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Automatische Oberflächeninspektion im Presswerk

Von Offline zu Inline

Die Oberflächenqualität der lackierten Außenhautteile eines Fahrzeuges wird von Kunden in direktem Zusammenhang mit der Qualität des Gesamtfahrzeuges gesetzt. Deshalb investieren Automobilfirmen wie Audi, Daimler, VW u.a. in eine frühzeitige Fehlererkennung, die bereits im Presswerk beginnt. Je früher ein Oberflächendefekt auf einem Blechaußenhautteil entdeckt wird, desto kostengünstiger ist dessen Beseitigung in den nachfolgenden Prozessschritten. Das optische Oberflächeninspektionssystem ABIS II unterstützt die Auditoren und Qualitätsverantwortlichen dabei, dass typische Fehler wie Dellen, Beulen, Einfallstellen, Welligkeiten, Einschnürungen und Risse bereits auf dem unlackierten Einzelteil erkannt und klassifiziert werden.
‚Vorsprung durch Technik‘, diese Ansage der Audi AG gilt auch für die Pionierleistung im Ingolstädter Presswerk. 2003 startete man gemeinsam mit Steinbichler Optotechnik ein Entwicklungsprojekt mit dem Ziel einer automatischen optischen Oberflächeninspektion für die Anforderungen im Presswerk. Dies wurde in einer Prototypenanlage im Presswerk Nord (Bild 3) umgesetzt, die Audi Ingolstadt dann drei Jahre später für den Qualitätsprüfungsprozess an den Großsaugeranlagen GRS13 und GRS14 komplett übernahm. Uwe Walcher, Gesamtprojektverantwortlicher für alle Oberflächeninspektionsanlagen bei Audi AG, bringt es mit seiner Aussage auf den Punkt: „Die optische Oberflächeninspektionsanlage muss Tag und Nacht einsatzbereit sein und ersetzt den Abziehstein des Prüfers. Somit können in der gleichen Zeit mehr Teile geprüft und objektiv klassifiziert werden.“ So muss für die manuelle Prüfung eines Seitenwandrahmens mit 30min Dauer gerechnet werden, bei der automatischen Prüfung liegt das Ergebnis in weniger als 2min vor. Auch die Ausschusskosten durch abgezogene Außenhautteile seien signifikant gesenkt worden, so Uwe Walcher weiter, da bei Audi aufgrund des hohen Oberflächenqualitätsanspruches keine abgezogenen, verkratzten Bauteile in den Produktionsprozess zurück fließen dürfen. Konsequent verfolgt man bei Audi einen ganzheitlichen Ansatz. So können Bauteilprüfprogramme von der ABIS Offline Anlage im Presswerk Neckarsulm (Inbetriebnahme 2013) auf die Anlage nach Ingolstadt transferiert werden (und umgekehrt), falls die Abpresswerkzeuge zwischen den Werken verlagert werden. Die Planung für die nächste Offline-Anlage am Standort Ingolstadt (Presswerk SÜD) läuft bereits und Uwe Walcher legt aus Effizienzgründen (identische Klassifikation von Merkmalen, Schulung der Mitarbeiter, Wartung, Programmtransfer) großen Wert auf eine einheitliche Konzeptionierung und Umsetzung. Seit der ersten Stunde im Entwicklungsprojekt und bei der anschließenden Etablierung fördert Wilhelm Straub (Leiter Sparte Presswerk) die ABIS-Technologie. Ein wesentlicher Vorteil sei, so Straub, dass ABIS alles sehe und dadurch ‚eine offene Fehlerkultur erzwingt‘ und somit konsequent zur Erhöhung der Oberflächenqualität und Reduzierung der Nacharbeitskosten im Hause Audi beitrage.

Presswerk Emden, VW

Das gleiche Anlagenkonzept wie bei Audi Neckarsulm (Offline Anlage mit Roboter an einer Portallinearachse) wurde auch bei Tower Automotive (Leipzig), VW Slovakia (Bratislava) und VW Emden umgesetzt. Im Emder Presswerk befindet sich die Offline-Anlage zwischen zwei Pressenlinien und ist von beiden Seiten offen zugänglich (Sicherung durch zwei Lichtvorhänge und Bodenscanner; Bild 2). Wolfgang Meyer, Prozesskoordinator im Presswerk VW Emden, betont den Effizienzvorteil im Produktionseinsatz der Anlagengestaltung: „Durch die Positionierung zwischen den beiden Pressenlinien und den beidseitig offenen Zugangsmöglichkeiten können die Werker schnell ein Bauteil zur Prüfung ablegen. Das Handling ist sehr effizient. Wir erhalten schnell Rückmeldung über die Oberflächenqualität in der laufenden Produktion.“

Presswerk Sindelfingen und Bremen, Daimler AG

In der Daimler AG startete man im Presswerk Sindelfingen im Jahr 2008 mit einer Offline-Anlage als zentralem Auditplatz. Die Zuführung mittels Bändern ermöglicht einen hohen Bauteildurchsatz. In der objektiven Beurteilung von Oberflächenmerkmalen sieht Christoph Schlott, Qualitätsleiter Presswerk, den größten Vorteil der Technologie und verweist ferner auf die zunehmende Anzahl an konvex-konkaven Übergängen in der Bauteilform, die eine manuelle Prüfung mit Abziehsteinen immer schwieriger gestalte. Presswerk Centerleiter Dr. Frank Weber betrachtete von Beginn an die Sindelfinger Offline-Anlage (Anm: auch wenn diese derzeit den höchsten Automatisierungsgrad aller Offline-Anlagen besitzt) als Zwischenschritt zur Inline-Anwendung. Beim InfoForum Oberflächeninspektion 2010 brachte er es auf den Punkt: „Wir haben viel erreicht, aber wir sind noch nicht angekommen, wo ich mit der Technologie hin will.“ Den Weg Richtung Inline-Anwendung im Presswerk verfolgte Dr. Weber konsequent, und im Oktober 2014 weihte er zusammen mit Dr. Josef Altgilbers (Leiter Presswerk Bremen) die weltweit erste Inline-Anlage offiziell ein und präsentierte diese einem großen Fachpublikum. Mittels vier Robotern werden die C-Klasse Außenhautteile im End-of-Line mit ABIS II Sensoren auf Oberflächenfehler geprüft, zum einen in einer Zentralstation (zwischen den Bändern) und zum anderen schwerpunktmäßig am Auslaufband (Bild 1). In der Zentralstation erfolgt stichprobenmäßig die 100%-Überprüfung eines Bauteiles (d.h. gesamte Fläche). Je nach Größe des Bauteils und dem Pressentakt wird jedes sechste bis zehnte Bauteil gesamtflächig kontrolliert. Dies sei ein großer Fortschritt gegenüber der manuellen Prüfung, so Florian Loibl, Verantwortlicher für die Qualitätssicherung im Bremer Presswerk. Bei der schwerpunktmäßigen Prüfung wird jedes Bauteil an definierten kritischen Stellen von den ABIS II Sensoren kontrolliert und für den Werker visualisiert. Falls ein Bauteil nicht in Ordnung ist (N.I.O.-Meldung), wird diese Information an die SPS der Abstapelroboter weitergegeben, d.h. das Teil wird aussortiert.

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