"L'ispettore successivo è il cliente"

Termocamere FLIR nel controllo qualità automobilistico

"FLIR fornisce termocamere per ispezione termica allo stabilimento BMW di Dingolfing dal 1997", spiega Robert Halbritter, di TOPA GMbH, partner commerciale e integratore di FLIR Systems. Per la maggior parte del tempo, BMW ha utilizzato le termocamere principalmente per l'elettro-termografia di cabine elettriche e di commutazione. La presenza di componenti caldi indicava un problema e ne suggeriva la sostituzione. E la soluzione è tuttora utilizzata. Ma ora BMW impiega le termocamere FLIR anche per il controllo qualità.

I nuovi veicoli prodotti sono sottoposti a una serie di misure di controllo di qualità individuali e automatizzate, tra cui l'analisi su uno dei dieci distinti banchi dinamometrici a rulli. Tutte le funzioni di base vengono accuratamente collaudate, dall'avvisatore acustico alle specifiche prestazioni del propulsore, fino al sistema di visione notturna BMW, basato su sensore FLIR. L'intero processo richiede solo pochi minuti, durante i quali ogni funzione deve essere confermata, automaticamente o da parte di un ispettore che siede nel veicolo per monitorare i dati visualizzati del collaudo.

Collaudo semplice, rapido e affidabile

Benché l'efficienza del collaudo, in termini di tempi e costi, sia l'obiettivo generale, l'individuazione della procedura ottimale per ogni attività di collaudo richiede un'attenta analisi specifica. Questo vale, ad esempio, per il collaudo delle alette di scarico sul doppio sistema di scarico. I veicoli BMW ad alte prestazioni con motori di grande cilindrata, a 8 cilindri, sono caratterizzati da doppi scarichi. Sul modello BMW M5 il requisito è ancora diverso, poiché l'aletta sul secondo tubo di scarico viene attivata solo a un determinato regime del motore.

Il motivo di tale funzionamento potrebbe sorprendere perché è solo questione di design acustico, ma il suono di un motore potente dovrebbe essere impressionante. Pertanto una BMW M5 apre la seconda aletta del tubo di scarico solo quando è realmente necessario. Naturalmente anche questa funzione deve essere collaudata ed è più complessa di quanto possa sembrare a prima vista.

Per verificare l'efficienza di questa operazione, inizialmente erano state adottate alcune termocamere, di marca diversa di FLIR, per ogni impianto dinamometrico. Il loro scopo era di visualizzare il profilo termico dei rispettivi terminali di scarico nel sistema di scarico gemellato.

FLIR collauda i flussi di scarico

Ogni sistema era composto da due termocamere, montate in modo da ispezionare entrambi gli scarichi, dall'alto e dal lato. La soluzione non solo aveva un prezzo di acquisto elevato, ma comportava ulteriori costi nel tempo a causa dei frequenti guasti. Di conseguenza, dopo otto anni, si è reso necessario valutare la fattibilità di un nuovo sistema.

Robert Halbritter, di TOPA GmbH, un partner commerciale e integratore di FLIR Systems, ha offerto una soluzione molto interessante in grado di dimezzare il costo delle nuove termocamere. Ha suggerito per ogni dinamometro l'impiego di un'unica FLIR A310 a montaggio fisso, con ottica da 45º. Il vantaggio: ciò che in precedenza veniva controllato utilizzando due termocamere montate sui lati poteva ora essere visualizzato mediante una sola termocamera FLIR in posizione centrale.

Questo è possibile poiché l'angolo di visuale della FLIR A310 con ottica grandangolare da 45º è in grado di mostrare l'intera parte posteriore del veicolo a una distanza di circa 2 metri. Pertanto il collaudo completo richiede solo 10 termocamere, una per ogni dinamometro, anziché le 20 unità richieste dal sistema precedente.

Una soluzione semplice dal potenziale enorme

La FLIR A310 genera un segnale video termografico analogico con frame rate di 30 Hz. Questo modello è particolarmente adatto alla registrazione del flusso di scarico, perché è semplice da integrare e offre un facile accesso al segnale video PAL. 

Spiega Christoph Hörnlen: "La termocamera fornisce inoltre molteplici opzioni di connessione". Hörnlen è il responsabile del segmento termocamere fisse per applicazioni di automazione presso FLIR Systems GmbH. "La FLIR A310 dispone di un'uscita digitale per gli allarmi e per il controllo di dispositivi esterni. Inoltre i dati possono essere trasmessi tramite TCP IP o Ethernet e la FLIR A315 supporta persino lo standard GigE Vision™ e il protocollo GeniCam™".

Monitoraggio accurato

Le prestazioni del sistema di scarico vengono controllate su un monitor posto davanti al veicolo, che visualizza un'immagine termica. Dal monitor, l'ispettore può rilevare se l'aletta funziona in modo corretto osservando i cambiamenti nel profilo termico. Sebbene la FLIR A310 possa visualizzare la distribuzione del calore utilizzando varie tavolozze di colore, qui viene utilizzata l'opzione più semplice e chiara: il bianco e nero.

Il motivo di questa semplificazione è l'irregolarità nel flusso d'aria nei gas di scarico. Viene spostata una quantità relativamente elevata d'aria e il flusso di scarico non rimane costante. Occorre prendere in considerazione anche la portata. Sono tutti fattori che potrebbero essere visualizzati utilizzando uno spettro di colore più ampio, ma con rischio di confondere il giudizio del tecnico di ispezione. In fondo, a questo collaudo è solo richiesta la conferma che l'aletta si apra e si chiuda correttamente.

Leader di mercato globale

La decisione di BMW di passare alla soluzione basata su termocamere FLIR suggerita da TOPA si fondava anche sulla buona reputazione dell'azienda per la qualità del servizio e del supporto postvendita. Anche l'implementazione tecnica della soluzione ha giocato un ruolo importante. 

"Siamo stati molto presenti sul campo, per supportare BMW con l'installazione e la taratura delle termocamere. Questo investimento ha offerto un eccellente rapporto qualità-prezzo, rispetto al sistema precedente", spiega Robert Halbritter di TOPA.

L'affidabilità della FLIR A310 non ha bisogno di presentazioni. I primi sistemi di termocamere sono stati installati nell'autunno del 2011 e da allora sono rimasti in funzione ininterrottamente. Anche se non sono sempre necessarie tra le 23:00 e le 05:00 del giorno successivo, sono comunque in funzione 24/7. E anche se è stata fornita una termocamera FLIR 310 di ricambio, in caso fosse necessaria una sostituzione urgente, questa non è mai stata usata.

Lo stabilimento di Dingolfing in Bassa Baviera produce le BMW Serie 5, Serie 6 e Serie 7. Anche la BMW Serie 3 Gran Turismo è stata recentemente aggiunta a questa linea di veicoli. Nello stabilimento lavorano circa 18.500 persone.