Viele bunte „Smarties“

Hans Weigert, Marketing Direktor Europa, Faro Europe

Bereits Anfang der 90er Jahre sorgte das Konzept des Smart, der aus einem Projekt mit dem Schweizer Uhrenhersteller und Swatch-Erfinder Nicolas Hajek entstand, für viele Schlagzeilen. Von nicht wenigen zunächst belächelt, muss man heute feststellen, dass sich der Smart trotz einiger Rückschläge auf dem hart umkämpften Automobilmarkt durchgesetzt hat. Die erst kürzlich neben dem seit Ende 1997 erhältlichen Smart Coupé eingeführten neuen Modelle Smart Cabrio sowie die Diesel-Variante konnten sich ebenfalls schnell auf dem Markt etablieren. Neben dem Fahrzeug selbst hat aber vor allem das Mobilitätskonzept rund um den Smart für großes Aufsehen gesorgt: Dazu gehören extra Smart-Parkplätze in den Innenstädten, der Transport in Autoreisezügen der Deutschen Bahn zum halben Preis oder auch das Car Sharing.

Parallel zum Fahrzeug wurde auch die Fertigungsstätte von Anfang an mitgeplant. Das Ergebnis zeigt eindrucksvoll, wie ökologisch die Produktion von Automobilen in der Zukunft ablaufen kann. In der „Smartville“ sind alle Systempartner vertreten, die größere Teile für den Smart herstellen. Dynamit Nobel zum Beispiel spritzt die Bodypanels direkt vor Ort. Folge: Es werden nicht zwanzig Lkw pro Tag benötigt, die Bodypanels liefern, sondern lediglich einer, der das Kunststoffgranulat zustellt. Letztendlich können durch die Konzentration der Systempartner in Smartville in einigen Bereichen bis zu 95 Prozent der Emissionen und Transporte eingespart werden. Auch andere Zahlen können sich sehen lassen: Rund 80.000 Smarts sind 1999 produziert worden, wobei der gesamte Herstellungsprozess pro Fahrzeug nur circa acht Stunden dauerte.

Da die Zulieferer ins Werk mitintegriert wurden und direkt an das Band liefern, lässt sich die Wareneingangskontrolle im herkömmlichen Sinne nicht durchführen. Die hochmodulare Bauweise zwingt dabei zu genau eingehaltenen Toleranzen, da es sonst bei der Montage zu Problemen kommen könnte. Um trotz des Fehlens bekannter Qualitätssicherungssysteme die optimale Produktqualität zu erreichen, ist das Production Preparation Center geschaffen worden. Die drei Abteilungen Interieur/Exterieur, Antrieb und Messtechnik bauen beim Anlauf einer neuen Fertigung wie auch bei Änderungen an Bauteilen, Prototypen und die ersten Serienfahrzeuge. Dies geht soweit, dass auch bei einem Farbwechsel der Bodypanels die ersten Exemplare im Prototypenbau montiert werden. Zur Beschleunigung der vielen Vergleichsmessungen, die solche Montagen erfordern, sind im Februar 1999 die motorisierten Arme einer der beiden Messmaschinen auf eine CNC-Steuerung mit der Steuersoftware CAM2 umgebaut worden.

CAM2 ist ein komplettes Paket zur Programmierung, Messung und Auswertung mit CNCgesteuerten Messmaschinen und besteht aus zwei Bestandteilen, CAM2 CNC und CAM2 Automotive. Das CNC-Modul umfasst die zur Offlineprogrammierung notwendigen Funktionen, während CAM2 Automotive direkt auf den Einsatz an der Messmaschine ausgelegt ist. CAM2 CNC arbeitet mit einer Datenbank, in der sowohl die Messprogramme als auch die Messergebnisse abgelegt werden. Zunächst erstellt der Programmierer anhand der gewünschten Messpunkte das CNC-Programm für die Messmaschine. Über eine ganze Reihe von Schnittstellen kann er dazu die CAD-Daten des zu vermessenden Bauteils in CAM2 Automotive laden. Hierzu wird bei MCC Smart das CATIA-Direktinterface eingesetzt. Sollen mehrere Bauteile gemeinsam vermessen werden, beispielsweise wenn der Anschluss zwischen Tür und Rohbau überprüft wird, lassen sich diese in CAM2 Automotive zusammenfügen. Auf den CAD-Oberflächen legt der Programmierer nun die Messpunkte fest. Dabei stehen eine Vielzahl von Optionen zum Anfahrverhalten und dem Ablauf der Messung zur Verfügung. Das Programm errechnet nun auf Basis der Messpunkte und der gewünschten Reihenfolge die Verfahrwege des Messtasters. Dabei lassen sich ebenfalls umfangreiche Einstellungen vornehmen, zum Beispiel zur Ausrichtung, zur Festlegung von Sicherheitsebenen, Vorschubstrategien und -geschwindigkeiten. Eine grafische Simulation ermöglicht die Kontrolle des CNC-Programms auf Kollisionen und auf optimale Verfahrwege. Das fertige Programm wird in der Datenbank abgelegt.

Bei Bedarf kann aus dieser Datenbank das passende Programm für die nächste Messung auf den Steuerrechner der Messmaschine geladen werden. Nach einer Grobausrichtung des Fahrzeugs wird das CNC-Programm gestartet und die Messung läuft automatisch ab. MCC Smart nutzt für das Einmessen des Fahrzeugs auf der Messplatte ein interessantes Verfahren: Zuerst wird das Fahrzeug auf die im Boden eingelassene Messplatte gefahren und dann grob positioniert. In einem Schacht in der Messplatte befindet sich ein dritter, manuell bedienter Messarm, mit dem bestimmte Punkte in der Bodengruppe des Smart eingemessen werden. Damit wird zunächst der untere Messarm ausgerichtet und diese Ausrichtung dann über eine in der Messplatte eingelassene Kugel an die oberen, CNCgesteuerten Arme übergeben. Das Fahrzeug muss somit nicht millimetergenau auf der Messplatte positioniert werden, sondern lediglich in der Reichweite der Messarme stehen. Die Umrechnung von Messmaschinen- zum Fahrzeug-Koordinatensystem läuft nach der Einrichtung automatisch in CAM2 ab. Die maschinell betriebenen Arme führen schließlich CNCgesteuert eine Feineinrichtung aus und beginnen danach mit der Messung.

Guy Schreiner aus dem Production Preparation Center erklärt: „Man sieht es dem Smart zwar nicht an, aber wir haben sehr viele kleine Änderungen, oft auch unter der Oberfläche. Selbst kleinste Änderungen können Auswirkungen auf die Montage haben. Deshalb ist es wichtig, bei Problemen eine schnelle Möglichkeit zum Vergleich der Teile vor und nach der Änderung zu bekommen. Wir haben dabei keine Zeit zu verlieren, denn in unserer Fertigung gibt es kaum Puffer. Viele Teile sind nur für circa vier Produktionsstunden vorrätig. Also müssen innerhalb dieser Zeit die Probleme gelöst werden können.“

Die eigentliche Messung läuft unbeaufsichtigt ab. Ein großer Vorteil der CNC-Messung ist dabei die Reproduzierbarkeit, denn die maschinelle Steuerung stellt sicher, dass jeder Punkt immer genau gleich angefahren wird. Gerade bei Vergleichsmessungen, wenn also an zehn Fahrzeugen beispielsweise der Türspalt vermessen wird, ist auf diese Weise garantiert, dass die Ergebnisse nicht durch unterschiedliche Antastung verfälscht werden. Beeindruckend ist auch die Geschwindigkeit: Eine Messung an der Tür des Smart, bei der über sechzig Messpunkte aufgenommen werden, dauert knapp zehn Minuten. Die Messergebnisse werden wiederum in der CAM2-Datenbank abgelegt, wo sie zur Offline-Analyse zur Verfügung stehen. Hier ist es möglich, die CAD-Daten zu laden und die Abweichung jedes Messpunktes direkt an der jeweiligen Stelle anzuzeigen. Smart setzt außerdem auch das Programm CAM2 SPC process von Faro Europe ein, mit dem sich Messungen statistisch auswerten lassen.

Guy Schreiner erläutert: „Sehr praktisch ist die Möglichkeit, das Programm direkt an der Maschine zu verändern. Dadurch kann der Benutzer im Falle eines Problems schnell und flexibel eingreifen. Entscheidende Vorteile bringen jedoch die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse und die Geschwindigkeit der Messungen. Das erwähnte Messprogramm mit sechzig Punkten lässt sich offline in wenigen Minuten programmieren, die eigentliche Messung dauert etwa zehn Minuten. Eine manuelle Messung der selben Punkte würde mit allen Vorbereitungen zumindest 30 Minuten dauern. Wir schreiben für nahezu alle komplexeren Messungen ein Programm – grob gesagt lohnt sich die Programmierung schon bei fünf Wiederholmessungen.“ Jörg Funk, der beim Hersteller für MCC Smart zuständige Produktmanager, ergänzt: „Etwa 50 Prozent aller Messmaschinen werden heute mit CNC-Steuerung verkauft, da diese Technologie echte Vorteile bietet, vor allem seit komfortable und einfache Möglichkeiten zur Erstellung der Programme verfügbar sind.“

Guy Schreiner fasst seine Erfahrungen mit CAM2 Control wie folgt zusammen: „Wir benutzen das Programm jeden Tag. Es besitzt eine einfach zu bedienende Oberfläche und man kann sehr schnell Programme erstellen. Gerade die Möglichkeit, CAD-Modelle aus CATIA einzuladen, ist sehr praktisch, da wir direkt auf die Daten der Konstrukteure zugreifen können und die Teile nicht selbst modellieren müssen. CAM2 bringt uns echte, greifbare Vorteile und erleichtert die Arbeit.“

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