualidade e uma peça não conforme for adicionada a uma linha de produção, é possível que essa linha pare imediatamente. É por isso que os fabricantes de VEs geralmente exigem medições de 100% das peças acabadas antes de entrar na produção em série dentro de um tempo de ciclo especificado.

Também é importante notar que a indústria automotiva está mudando para tipos de produção de alto mix e baixo volume para VEs. Isso significa que as equipes de controle de qualidade precisam mudar constantemente a programação de uma CMM, o que, por sua vez, requer tempo e conhecimento de um metrologista experiente.

A linha de montagem do suporte do motor
Crédito: Walter Automobiltechnik

Alcançando o equilíbrio certo entre velocidade e precisão

Como mencionado antes, as inspeções manuais tradicionais ou CMM dependem da habilidade do técnico, o que pode comprometer a precisão, confiabilidade e repetibilidade dos dados. CMMs também são particularmente muito sensíveis a vibrações, poeira e umidade do ambiente de produção ao redor; na verdade, CMMs geralmente exigem uma base de concreto isolada para garantir a precisão da inspeção. Isso aumenta significativamente o custo e a complexidade ao implantar uma nova CMM.

Uma palavra sobre precisão. CMMs convencionais são muito precisas — frequentemente precisas até demais para seu uso. Por exemplo, as tolerâncias mais restritas que você encontrará em estampagem ou soldagem para perfil de superfície, pontos de corte, etc. são de +/- 0,5 mm. Mas tolerâncias de +/-1,0 e +/-1,5 mm não são raras. A precisão da CMM (até alguns mícrons) é mais de 10 a 100 vezes mais precisa do que a menor das tolerâncias! Isso significa que as CMMs costumam ser muito precisas para certas aplicações. Portanto, as CMMs devem ser usados apenas nos casos em que sua precisão seja realmente necessária e deixar que outras tecnologias mais rápidas inspecionem a maioria das peças.

Soluções: Soluções de controle de qualidade automatizado para aumentar a eficiência e o rendimento dos fabricantes de VEs

As soluções de digitalização 3D para controle de qualidade automatizado R-Series™ da Creaform são ideais para fabricantes de VEs que buscam aumentar a eficiência de inspeção sem comprometer a precisão e sem exigir técnicos altamente qualificados.

O MetraSCAN 3D-R™ é um poderoso scanner óptico de CMM montado em robô que pode ser implementado em qualquer processo de controle de qualidade automatizado para inspeções at line. Não importa o tipo de produção — alto mix e baixo volume ou alto volume de baixo mix, o MetraSCAN 3D-R pode ser configurado como uma solução turn-key com um rastreador óptico C-Track em uma célula CUBE-R™ ou como solução personalizada.

Alta produtividade
Equipes de controle de qualidade podem capturar até 1.800.000 medições/segundo, independentemente do tamanho da peça, superfícies, acabamentos e características geométricas.
Multitarefa
Quando usado juntos, o MetraSCAN 3D-R e o VXelements, a plataforma de software 3D da Creaform, proporcionam aos inspetores a capacidade de realizar simultaneamente a aquisição e análise de dados para acelerar o rendimento.
Design industrial robusto
Excelente para qualquer ambiente de produção, as equipes de controle de qualidade podem atingir uma precisão de chão de fábrica de 0,025 mm (0,0009 pol.), independentemente de instabilidades, vibrações e variações térmicas.
Calibração automática
Nenhuma variação de precisão ao longo do tempo, mesmo com rendimento acelerado

Controle de qualidade automatizado do suporte do motor usando o MetraSCAN 3D-R
Crédito: Walter Automobiltechnik

Benefícios: Obtenha rapidamente resultados de inspeção precisos com controle de qualidade automatizado

Implementando uma solução de controle de qualidade automatizado turn-key ou personalizada, com o MetraSCAN 3D-R os fabricantes de VEs podem conduzir inspeções mais rápidas com o nível certo de precisão e sem necessidade de pessoal altamente técnico.

Além disso, o MetraSCAN 3D-R pode ser integrado a uma linha de produção rapidamente e sem nenhum treinamento prolongado ou tempos de inatividade significativos.

Implementação e treinamento rápidos

Graças a seu design e facilidade de uso, o MetraSCAN 3D-R pode ser instalado em apenas uma semana. Técnicos de qualquer nível de habilidade podem ser treinados em apenas um dia. Isso alivia as preocupações de RH dos fabricantes e diminui o tempo de inatividade para implementar um sistema de controle de qualidade automatizado.

Inspeções de dimensão 100% completas — mais rápido

Como os fabricantes de VEs são pressionados a lançar suas inovações no mercado com mais rapidez, as soluções de controle de qualidade automatizado, como o MetraSCAN 3D-R, atendem à necessidade de velocidade de aquisição de dados sem sacrificar a precisão, confiabilidade e repetibilidade da medição.

Alguns fabricantes usam o MetraSCAN 3D-R para reduzir de horas para meros minutos o tempo de aquisição de dados para inspeções – ao mesmo tempo que se sentem confiantes de que as peças aprovadas estão de acordo com as especificações e regulamentos do setor. Por fim, o aumento da capacidade de inspeção contribui diretamente para o aumento do rendimento.

A Walter Automobiltechnik GmbH, uma renomada fornecedora alemã de peças e acessórios para grandes OEMs nas indústrias automotiva e de motocicletas, adicionou recentemente dois sistemas MetraSCAN 3D-R ao seu sistema de controle de qualidade automatizado personalizado para avaliar a qualidade de um suporte de motor para um carro elétrico e manter um curto tempo de ciclo.

A montagem do motor foi feita com peças estruturais soldadas com geometrias complexas, o que as tornava difíceis e demoradas para inspecionar. A montagem também foi desenvolvida com aço galvanizado reflexivo, o que agravou o problema de inspeção.

Usando o MetraSCAN 3D-R, que permitiu à equipe de controle de qualidade capturar um alto nível de medições em segundos, a Walter Automobiltechnik foi capaz de reduzir drasticamente os tempos de inspeção no suporte do motor de 1 hora e 30 minutos para apenas 8 minutos! A Walter Automobiltechnik não poderia ter alcançado esse nível de rendimento com uma CMM tradicional.

O MetraSCAN 3D-R permitiu que a empresa reduzisse o espaço de instalação no chão de fábrica devido ao uso de um robô menor, que foi capaz de cobrir toda a peça. Com isso, a Walter Automobiltechnik economizou dinheiro no investimento do robô e, como a integração ocupou menos espaço, houve menos mudanças no chão de fábrica.

A empresa está planejando adicionar mais escâneres CMM ópticos MetraSCAN 3D-R em um futuro muito próximo para acelerar muitas de suas outras linhas de produção.

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