Automatische Justage von Karosseriebauvorrichtungen

Herausforderung

Kürzere Produktlaufzeiten und steigende Energiekosten gehen mit der steigenden Variantenvielfalt von Automodellen einher. Dabei ist es nötig, die Fertigungsanlagen an die jeweils neuen Bauteile und Baugruppen anzupassen – ein Problem für die Autohersteller, denn das ist sehr zeitaufwendig. Um einzelne Elemente, etwa eine Tür oder ein Seitenteil eines Pkws, zusammenzubauen, werden die Bauteile in typenspezifische Vorrichtungen eingespannt. Der Prozess ist aufgrund der geforderten Genauigkeit komplex und der Erfolg der Stellmaßnahmen maßgeblich abhängig von der Erfahrung des Mitarbeiters, der die Vorrichtung exakt justieren muss. Bei Geometrieabweichungen modellgleicher Baugruppen kann es Stunden, bei jedem Wechsel auf ein neues Fahrzeugmodell zum Teil mehrere Monate dauern, bis die Anlagen wieder optimal eingestellt sind. Dieser Qualitätsprozess, die händische Nachjustage und die damit verbundenen Produktionsunterbrechungen kosten Zeit und verringern die Produktivität einer Anlage deutlich.

Lösung

Die Wissenschaftler des Fraunhofer IWU haben gemeinsam mit einem Industriepartner einen Prototyp für ein Software-Assistenzsystem zur Automatisierung dieses Prozesses entwickelt, mit dem die Anlaufzeiten um bis zu 50 Prozent reduziert werden sollen. Ein intelligentes IT-System übernimmt dabei den bisher auf Erfahrung basierenden Justageprozess und dient damit der gezielten Unterstützung des Anlagenpersonals. Für diesen Zweck wurden numerische Modelle zur Abbildung von Zusammenbauprozessen im Karosserierohbau erarbeitet und erfolgreich getestet.

Ein Messsystem »beobachtet« zunächst die Stellmaßnahmen des Mitarbeiters, während eine Softwarelösung Korrekturvorschläge ermittelt. Gekoppelt ist der Assistent an eine weitere Neuentwicklung: Elektromechanische Justageachsen ersetzen die manuellen Stellelemente. Mittels Knopfdruck werden die vorgeschlagenen Korrekturen direkt auf die Spannvorrichtung übertragen.

Mit diesem System ist es möglich, die Einrichtzeit im Anlagenanlauf von Monaten auf Tage, bei Fehlern im laufenden Betrieb die notwendige Nachjustage von Stunden auf Sekunden zu reduzieren. Die Lösung soll nicht nur bei modellgleichen Bauteilen zum Einsatz kommen, sondern auch den Zeitaufwand zum Einrichten bei Modellwechseln signifikant verkürzen.