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Fertigungsnahe Spaltmaßkontrolle

Inline-3D-Messsysteme für Kfz-Vormontagelinien

Mit der Erweiterung des Einsatzbereichs integrierter Weißlicht-Messsysteme von Anwendungen im Rohkarosseriebau auf Anbauteile haben sich Inline-Prüfungen endgültig in der gesamten Werksumgebung etabliert.
In den vergangenen Jahren hat sich im Bereich Qualitätssicherung in der industriellen Fertigung viel getan. Durch innovative Prozesse und weiterentwickelte Messgeräte wurden Maßprüfungen aus dem Qualitätslabor heraus immer näher an die Fertigungsstraße verlagert. In der Folge konnte der Aufwand zur Sammlung von Daten und Informationen sowie zur Fehlerbehebung immer weiter reduziert werden. In Branchen, in denen eine Inline-Automatisierung in der Fertigung üblich ist, sind mittlerweile selbst Qualitätskontrollen an der Fertigungsstraße nicht mehr nah genug. Automatisierte Fertigungstechnologien stammen ursprünglich aus der Automobilindustrie. Seit der Inbetriebnahme der ersten Fließfertigungslinien bei Automobilherstellern ist Automatisierung in der Branche Standard, wobei die entsprechenden Technologien stetig weiterentwickelt werden. Auch industrielle Messtechnik ist heute ein wichtiges Element im Fahrzeugbau, doch während der Fokus früher auf Prozesskontrolle, Fertigungsüberwachung und Robotersteuerung lag, gewinnen heute neue Inline-3D-Messkonzepte immer mehr an Bedeutung.

Kooperation mit inos

Als Hexagon Metrology sein 360° Smart Inline Measurement Solutions (360° SIMS) – ein voll automatisiertes Inspektionssystem für Rohkarosserien – vorstellte, kam die Inline-Messtechnik endgültig in der Fertigungsstraße an. Bei 360° SIMS handelt es sich um eine Lösung zur unmittelbaren Integration in eine Fertigungsstraße. So lassen sich Zeit und Logistikkosten für den Transport von Werkstücken ins Messlabor und zurück einsparen. Das System, das 3D-Messungen mit Automatisierungstechnologie kombiniert, nutzt Roboter-Weißlicht-Messungen zur Prüfung komplexer Fahrzeuggeometrien auf typische Toleranzen von +/-0,5mm. Zur Entwicklung weiterer Zellenkonfigurationen und Funktionen wurde eine Partnerschaft mit inos, einem Unternehmen der Grenzebach-Gruppe, eingegangen. Beide Firmen können auf einen reichen Erfahrungsschatz in der Automobilindustrie zurückgreifen, doch das neue Messkonzept – die Verbindung verschiedener Technologien zur Schaffung einer umfassenden Lösung für den Einsatz in bestehenden Fertigungsanlagen – ist für beide Unternehmen Neuland. Das System nutzt automatisierte Transportmechanismen, um Werkstücke in die Zelle zu bewegen, während an Robotern angebrachte Weißlicht-Sensoren mithilfe einer auf Kurzzeitbelichtung basierenden optischen Technologie hochpräzise Dimensionsmessdaten zur Analyse in Echtzeit erfassen. So wird sichergestellt, dass die Qualitätsprüfung in der Fertigungslinie rasch erfolgt und es nicht zu Engpässen kommt. „Ursprünglich wollten wir in die Fertigungsumgebung vordringen und unser Messverfahren mit den Methoden zur Inline-Prozesskontrolle kombinieren“, erklärt Tal Vagman, Director of Automated Solutions Strategy bei Hexagon Metrology. „Das 360° SIMS-Inline-Konzept wurde in Zusammenarbeit mit unseren Kunden entwickelt, und wir haben mit dem Rohkarosserie-System begonnen, weil es ganz oben auf der Wunschliste der OEMs aus der Automobilindustrie stand. Durch die Erfahrungen, die wir seit der Markteinführung bei der Integration gesammelt haben, konnten wir die Lösung mittlerweile aber schon auf die Vormontagelinien ausdehnen.“ Das wohl Erstaunlichste war die Anzahl an Innovationen, die sich aus der Entwicklungsphase ergaben – darunter ein zum Patent angemeldetes RPS-Messgerät, das die präzise und wiederholbare Ausrichtung komplexer Werkstücke für die Messung erlaubt. Mit den neuen Konfigurationen zur automatisierten Inspektion von Anbauteilen wie Türen, Motorhauben und Heckklappen wird dieser Trend fortgesetzt.

Individuelle Zellenkonfiguration

Zellen können auf unterschiedliche Arten konfiguriert werden, z.B. kann ein Stapel von Werkstücken durch eine autonome Transporteinheit in die Zelle gebracht werden. Dort erkennt die SPS die Werkstücknummer und ruft das korrekte Prüfprogramm auf. Alternativ können fixe Sensoren verwendet werden, um die Seriennummer zu prüfen und nach einem Smart-Object-Ansatz vorzugehen. Der erste Roboter entstapelt die Werkstücke und positioniert sie entweder in einem Aufspannsystem oder er hält sie direkt für den Messvorgang. Der Weißlicht-Sensor ist an einem zweiten Roboter angebracht und führt das von der SPS ausgewählte Prüfprogramm aus. Nach Abschluss der Inspektion können die Werkstücke entweder zurück auf den Stapel gelegt oder auf der Grundlage der Messergebnisse sortiert werden. Die 360° SIMS-Prüfzelle für Anbauteile erfasst dieselben Echtzeit-Dimensionsmessdaten wie die Lösung für Rohkarosserien, was den zentralen Datenabgleich vereinfacht. Gemeinsam können beide Systeme die Spaltmaßkontrolle revolutionieren. Da die Qualität von Anbauteilen in der Automobilindustrie eine enorm wichtige Rolle spielt, bietet sich das System für Aufgaben im Karosseriebau geradezu an. Aufgrund seines hohen Grades an Individualisierbarkeit ist davon auszugehen, dass es nur eine Frage der Zeit ist, bis dieses Inline-Messkonzept auch andere Bereiche des Fahrzeugbaus – vom Antriebsstrang bis hin zur Endmontage – erobern wird.

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