Qualität bis ins kleinste Detail – optimierte Spaltmaße im Automobilbau

Deutsche Automobile stehen weltweit für hochwertige Qualität bis ins kleinste Detail. „Es gibt keine zweite Chance für den ersten Eindruck“, heißt das Motto der Konstrukteure und Designer – und tatsächlich macht die äußerliche Qualitätsanmutung bei der Kaufentscheidung eines Fahrzeugs viel aus. Dabei spielt die Passgenauigkeit von Karrosserieanbauteilen, wie etwa Türen mit möglichst schmalen und vor allem gleichmässigen Spaltmaßen, eine entscheidende Rolle. Um so höher werden die Anforderungen der Automobilhersteller an ihre Fertigungsprozesse.

Kaum noch mit herkömmlichen Montageverfahren zu schaffen
Im Automobilbau werden überwiegend konventionelle Verfahren mit Einbaulehren zur Montage der Anbauteile eingesetzt, die das Anbauteil in einer stets gleichen und starren Position verbauen. Dabei nimmt man in Kauf, dass teilweise erhebliche Nacharbeit durch manuelles Justieren in der Produktion investiert werden muss. Eine gleichmäßige Aufteilung von Spaltmaßen wie sie heute von Designern und Qualitätsingenieuren gleichermaßen gefordert wird, ist mit diesen konventionellen Methoden nur mit entsprechend hohem, teurem Personaleinsatz machbar.

Dies erkannten die Ingenieure der Firma EDAG, dem weltweit größten unabhängigen Entwicklungspartner der Mobilitätsindustrie. So begann das Unternehmen in Zusammenarbeit mit Allied Vision Technologies mit der Entwicklung eines intelligenten Sensors für den Einsatz mit den EDAG-Bildverarbeitungssystemen für Best-Fit und weitere Applikationen. Im ersten Schritt wurde zusammen mit der Adam Opel AG eine Pilotanlage im EDAG-Hauptsitz in Fulda realisiert.

Mittlerweile werden mit dem EDAG Best-Fit-System beispielsweise alle Anbauteile der Mercedes Benz S-Klasse oder die Türen des Opel Corsa an zwei europäischen Standorten eingebaut. Darüber hinaus wurden und werden mit dem EDAG Best-Fit-System weitere Applikationen wie das präzise Positionieren von Roboter-Werkzeugen z.B. zum Lochen, Prägen oder Nieten in der Automobilproduktion eingesetzt.

EDAG Best-Fit: Sensorgesteuerte Montage
Das „Best-Fit“ genannte System ist ein sensorgestütztes Montageverfahren, das die maßgeschneiderte und hochpräzise Montage von Anbauteilen in der Automobilproduktion ermöglicht. Dabei werden z. B. bei der Türmontage durch Sensoren vorab die Maße für Spalt und Übergang für jede gefertigte Tür und den Ausschnitt in der Seitenwand des Fahrzeugs ermittelt, die optimale Position für den Einbau der Tür berechnet und diese Position durch den Roboter zielgenau angesteuert. Der Fügeroboter baut dann die Tür so ein, dass sie trotz der unvermeidlichen Fertigungstoleranzen den Anforderungen an ein qualitativ hochwertiges Fahrzeug entspricht. Eine Besonderheit des EDAG Best-Fit-Systems ist hierbei, dass es lernt und so das Setzverhalten durch den Fügeprozess selbstständig ausregelt. Darüber hinaus wird als abschließender Schritt eine Qualitätsüberprüfung durchgeführt und dokumentiert, so dass nachgelagerte Messstationen entfallen können.

An dem Greifer des Roboters werden je nach Ausführung des Anbauteiles 6 bis 11 Sensoren des Typs EDAG VarioGauge V4 verbaut. Der intelligente Sensor EDAG VarioGauge V4 besteht neben Regel- und Überwachungselektronik u.a.  aus einer Laserquelle und einer Digitalkamera von Allied Vision Technologies. Mit Hilfe dieser Sensoren werden die Bauteile wie z. B. Tür und Seitenwand zueinander vermessen. Das EDAG Best-Fit-System erkennt den aktuellen Status-Quo der Fallung und der Breite sowie der Verteilung der Spaltmaße und errechnet die optimale Position für den Einbau. Die Software sorgt nicht nur für möglichst parallele Spaltmaße, sondern auch für die gleichmäßige Verteilung der Spaltmaße an allen Messpositionen.

Optimal für den Multi-Kamera-Betrieb: AVT Marlin mit internem Speicher
Für das Best-Fit-Verfahren setzte EDAG auf Digitalkameras der Reihe „Marlin“ von Allied Vision Technologies. Für eine bessere Integration im EDAG VarioGauge Sensor wurde auf das Gehäuse der Standardkamera verzichtet und die Boardlevel-Version gewählt. Mit 1,4 Megapixel Auflösung erlauben die Kameras präzise Spaltmessungen. Die Kameras sind außerdem mit einem digitalen Interface (FireWire IEEE 1394a) ausgestattet. Über diese Schnittstelle können per Broadcast Trigger alle Kameras des EDAG Best-Fit-Systems synchron ausgelöst werden. Dank dem internen Speicher und dem deferred mode kann das Best-Fit-System die Bilder jeder Kamera zur Auswertung flexibel abrufen.

„Der deferred mode der Marlin-Kameras von Allied Vision Technologies eignet sich bestens für die Best-Fit-Anwendung“, erklären Christian Böttcher, Fachverantwortlicher für Bildverarbeitungstechnologie und Christian Körbel, Vertriebsleitung, der EDAG Systemtechnologie. „Auch die Industrietauglichkeit der FireWire Schnittstelle war uns bei der Auswahl der Kamera wichtig: Wir konnten einen speziellen Hub mit Glasfaserdatenübertragung vom Montagegreifer zum Best-Fit-Rechner (VarioInspector)  konstruieren, der die Bildverarbeitungstechnik von elektrischen und magnetischen Einflüssen innerhalb der Anlage unabhängig macht“.
 
Meilenstein für die Montagequalität im Automobilbau
Das EDAG Best-Fit-Verfahren ist ein Meilenstein für die Montagequalität in der Automobilproduktion. Das System errechnet individuell für jedes gefertigte Bauteil und für jede gefertigte Karosserie die optimale Position für den Zusammenbau – für ein stets gleiches und qualitativ hochwertiges Erscheinungsbild des Gesamtfahrzeugs. Doch neben dem Qualitätsvorteil der perfekten Verteilung der Spaltmaße werden durch EDAG Best-Fit auch wirtschaftliche Vorteile erreicht: Der Aufwand für manuelles Nachjustieren reduziert sich drastisch, wie die realisierten Projekte eindeutig zeigen.
 
EDAG- Partner der internationalen Mobilitätsindustrie
Als weltweit größter, unabhängiger Entwicklungspartner entwickelt EDAG maßgeschneiderte und fertigungsoptimierte Konzepte und Lösungen für die Mobilitätsbedürfnisse der Zukunft. Die Entwicklung kompletter Module, Fahrzeuge, Derivate und Produktionsanlagen gehört ebenso zum Leistungsspektrum wie der Modell-, Prototypen-, Sonderfahrzeugbau und die Kleinserienfertigung. Über die Entwicklungsleistung hinaus bietet EDAG die Realisierung kompletter Produktionsanlagen für den Karosserierohbau und der Fahrzeugmontage aus einer Hand. Mit dem ganzheitlichen Verständnis für Fahrzeuge und Fertigungsanlagen ist EDAG der führende Partner, der die Fusion von Produkt und Produktion in der Entwicklung bis zur Realisierung im Anlagenbau wertschöpfend anbieten kann.

Weltweit ist EDAG an 33 Standorten in 17 Ländern auf 5 Kontinenten präsent. Das 1969 gegründete Unternehmen bietet mit seinen verzahnten Geschäftsfeldern Product Development, Production, Manufacturing und Aerospace serienreife und fertigungsoptimierte Lösungen. EDAG ist fokussiert auf die Automobil- und Luftfahrtindustrie sowie andere Partner aus der internationalen Mobilitäts-Industrie. In 2006 setzte der Konzern über eine halbe Milliarde Euro um und beschäftigt weltweit 4.300 Mitarbeiter.