Carl Zeiss Optotechnik GmbH - Optische Messtechnik
Donnerstag, 18 Dezember 2014 01:00

Automatisierte Serienüberwachung von Pressteilen

Rate this item
(0 votes)
Effiziente Stichprobenkontrolle bei BMW Regensburg mit einem ZEISS Optotechnik 3D Digitalisierungssystem

SYSTEM
COMET Automated

APPLIKATION
Serienüberwachung (Stichprobenkontrolle) von Pressteilen

BRANCHE
Automobilbau / Automotive

KUNDE
BMW Group, Standort: Regensburg, Abteilung: Presswerk


AUFGABENSTELLUNG
Das BMW Werk im Süden von Regensburg beschäftigt ca. 9000 Mitarbeiter. Täglich werden mehr als 1100 Fahrzeuge auf einer Gesamtfläche von 140 Hektar produziert. Seit der Inbetriebnahme 1986 stieg die Gesamtproduktion auf 5,4 Mio. Stück pro Jahr. Das Produktionsprogramm beinhaltet beispielsweise den BMW 1er (3-Türer, 5-Türer), die BMW 3er und BMW M3 Limousine, das BMW 4er sowie M4 Cabrio oder den BMW Z4.

Im Presswerk werden bis zu 550 Tonnen Stahl pro Tag zu großflächigen Außenhautteilen sowie Struktur- und Verstärkungsteile für die intern im Werk gefertigte Fahrzeugpalette verarbeitet. Gerade in der Automobiliindustrie spielt die Qualität der Bauteile eine wichtige und zentrale Rolle. So sind die umgeformten Bauteile nach dem Fertigungsprozess auf die Oberflächenqualität und Maßhaltigkeit zu prüfen.

Aus dieser Erfordernis heraus erfolgten bereits im Jahr 2010 die ersten Umbaumaßnahmen und Investitionen im Bereich der Qualitätssicherung und im Besonderen in optische Messtechnik aus dem Hause ZEISS Optotechnik z. B. für die Serienproduktion der 2. Generation des BMW 1ers.
Für die Produktion der 6. Generation des BMW 3ers erfolgten 2012 weitere umfangreiche Investitionsmaßnahmen im Presswerk, Karosseriebau und in der Logistik. Die nachfolgend beschriebene Messanlage ist die aktuell laufende, zweite Generation vollautomatischer Messtechnik im Presswerk Regensburg. Das Ziel, welches mit dem Einsatz von optischen Messverfahren verfolgt wurde, war, die zu prüfenden Blechteile so schnell und vollständig wie möglich stichprobenhaft auf qualtitätsrelevante Merkmale zu prüfen. Die 3D Digitalisierung, also die Erstellung eines digitalen Abbilds des zu prüfenden Objekts und die nachgeschaltete Analyse gegen die CAD-Referenz erschien als das geeignete Verfahren, dieses Ziel zu erreichen.

Nachdem der Einstieg in die Technologie Streifenprojektion bereits 2010 geschafft war, wurden 2012 die bis dorthin gesammelten Erfahrungen weiterentwickelt und mündeten in neuen Zielformulierungen für eine Messanlage der nächsten Generation.
Haupteinsatzgebiet dieser Anlage sollte weiterhin die Serienüberwachung zur Stichprobenkontrolle von Pressteilen sein. Aber es sollte daneben auch ein Analyse- und Bemusterungsbetrieb möglich sein. Zu prüfen sind Einzelbauteile von 200 x 200 x 200 mm, wie z. B. Schließbleche und Verstärkungen, bis hin zu Seitenrahmen aus Aluminium, Stahl oder hochfesten Stählen mit unterschiedlichen Beölungsgraden und einer Größe von bis 3500 x 1500 x 500 mm.

Uneingeschränktes Ausschlusskriterium war zudem, dass keine vorherige Präparation der Bauteile mittels weißem Kontrastspray erfolgen soll, welches bei Scanverfahren fallweise für Oberflächen, die „ins Spiegelnde“ gehen, benötigt werden kann.

Die Forderungen zum Thema Sensorgenauigkeiten seitens BWM Regensburg waren folgende:

• Systemgenauigkeit: < 0,1 mm
• Wiederholgenauigkeit: Temperatur +/- 2 K, Range < 0,1 mm
• Absolutgenauigkeit: Prüfnormal (Messunsicherheit < 0,1 mm)

Die Umsetzung sollte über einen neu zu errichtenden Messraum erfolgen, der sich direkt zwischen den Pressenausläufen befindet.

Die Entscheidung fiel auf den inzwischen speziell für den Roboterbetrieb entwickelten Sensor COMET®Automated auf KUKA-Roboter und Linearachse. Mit dieser Entscheidung setzte BMW Regensburg auf die weitere Intensivierung der Zusammenarbeit mit dem High-Tech-Unternehmen aus Neubeuern bei Rosenheim. 2013 entstand im Presswerk bei BMW Regensburg ein neu errichteter Messraum, der direkt zwischen den Pressenausläufern platziert ist. Kernstück dieses Messraums ist eine robotergestützte Anlage, die in zwei separate Messbereiche aufgeteilt ist. Dabei kam es zum Entschluss, ein automatisiertes 3D Digitalisierungssystem, aufgrund der bisherigen erfolgreichen Zusammenarbeit und der innovativen System-Lösungen, erneut von der Carl Zeiss Optotechnik GmbH aus Neubeuern, einzusetzen.

LÖSUNG UND PRODUKT
Aus oben genannten Überlegungen heraus und umfangreichen Tests und Analysen diverser Anbieter, wurde 2010 ein automatisiertes 3D Digitalisierungssystem der Carl Zeiss Optotechnik GmbH, ein COMET 5 auf Roboter zur Prozessoptimierung und Aufwandsreduzierung bei der Erstbemusterung implementiert. Die 2012 konzipierte Nachfolgemessanlage wird im Folgenden nun näher beschrieben:

Die Messanlage wurde im Rahmen eines neuen Messraums direkt an den Pressenausläufen platziert. Herzstück der Anlage ist der oben genannte Sensor COMET®Automated, der mit einem innovativen, nahezu wartungsfreien, äußerst schlankem und flexiblen Sensorkonzept sowie lichtstarker LED-Beleuchtungs-technologie besticht. Er ist ein Gerät für besonders vielseitige Nutzung. Die bewährte Ein-Kamera-Technologie der Carl Zeiss Optotechnik GmbH sorgt für bestmögliche Datenqualität und dadurch größtmögliche Sicherheit der ermittelten Messergebnisse. Der Sensor lässt sich zudem über zwei Flanschstellen sehr flexibel (je nach Messaufgabe) auf alle gängigen Robotersysteme adaptieren.

Die für große Objekte, auch hier unterstützend eingesetzte Photogrammmetrie (Einmessung von Marken und Referenzkulissen) vor dem eigentlichen Scanningprozess ist im Sensor schlank und komplett integriert. Der Sensor bleibt also trotz zahlreicher Technikfeatures besonders kompakt, was ihn ganz allgemein für nahezu alle Applikationen einsetzbar macht, auch bei schwierigen Zugänglichkeiten z. B. im Fahrzeuginnenraum.

Die Anlage selbst zeichnet sich durch eine Aufteilung in zwei separate Messbereiche mit je zwei Rasterplatten aus, wobei eine liegend und eine stehend betrieben wird. Diese Rasterplatten haben jeweils eine Abmessung von 1800 x 4000 mm. Einer von mehreren Vorteilen auf dieser Robotermessanlage ist also, dass in einem Arbeitsbereich optisch vermessen werden kann, während der andere bereits neu bestückt wird. Die Verbindung dieser beiden Bereiche wird durch eine Linearachse geschaffen, auf der der KUKA Roboter verfahren kann. Dadurch lassen sich enorme Zeiteinsparungen erzielen. Auch dem Arbeitsschutz wurde bei dieser Anlage Rechnung getragen. So sind moderne und schlanke Lichtvorhänge zur Sicherung der Arbeitsbereiche verbaut, die einer fixen Einzäunung u. a. auch aus optischen Gründen vorgezogen wurden. Das Erscheinungsbild der Anlage ist dadurch sehr ansprechend und nicht dominant im Messraum.

Angesteuert und betrieben wird die Anlage mit der von der Carl Zeiss Optotechnik GmbH programmierten Simulations- und Offline-Onlineprogrammier-Software VISIO 7. Die nachgeschaltenen Auswertungen laufen ebenfalls voll automatisch über die Analysesoftware INSPECTplus, die auch aus dem Hause ZEISS Optotechnik kommt.

ERGEBNIS / NUTZEN FÜR DEN KUNDEN
Seit 2013 überprüfen Messtechniker im Zwei-Schicht-Betrieb die Bauteile mit dem COMET®Automated System. Derzeit findet beispielsweise die Prüfung der Frontklappen der aktuellen Generation der 3er Limousine, statt. Der zentrale Vorteil gegenüber der klassischen Vorgehensweise mit KMG`s, die im Messraum jedoch auch angewendet werden, ist die schnelle Aussagefähigkeit über ein Bauteil in dessen Gesamtheit. Durch die flächenhafte Aufnahme, Darstellung und Auswertung des Objekts sind Trends im Fertigungsprozess schnell erkenn- und bewertbar.

Neben dem Automationsbetrieb findet auch ein stativgeführtes COMET-System im Messraum Einsatz. Auch dieser Sensor bietet höchste Detailgenauigkeit und große Flexibilität beim Scannen. Der Sensor wird derzeit ebenfalls zur Stichprobenkontrolle eingesetzt.

VORTEILE / STATEMENT

• Innovative, wartungsfreie und zudem günstige LED-Beleuchtungstechnologie mit langer Lebensdauer
• Exzellente Datenqualität und hochgenaue Messergebnisse
• Geringer Arbeitsabstand für schnelle, effiziente Inspektionen
• Adaption auf allen gängigen Robotertypen möglich

„Mit dem Einsatz der ZEISS Optotechnik 3D Digitalisierungssysteme sind wir in der Lage, die Geometrieabsicherung von Pressteilen effektiv und schnell durchzuführen. Das Layout der von der ZEISS Optotechnik realisierten, automatisierten Anlage lässt eine Stichprobenkontrolle auf zwei separaten Messbereichen zu. Dadurch können wir den COMET Automated Sensor effizient nutzen und den Durchlauf zu analysierender Pressteile steigern.”
Messtechniker, Presswerk, BMW Regensburg

Hier gehts zum Video: COMET Automated bei BMW Regensburg - Automatisierte optische 3D Digitalisierung





rt und betrieben wird die Anlage mit der von der Carl Zeiss Optotechnik programmierten

Anfahrt / Adresse



Carl Zeiss Optotechnik GmbH
Georg-Wiesböck-Ring 12
83115 Neubeuern
+49 8035 8704 0


Die Kontaktdaten unserer weltweiten Händler finden Sie hier.

Referenzen

Automobilindustrie
Audi AG - BMW AG -Daimler AG - Honda - Hyundai - MAN-Nutzfahrzeuge AG - ...

Reifenindustrie
Bandag - Black Star - Bridgestone - ...

Luft- und Raumfahrt
Airbus - Boeing - EADS (MBB) - MTU Aerospace - Rolls-Royce - ...

Elektronik / Computerindustrie etc.
Robert Bosch GmbH - Hitachi - Panasonic - ...

Andere Branchen
Blaser Jagdwaffen - Ferrero - Krones AG - GE Oil & Gas - Gaggenau - ...

Kommende Termine

Apr
18

18.04.2018 - 21.04.2018

Apr
24

24.04.2018

Apr
24

24.04.2018 - 27.04.2018

Mai
2

02.05.2018

Mai
15

15.05.2018 - 18.05.2018