3DRO – novinka v kontrole kvality s využitím automatického 3D skenování za pomoci robotického ramene

3DRO – novinka v kontrole kvality s využitím automatického 3D skenování za pomoci robotického ramene

Názornou ukázku inovačního myšlení a potenciálu spojení kolaborativní robotiky s moderními 3D skenery začali realizovat ve východním cípu Slezska. Třinecká společnost MEPAC CZ, dlouholetý hráč na trhu přesného strojírenství, známý především vývojem a výrobou nástrojů pro vstřikování plastů tak dlouho hledal vhodné řešení pro vlastní kontrolu výroby, až z toho nakonec vzešlo celkem zajímavé řešení, které nyní společnost sama uvádí na trh.

Řeč je o řešení nazvaném 3DRO, které tvoří moderní skener Evixscan 3D Heavy Duty Optima společnosti Evatronix a průmyslový kobot Elfin E10. Celá sestava umožňuje skenování malých a středně velkých objektů s vysokou přesností, zejména pro potřeby bezkontaktní kontroly kvality, reverzního inženýrství a rychlého prototypování. Kvalita a rychlost snímkování je zaručena díky šestiosému robotickému rameni s jedním pohonem a dvěma pohybujícími se klouby, které plně vyhovuje potřebám a nárokům na moderní kobotickou průmyslovou aplikaci.

Samotné skenery Evixscan 3D Heavy Duty vynikají odolnou hliníkovou  konstrukcí kombinovanou s uhlíkovým vláknem, které zaručuje přesné měření i v náročných podmínkách. Verze Quadro disponuje dvěma měřícími rozsahy, které umožňují skenovat objekty různých rozměrů od několika centimetrů až do několika metrů. Druhá verze skeneru nazvaná Optima, najde uplatnění především při stacionárním skenování malých a středních objektů v proměnném  prostředí, které je umožněno zejména díky vysoké hustotě snímaných bodů.

Zařízení je podle výběru skeneru schopno skenovat výrobek buď na otočném stole, který je součástí sestavy, se skenerem upevněném na rameni robota nebo za pomoci polohování výrobku robotickým ramenem, které servíruje snímanou součástku skeneru upevněnému na sloupovém stojanu.

„V mnoha výrobních oblastech s řeší rychlá a automatická kontrola a zejména v dnešní době je celkem problém sehnat na trhu práce dostatečný počet kvalifikovaných pracovníků pro potřeby výstupní kontroly produktu. V současné době už registrujeme první zájemce o naše řešení, protože zejména automobilky tlačí své dodavatele ke stále lepší kontrole jakosti,“ přiblížil důvody zrodu nového řešení na poli automatického měření Marian Cieślar, obchodní ředitel společnosti MEPAC CZ.

Tomasz SernickiTomasz Sernicky, ředitel obchodního oddělení 3D skenerů společnosti Evatronix

„Jsme na trhu od roku 1991 a celé naše know‑how pochází z Polska od polských inženýrů. Máme velmi rozsáhlé kompetence v oblasti projektování elektronických zařízení a už více než deset let se zabýváme 3D skenery. Naše zařízení mohou pracovat ve složitých podmínkách na výrobních linkách, uvnitř hal, ale i venku nebo v laboratořích. Skenery Evixscan se vyznačují především vysokou hustotou snímaných bodů, kdy jsme schopni dostat se například na hodnoty 1 000 na mm2 a přesnost až 0,01 mm, což umožňuje vysoké rozlišení především detailních částí výrobku. V kombinaci s odpovídajícím softwarem představují ideální nástroj pro projektování nebo kontrolu rozměrové či materiálové jakosti výrobku,“ vyzdvihnul přednosti skenerů Evixscan 3D Tomasz Sernicky, ředitel obchodního oddělení 3D skenerů společnosti Evatronix.

Se skenery Evixscan 3D mají ve společnosti MEPAC CZ bohaté zkušenosti, ale i jejich výrobce se může pochlubit řadou zajímavých referencí. Příkladem může být trochu extrémní demonstrace funkcí skeneru u výroby předního nárazníku pro automobil Lamborghini. Během devadesáti minut zvládl systém pořídit 107 skenů součásti, jejichž zpracování (processing time) do CAD modelu trvalo osm hodin. Vše s přesností na setiny milimetru. Ta je ale u rozměrově větších výrobků závislá především na hustotě a rozmístění markerů.

Smysluplnější uplatnění najde ale nová robotická aplikace především u malých a středních součástek jak z kovu, tak plastu. Tady stojí před inovátory z MEPAC CZ další výzva, protože skenování černých plastů je, v drtivé většině, problém všude. Skenery totiž černý povrch nevidí. Proto, aby se tvar výrobku nasnímal správně, musíme povrch plastového dílu nastříkat práškem. V Třinci už dnes přemýšlejí nad tím, jak použití „práškové“ metody pro skenování černých plastů dostat na minimum, případně ji zcela eliminovat.

skenování markeryPřesnost skenování větších částí závisí na hustotě a rozmístění markerů

Neustále hledáme nové aplikace. Potenciál tam je!

Společnost MEPAC CZ jste mohli zaregistrovat například na akcích věnovaných moderním technologiím v plastikářském průmyslu, pořádaných společnosti TradeMedia. Pro ty, kteří ještě tu příležitost neměli, přinášíme krátký rozhovor s obchodním ředitelem společnosti Marianem Cieślarem, který poodhalil nejen proces vzniku nové robotické aplikace 3DRO, ale i další výzvy, kterým v současné době firma ze severu Moravy čelí.

Marian CieślarMarian Cieślar, obchodní ředitel společnosti

Jak se vlastně firma, která v devadesátých letech začala fungovat v rodinném domě, dostala k distribuci sofistikovaného automatického měření?
Vznikli jsme v roce 1992 a naší hlavní náplní tehdy bylo poskytování produktů a služeb v oblasti přesného strojírenství v oblasti plastikářství. Postupem času se firma přetransformovala na, s. r. o. a otevřela dceřinou pobočku na Slovensku. Následovalo otevření pobočky ve Vsetíně, zaměřené na výrobu a renovace vstřikovacích forem, výrobu prostupových nástrojů a měřicích přípravků. Následovalo otevření pobočky ve Vrbně pod Pradědem, zaměřené na opravy vstřikovacích forem, ale hlavně také na výrobu plechových dílů. V roce 2015 jsme otevřeli novou výrobní halu v Třinci‑Neborech, kterou jsme postupně začali vybavovat vstřikolisy, čímž jsme uzavřeli celý cyklus od návrhu přes výrobu formy až po finální výlisek, což se ukázalo jako dobré strategické rozhodnutí.

Jaké problémy jste tímto krokem eliminovali?
Většinou docházelo ke kolizím, když jsme pouze vyráběli formy, na kterých následně lisovala jiná firma. Nástrojárna se hádala s lisovnou, jestli jsme to špatně vyrobili nebo oni špatně lisují. Vše teď řešíme interně a zákazník je spokojený s dodaným odladěným produktem.

Jak vypadá vaše portfolium výrobků a služeb v současnosti?
Na prodeji nástrojů a přístrojů jsme vyrostli a stále tvoří náš core byznys. V současné době jich máme v nabídce přes 8 tisíc. Dále je to výroba a oprava plastikářských forem, nástrojů, výroba 3D dílů, 2D dílů, navařování, leštění a gravírování. V oblasti laserových technologií jsme, troufám si říci, hodně vysoko. Ve firmě máme 35 laserů, ať už řezací, gravírovací, značící, UV nebo vláknové lasery a v neposlední řadě navařovací lasery. Vyvinuli jsme dokonce svůj vlastní navařovací systém, oceněný na významných veletrzích. Důvod byl prostý. Jejich vysoká cena a parametry, které trh nabízel, nám nevyhovovaly. Vydali jsme se tedy vlastní cestou a mohu říci, že lasery známe opravdu dobře.

Pojďme k samotnému měření. Jak jste na tom v tomto ohledu?
Reverznímu inženýrství se věnujeme opravdu intenzivně. Ve firmě máme dva CMM měřicí stroje a tři optické skenery. Jeden z nich pracuje právě na robotickém rameni. Nějakou dobu již tedy s tímto řešením pracujeme a začali jsme jej nabízet i prvním zákazníkům.

Jak se vlastně zrodil nápad na automatické měření pomocí 3DRO systému?
Prvotně jsme hledali nějakou aplikaci na veletrh MSV, protože jsme v té době zrovna začali nabízet kolaborativní roboty našim zákazníkům. Napadlo nás spojení se skenery Evixscan 3D, které distribuujeme na český trh, protože v mnoha oblastech se řeší rychlá, automatická kontrola.

Vidíte tedy v automatizaci měření svou budoucnost?
Potenciál tam je, a navíc nás takové aplikace moc baví, protože se nepovažujeme pouze za výrobní, ale i za inovační společnost. Neustále hledáme nové aplikace s roboty, skenery nebo lasery a snažíme se navrhnout zákazníkům řešení na klíč.

Vítězslav Fejfar

Vítězslav Fejfar je editor ve společnosti Trade Media International (vydavatel časopisů Contorl Engineering Česko a Řízení a údržba průmyslového podniku). Zaměřuje se na rozhovory, reportáže a příběhy z průmyslových firem. 

www.trademedia.cz