Messzelle mit 3D-Koordinatenmesstechnik im Einsatz bei Opel Groß, optisch und automatisiert - Quality Engineering

Messzelle mit 3D-Koordinatenmesstechnik im Einsatz bei Opel

Groß, optisch und automatisiert

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Opel setzt als erstes Unternehmen in seinen Presswerken auf die Atos Scanbox 7260, eine neue automatisierte optische 3D-Koordinatenmessmaschine für große Bauteile. Blechbauteile aller neuen Opel-Modelle werden im Anlauf und in der Produktion damit geprüft. Das System von GOM überzeugt durch schnelle Messung, einfache Bedienbarkeit und 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.
Als internationaler Automobilhersteller produziert Opel europaweit in zehn Werken und betreibt dafür vier Entwicklungs- und Testzentren. Bereits zu Beginn der 2000er-Jahre führten erhöhte Anforderungen – unter anderem eine größere Anzahl zu prüfender Merkmale – dazu, Technologien einzuführen, die zu einer Beschleunigung der messtechnischen Prozesse führen sollten. Das Ergebnis war die sukzessive Einführung von automatisierter optischer Messtechnik zur Geometrie- und Formerfassung von Fahrzeugteilen und Komponenten.
Die strategische Ausrichtung auf vollflächige und berührungslose optische Messtechnik ist für Opel inzwischen einer der wesentlichen Bausteine der Qualitätssicherung 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 von GOM, Braunschweig (Halle 3, Stand 3330). Diese erfüllten die von Opel geforderten, spezifischen Anforderungen im Hinblick auf Präzision, Zeit- und Kostenersparnis und vor allem einfache Bedienbarkeit.
Atos Scanbox Serie 7: Qualitätssicherung für große Bauteile
Die neu entwickelte automatisierte 3D-Koordinatenmessmaschine Atos Scanbox 7260 steht seit Herbst 2015 in der Presswerkzeugproduktion (PWP) der Opel Zentralwerkstätten in Rüsselsheim. Dort prüft sie 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 zeitaufwändiger 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 als Software-Feature des Virtuellen Messraums reduziert den Programmieraufwand
Auto Teaching ist ursächlich für die deutliche Reduzierung des Programmieraufwands. Das neue Software-Feature als Teil des Virtuellen Messraums (VMR) vereinfacht die Programmierung des automatisierten Messablaufs. Hauptfunktion ist die automatisierte Pfadgenerierung: Einzelne Mess-Sequenzen, die der Sensor für einen kompletten Messablauf durchführen muss, generiert die GOM 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 zum Beispiel mit der Einhausung der Atos Scanbox 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 -zuverlässigkeit erhöht.
Optische Messtechnik ersetzt bei Opel Zug um Zug taktile Methode
Die Einführung der Atos Scanbox 7260 ist der logische nächste Schritt in der Neuausrichtung der Messtechnik von Opel. Bereits 2003 schaffte der Automobilhersteller für die vollflächige optische Vermessung mit dem Atos 3D-Scanner das erste mobile Messsystem von GOM an. Vorhandene Messpläne werden in die GOM Software eingelesen und bearbeitet. Die Ergebnisse gelangen automatisch über eine Schnittstelle in das Opel-eigene Qualitätssicherungssystem. Mittlerweile sind 27 mobile und automatisierte optische 3D-Messsysteme von GOM 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 3D-Messtechnik von GOM. 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 Zentrale Qualitätssicherung verhältnismäßig groß.
„Wir übernahmen die komplette Projektsteuerung bis hin zum Anlagenbau. Jede Absprache zwischen Karosseriewerk, Anlagenbauer und GOM lief über uns. Auch die Sicherstellung der Anforderungen der Arbeitssicherheit lag in der Verantwortung der ZQS. Zudem gehörten Support, Schulungen und Offline Programmierung zu unserem Aufgabenbereich“, berichtet Kissinger. Damit wuchs bei Opel der Bedarf nach einer standardisierten Lösung für automatisierte 3D-Scantechnologie. Besonders wichtig ist für den Automobilhersteller, dass für Konzeption, Aufbau, Schulung und Support mit GOM nur ein einziger Ansprechpartner für alle Belange zur Verfügung steht. Selbst die ansonsten aufwändige Sicherheitsabnahme wird durch das standardisierte Setup der Atos Scanbox deutlich erleichtert.
Automatisierte Inspektion an mehreren Standorten, aber mit zentraler Steuerung
Der europaweite Roll-Out der Atos Scanbox 7260 bei Opel ist ab diesem Jahr vorgesehen. Bis Mitte 2017 werden die vier Presswerke in Saragossa, Gleiwitz, Rüsselsheim und Ellesmere Port die dimensionale Qualität großer Blechbauteile mit der Lösung prüfen. Auch wenn die Atos Scanboxen 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 jeweilige Atos Scanbox eingespielt. So ist die Anwendung an unterschiedlichen Standorten zugleich gewährleistet – die gesamte Qualitätsprüfung wird nachvollziehbar und rückverfolgbar. ■

Der Autor
40189429
Dr. Carsten Reich
Produktmanager
Automatisierte
Messtechnik
GOM

Webhinweis
In diesem Video stellt Opel-Projektleiter Dirk Kissinger die neue Atos Scanbox vor: https://goo.gl/rrtB6W
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