Die Vorstellung der Autobauer, an jedem Fertigungsstandort der Welt auf konstant hohem Qualitätsniveau zu produzieren, ist verlockend. Doch die Praxis sieht anders aus und ist geprägt von großen regionalen Qualitätsunterschieden. Mit einer mobilen Messrobotic-Zelle sollen Fehlerquellen künftig schneller aufgespürt und Qualitätsstrategien global umgesetzt werden.
Einheitlich hohe Qualitätsstandards über alle Fertigungsstätten weltweit hinweg – dieses Ziel der OEMs rückt mit der mobilen Messrobotic-Zelle Rob6D in greifbare Nähe. Die zum Patent angemeldete Entwicklung kommt vom Messrobotic-Spezialisten Battenberg aus Marburg und ist die Antwort auf permanente Anfragen aus der Automobilindustrie nach praktikablen Lösungen für weltweite Qualitätsprüfungen unter konstanten Bedingungen.
Was die OEM wünschen, bringt Günter Battenberg, Geschäftsführer des gleichnamigen Messrobotic-Unternehmens auf den Punkt: „Die Automobilhersteller wollen ihre klar definierten Qualitätsvorgaben an jedem Ort der Welt mit einem verlässlichen, in Eigenregie programmierten Messsystem überprüfen ohne auf zweifelhaftes Prüfequipment mit zweifelhaftem Datenmaterial in Drittländern angewiesen zu sein. Mit Rob6D bieten wir eine mobile Messrobotic-Zelle mit Präzisionsroboter, der solche Messungen in jeder Fertigungsumgebung mit der gleichen Präzision durchführt.“
Mit Rob6D reagiert Battenberg auf den Wunsch der Automobilindustrie nach zeitnahen und schnellen QS-Prüfungen im direkten Produktionsumfeld unter klar definierten messtechnischen Anforderungen. Das Marburger Unternehmen beliefert nahezu alle renommierten Automobilhersteller weltweit, bei der Volkswagen Gruppe ist Battenberg ROBOTIC messtechnische Referenz für Haptikmessungen.
Mikrometer-Bereich setzt Grenzen
Die jüngste Entwicklung, die universelle Standardzelle Rob6D, zielt auf die flexible Bauteilvermessung von Formteilen aus Blech oder Kunststoff mit Genauigkeitsanforderungen bis 100 Mikrometer. Zu den typischen Anwendungen gehören Messungen von Karosserieteilen wie Türen, Hauben, Kotflügel bis hin zu Mittelkonsolen und Cockpits. Auch für die Prüfung von Sitzen eignet sich Rob6D. Seine Grenzen findet die mobile Messtechnik überall dort, wo es um die Vermessung von Bauteilen im Toleranzbereich weniger Mikrometer geht.
Die Messaufgaben in der Zelle übernimmt ein Präzisionsroboter aus dem Hause Stäubli. Um die geforderte Absolutgenauigkeit zu erreichen, kommt ein stationäres Laser-Trackingsystem zum Einsatz, das die Positionierung des Stäubli TX90L übernimmt. In Verbindung mit der vorbildlichen Echtzeitsteuerung des Roboters und eines mehrachsigen Kräfte-Momenten-Sensors gelingt es, den Sechsachser im Bereich weniger Mikrometer zu positionieren und die geforderte Messunsicherheit von kleiner 100 Mikrometer prozesssicher einzuhalten.
Zwar wird die Kinematik des Roboters durch den Lasertracker nahezu mikrometergenau kontrolliert. Der Präzision und der Bewegungsregelung des Roboters kommt aber beim präzisen Antasten dennoch eine Schlüsselrolle zu. Letztendlich muss die Mechanik des Roboters in der Lage sein, kleinste Befehle des Lasertrackers für die Positioniervorgänge in präzise mechanische Mikrobewegungen umzusetzen.
Hier hat sich die Stäubli-eigene JCM-Antriebstechnologie, bei der Motor und Getriebe eine Einheit bilden, als sehr präzise herausgestellt. So bedarf es nur sehr kurzer Regelintervalle, ehe der Roboter seine Messpositionen erreicht. Die Folge sind schnelle, prozesssichere Messfahrten.
Roboter wiegt wenig und kommt weit
Aber der Stäubli TX90 ist auch aus anderen Gründen für die mobile Messrobotik geeignet. Dazu zählt seine kompakte Bauweise, sein niedriges Gewicht und seine große Reichweite. „Was wir darüber hinaus schätzen, ist die geschlossenen Struktur des Sechsachsers mit innenliegender Verkabelung und Schutzart IP64“, so Battenberg. „Der Roboter hat sich zudem als sehr temperaturstabil erwiesen. Die Steuerung bietet außerdem ein hervorragenden Echtzeitverhalten.“
Weltweit identische Kriterien
Die Entwicklung der mobilen Messrobotic-Zelle ist für die Realisierung weltweiter, standortübergreifender QS-Standards von großer Bedeutung. „Mit Rob6D kann die produzierte Qualität an Fertigungsstätten in aller Welt einheitlich und unbestechlich gemessen werden“, erklärt Battenberg. „In der mobilen Zelle sind alle Messzyklen exakt nach Herstellervorgaben festgelegt. Die beispielsweise am Stammsitz in Deutschland klar definierten und programmierten QS-Vorgaben lassen sich mit der mobilen Messrobotik an allen Fertigungsstandorten weltweit unter identischen Kriterien überprüfen.“
Auch die Erfassung der Messwerte und deren Auswertung erfolgen ohne Fehlinterpretationen direkt nach den mathematischen Algorithmen der hauseigenen Qualitätssicherung. Die ermittelten Ergebnisse erlauben eine sofortige Beurteilung der Fertigungsqualität vor Ort und tragen im N.I.O.-Fall entscheidend zur schnellen Ursachenbehebung bei.
Rob6D ist als Standardzelle konzipiert, die in unterschiedlichen Bauweisen kundenspezifisch individualisiert werden kann. Je nach Ausführung beansprucht die Zelle eine Grundfläche von drei auf drei oder drei auf vier Metern und darf damit als kompakt gelten. Rob6D passt in Standard-Container, ist einfach zu transportieren und schnell vor Ort in Betrieb zu nehmen.
Bei der Entwicklung der mobilen Messrobotic-Zelle spielten Flexibilität und einfache Bedienung wichtige Rollen. Mit der Robotersteuerung kommt der Anwender nicht in Berührung. Er bedient die Anlage über das Battenberg-Tool Robpoint ohne jedwede Programmierkenntnisse. Der Anwender führt den Roboter intuitiv manuell zu den Messpunkten und lernt diese ein. Der Roboter generiert aus den einzelnen Messpunkten die Bahn. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, aus vorgegebenen CAD-Daten der Bauteile Messpunkte und entsprechende Bahnen zu generieren. Mit der Software RobFlow programmiert der Anwender seinen Prüfablauf ohne jegliche Programmierkenntnisse im Flussdiagramm-Stil mittels wählbaren Aktionen aus der Software-Toolbox in sehr effizienter Weise.
Stäubli, Pfäffikon/Schweiz www.staubli.com
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