In de luchtvaartindustrie is het, net als in veel andere takken waarbij producten in kleine aantallen worden geproduceerd: elke maatschappij wil graag zijn eigen interieur. De productielijnen zijn daarom niet ingesteld op massaproductie. Handmatige assemblage werkzaamheden overheersen en deze veranderen ook regelmatig, waardoor automatische kwaliteitscontroles tot nog toe niet lonend waren. Nieuwe software, die werd ontwikkeld bij Fraunhofer IFF lost het probleem op.
Het systeem vergelijkt met behulp van camera’s de relevante CAD-data digitaal met het eindproduct en kan met een muisklik rekening houden met aanpassingen. De onderzoekers presenteerden deze technologie op de Messe Control in Stuttgart van dit jaar.
Aan de productielijnen van de auto-industrie lijkt elke dag op de volgende: gewoonlijk komen dagelijks circa 1000 voertuigen van de band. De arbeiders voeren elke dag dezelfde handelingen uit. In de vliegtuigbouw zit er echter anders uit. Weliswaar lijken de stalen vogels van buiten op elkaar, maar elke luchtvaartmaatschappij wenst een ander interieur. Waar bevinden zich de stoelen? Hoe moeten de bagagevakken er uitzien? Meestal kijken de monteurs in de technische beschrijving, om te zien hoe en waar ze elk onderdeel moeten monteren. Onder welke hoek moeten de juiste schroeven worden bevestigd?
Als de monteur de werkzaamheden heeft uitgevoerd, controleert hij nog een keer of alles op de juiste plaats zit en tekent dit af. Daarbij kan hij toch nog een fout over het hoofd zien. Mensen zijn niet elke dag even geconcentreerd en tegen de avond meer vermoeid. Kwaliteitscontroleurs nemen daarom aparte producten nog een keer onder de loep, maar ze kunnen ook niet elk schroefje controleren. Manueel is dus een 100% controle niet mogelijk.
Bij de veiligheidsrelevante onderdelen wil de producent daarom graag een automatische kwaliteitscontrole. Bij grote aantallen zoals bij de autoproductie zijn er al mogelijkheden, om de gemonteerde componenten via software te vergelijken met vooraf gemaakte foto’s. Voor een kleine productielijn is dat echter niet lonend. Alle onderdelen moeten eerst een keer gemonteerd zijn en daarna worden gefotografeerd, om vergelijkbare foto’s te krijgen voor verdere montage. Maar als een maatschappij slechts vier vliegtuigen met dezelfde interieurs bestelt, zouden nog maar drie volgende montageprocessen kunnen worden bewaakt.
Digitale vergelijking van het montage resultaat met de CAD-data
Een nieuwe technologie moet ook voor deze producties met een kleine marge een stap dichter bij de foutloze productie brengen en montagefouten betrouwbaar ontdekken. Het systeem werd ontwikkeld door onderzoekers van het Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF in Magdeburg. “We gebruiken geen foto’s van een werkelijk gemonteerd onderdeel als vergelijking, maar gebruiken een afbeelding van de ideale toestand met behulp van virtuele afbeeldingen”, zegt dr.-ing. Dirk Berndt, hoofd van de afdeling bij het IFF. De onderzoekers hebben daarvoor software ontwikkeld, die uit de CAD-gegevens van de constructie en de diverse posities van camera’s een soort foto aanmaakt van een product, dat nog helemaal niet is gemonteerd.
Heeft een technicus het onderdeel compleet gemonteerd, dan neemt hij, net als bij de conventionele automatische controle, met een camera een foto. De software berekent met behulp van de CAD gegevens een virtueel foto, die hetzelfde perspectief heeft als de werkelijke foto. Dit gebeurt supersnel, eigenlijk een Real Time. Met dit virtuele beeld vergelijkt de software de gemaakte foto van het echte onderdeel.
Onderdelen hoeven niet meer precies te worden uitgelijnd
Deze technologie heeft een aantal voordelen: ze kan al worden gebruikt bij de eerste montage en is dus al lonend bij zeer geringe aantallen. Worden de CAD gegevens veranderd, dan is er maar een muisklik voor nodig om de actuele data in het systeem in te voeren. Bovendien houdt de software rekening met de situatie, waarmee het te controleren onderdeel met de camera wordt opgenomen en berekent een overeenkomstig virtueel beeld. Het onderdeel hoeft dus niet meer precies te worden uitgelijnd. Bij conventionele automatische kwaliteitscontroles moet het onderdeel precies voor de camera liggen, omdat anders een vergelijking niet mogelijk is.
“De technologie is ontwikkeld en nagenoeg productie rijp”, zegt Berndt. Voor het einde van het jaar willen de onderzoekers twee prototypes voor toepassingen gebruiken.
meer informatie in de publicatie van het Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF