3D-Koordinatenmesssystem bei Opel
Automatisierte QS bei Opel
Die Opel-Presswerke setzen künftig auf die Atos ScanBox 7260, ein neues automatisierte optische 3D-Koordinatenmesssystem für große Bauteile. Blechbauteile aller neuen Opel-Modelle werden damit im Anlauf und in der Produktion geprüft. Das System erfüllt die von Opel geforderten, spezifischen Anforderungen im Hinblick auf Präzision, Zeit- und Kostenersparnis und einfache Bedienbarkeit sowie die zentrale Programmierbarkeit durch den Virtuellen Messraum.
Opel verbindet am Standort Rüsselsheim Historie und moderne Produktion: Bereits 1862 wurde dort die erste Nähmaschine von Adam Opel hergestellt, seit 1899 die ersten Automobile. Heute fertigen die Opelaner dort den Insignia und den Zafira – beide in einem standardisierten Produktionssystem. Die Durchführung eines standardisierten Qualitätsprozesses für die Karosseriequalität bei Neuentwicklungen und Produkt-Updates von einzelnen Blechbauteilen über Schweißzusammenbauten bis zu Seitenwänden und Roh-Karosserien liegt im Verantwortungsbereich der Zentralen Qualitätssicherung (ZQS). Dort ist man auch für die Einführung neuer Karosseriemesstechnik zuständig. Die strategische Ausrichtung auf vollflächige und berührungslose optische Messtechnik zur Geometrie- und Formerfassung von Fahrzeugteilen und Komponenten ist für Opel inzwischen einer der wesentlichen Bausteine der Qualitätssicherung (QS) im Karosseriebau. Nachdem verschiedene Systeme verglichen und anhand einer Bewertungs-Matrix beurteilt wurden, fiel die Wahl der Qualitätssicherungs- und Messtechnik-Verantwortlichen auf eine Atos ScanBox. Die neu entwickelte automatisierte 3D-Koordinatenmessmaschine steht seit Herbst 2015 in der Presswerkzeugproduktion (PWP) der Opel-Zentralwerkstätten in Rüsselsheim. An ihrem Einsatzort prüft die Anlage fertigungsnah die Geometrie und Form von Blechbauteilen bis zur Größe von Seitenwänden der Fahrzeuge. Anhand der Messergebnisse werden dann die erforderlichen Werkzeug-Optimierungen veranlasst. Im Gegensatz zu der bisher eingesetzten taktilen 3D-Koordinatenmesstechnik mit zeitaufwendiger Programmierung wird das Messprogramm mit der GOM-Software fast automatisch und sehr schnell erstellt. Mit der neuen Anlage gelang es, die Messzeiten und den Programmieraufwand im Vergleich zum bisherigen taktilen Verfahren signifikant zu reduzieren. „Der Messablauf hat sich um mehr als 80 Prozent beschleunigt. Außerdem wurde der Programmieraufwand von einer Woche bei der taktilen Messmaschine auf einen halben Tag reduziert“, stellt Dirk Kissinger, Projektleiter für Karosseriemesstechnik, fest.
Auto Teaching reduziert Programmieraufwand
Auto Teaching ist ursächlich für die deutliche Reduzierung des Programmieraufwandes. Das neue Software-Feature als Teil des Virtuellen Messraums (VMR) vereinfacht die Programmierung des automatisierten Messablaufs. Hauptfunktion ist die automatisierte Pfadgenerierung: Einzelne Messsequenzen, die der Sensor für einen kompletten Messablauf durchführen muss, generiert die Software ohne manuelle Interaktion. Passende Sensorpositionen für jedes zu messende Merkmal werden anhand der Inspektionspunkte auf dem CAD berechnet. Das führt zu einem optimierten und effizienten Bewegungsablauf des Roboters inklusive der optimalen Reihenfolge und Anzahl der benötigten Einzelscans. Außerdem integriert die Atos ScanBox die komplette Messaufgabe in die Berechnung. Sie plant selbsttätig geeignete Zwischenschritte ein, falls ein Kollisionsrisiko des Roboters z. B. mit der Einhausung des Messsystems oder dem zu vermessenden Bauteil besteht. Auto Teaching führt so zu einer deutlichen Verkürzung des kompletten Messablaufs. Durch die automatisierte Roboterprogrammierung werden Benutzereinflüsse kontinuierlich reduziert, was die Prozesssicherheit und -reliabilität erhöht.
Optische Messtechnik ersetzt taktile Methode
Bereits 2003 schaffte der Automobilhersteller für die vollflächige optische Vermessung mit dem Atos 3D Scanner das erste mobile Koordinatenmesssystem von GOM an. Vorhandene Messpläne werden in die Software eingelesen und bearbeitet. Die Ergebnisse gelangen automatisch über eine Schnittstelle in das Opel-eigene Qualitätssicherungssystem. Mittlerweile sind 27 mobile und automatisierte optische 3D-Koordinatenmesssysteme bei Opel europaweit im Einsatz. Um die Prozesse noch zeit- und kosteneffizienter sowie flexibler zu gestalten, sollte die optische Messung automatisiert werden – basierend auf den Erfahrungen mit der bisherigen 3D-Messtechnik. Die erste automatisierte Projektmesszelle mit einem integrierten Atos Triple Scan wurde 2011 in der ZQS Rüsselsheim eingeführt und in der Folge als Standardzelle für Anbauteile (Haube, Türen, Heckklappe) in alle europäischen Opel-Rohkarosseriewerke ausgerollt. Der Aufwand, insbesondere bezüglich des Projektmanagements und des Supports, war für die ZQS verhältnismäßig groß. Damit wuchs bei Opel der Bedarf nach einer standardisierten Lösung für automatisierte 3D-Scantechnologie. Besonders wichtig ist für Opel, dass für Konzeption, Aufbau, Schulung und Support nur ein einziger Ansprechpartner für alle Belange zur Verfügung steht. Selbst die ansonsten aufwendige Sicherheitsabnahme wird durch das standardisierte Setup der Atos ScanBox deutlich erleichtert.
Automatisierte Inspektion an vielen Standorten
Der europaweite Roll-Out der Atos ScanBox 7260 ist ab 2016 vorgesehen. Bis Mitte 2017 werden die vier Presswerke in Saragossa, Gleiwitz, Rüsselsheim und Ellesmere Port die dimensionale Qualität großer Blechbauteile mit dem System prüfen. Auch wenn die Boxen an verschiedenen Standorten eingesetzt werden, kann Opel sein Qualitätsmanagement zentral von Rüsselsheim aus steuern. Denn die standardisierten Mess- und Inspektionsprozesse werden zentral im Virtuellen Messraum programmiert und in das jeweilige Koordinatenmesssystem eingespielt. So ist die Anwendung an unterschiedlichen Standorten zugleich gewährleistet – die gesamte Qualitätsprüfung wird nachvollziehbar und rückverfolgbar.
