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Voll im Bild

Industrielle Bildverarbeitung bei Daimler-Benz
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Ca. 25 Jahre ist es her, als die Industrielle Bildverarbeitung (IBV) ihre ersten Gehversuche außerhalb der Uni-Labors machte und die ersten Roboter in die Fertigungshallen einzogen. Nach Meinung der Experten sollte es nur noch wenige Jahre dauern, bis der “sehende Roboter mit dem Griff in die Kiste” die Produktion revolutionieren würde, war doch in jener Zeit das Thema “Humanisierung der Arbeit” in aller Munde.

Dipl.-Ing. Claus Lörcher, Digit. Bildverarbeitung, Daimler Benz AG

Natürlich waren von Anfang an auch bei Daimler Benz in Untertürkheim die Mitarbeiter von der Idee begeistert, “Sichtsysteme” nicht nur mit Robotern, sondern auch zur “Automatisierung der Sichtprüfung” in der Fertigung einzusetzen. Da dies die Meinung der gesamten Automobilindustrie war, galt diese lange Jahre als größter Förderer und auch potentiellster Kunde.
Dennoch tat sich die IBV lange Jahre schwer, die hohen Anforderungen der Industrierealität zu erfüllen.
An dieser Stelle ist es für das Verständnis wichtig, daß in unseren Fahrzeugwerken im Prinzip zwischen Aggregatewerken (Motoren, Achsen und Getriebe) und Montagewerken (Aufbau, Lackierung, Endmontage) unterschieden wird, in denen die Entwicklungen teilweise anders verliefen.
So dauerte es beispielsweise im Aggregatewerk Untertürkheim bis zum Feb.1986 bis das erste System in Betrieb genommen wurde – ein zum Portalroboter umgebautes ASEA-Knickarmrobotersystem zum Entpalettieren von Kurbelgehäusen.
1987 folgten die ersten 4 Systeme zur Klarschriftlesung an schwarz lackierten, geprägten Achsteilen. Sie dienten zur Steuerung von Schweißlosen in der Qualitätssicherung. In den Anlagen war die Lesesoftware der Forschung in Ulm installiert, gebaut wurden sie von der AEG.
Die Anlagen (Gesamt-Invest ca. 750 TDM) amortisierten sich innerhalb eines Jahres, da Prüfumfänge der zerstörenden Prüfung reduziert und der Bau aufwendiger Speicher vermieden werden konnte. Die Anlagen sind – modernisiert und an neue Achstypen angepaßt -heute noch im Einsatz.
Im Montagewerk Sindelfingen kam im gleichen Zeitraum bereits das erste 2-1/2-DSystem im Karosserierohbau zum Einsatz. Es war das erste derartige System in Europa zur Messung der Qualität der Tür- und Haubenöffnungen mit ca. 20 Sensoren. Heute sind solche Systeme bei allen Modellreihen Standard.
Integrierte Prüfsysteme
In den vergangenen Jahren hat sich das Bild grundlegend verändert. In den soeben beschriebenen Anfängen waren es eher Einzelsysteme, die nachträglich in vorhandene Fertigungseinrichtungen integriert werden mußten und deshalb häufig an den damit verbundenen Aufwänden scheiterten. Heute sind IBV-Systeme als Prüfsysteme etabliert und werden überwiegend im Zuge neuer Produktionsanlagen installiert. Damit hat sich auch die Frage nach der Wirtschaftlichkeit etwas gewandelt. Durch ein gesamtheitliches Denken muß die Wirtschaftlichkeit und insbesondere die Qualität des Gesamtprozesses und damit letztendlich des Produktes stimmen.
Einsatzzahlen und Einsatzschwerpunkte:
In den Fahrzeugwerken in Deutschland sind ca. 120 IBV-Systeme im Einsatz, von der intelligenten Kamera bis hin zum 3-D-Geometriemeßsystem. Ca. 20 Hersteller von IBV-Systemen sind dabei vertreten, wobei alle Zahlenangaben einem stetigen Wandel hin zu größeren Stückzahlen unterliegen.
Entwicklungsschwerpunkte für die Zukunft
Waren auch die ersten Einsatzfälle vielfach Roboteranwendungen, scheiterte eine größere Verbreitung häufig an der Wirtschaftlichkeit, da umfangreiche Zusatzfunktionen vom Palettenbahnhof über Ablagen, Greiferwechsel bis hin zu Schutzeinrichtungen notwendig waren.
Heute sind Roboter billig, haben offene Steuerungen, eine breite Palette von Sensorik steht zur Verfügung – kurz der sensorgeführte, echtzeitgeregelte, und letztendlich auch autonome Roboter ist ein großes Zukunftsthema für unsere Produktion.
Die Teileidentifikation (Stichwort Lebenslaufakte) wird auch zunehmend an Bedeutung gewinnen, sei es Klarschrift oder Code (2D-Codes). Hier muß für eine rechnergeführte Produktion letztendlich eine Erkennungssicherheit von 1 00% erreicht werden und das bei Beschriftungen direkt auf dem Bauteil.
Weitere Entwicklungsschwerpunkte sind Systeme zur In-Process-Kontrolle, in der Maschine, am Bearbeitungswerkzeug – d. h. keine nachgeschalteten Prüfstationen.
Zuletzt soll noch kurz auf die Mitarbeiter und die Arbeitsweise bei DB eingegangen werden. Wie eingangs erwähnt, sind Aggregate- und Montagewerke zwei Bereiche mit unterschiedlicher Themenstellung, die in engem Erfahrungsaustausch stehen. Hier sind in den Bereichen Verfahrensentwicklung ca. 8 Mitarbeiter beschäftigt, die sich ausschließlich mit IBV befassen.
Hier werden werksinterne Kunden beraten und unterstützt, es werden Grundsatzuntersuchungen durchgeführt, aber auch eigene Applikationen realisiert und letztendlich auch eigene Ideen entwickelt. Dabei arbeitet die Verfahrensentwicklung mit Bereichen der Forschung, die in Ulm und Berlin beheimatet sind, zusammen.
Einsatzschwerpunkte (Einsatzzahlen am Beispiel Stuttgart und Sindelfingen):
Kategorie Erläuterung Anzahl Beispiele
Qualitäts- z.B. Vollständigkeit, 30 Getriebe- u. Motorteile,
Sicherung Geometrieüber- Dichtraupen,
wachung Vorbau, Aufbaustufen der Rohkarosse
IR-Führung 20 Entpalettierung, Einbau
von Türen,
Lackierung
Identifikation Klarschrift und 24 Motornummer,
Codelesung zur Kolbenklasse,
Prozeßsteuerung Produktionsnummer
Lecktest 3 Dieseleinspritzsystem
sonstige 10
In Untertürkheim entstehen Motoren für Mercedes-Benz-PKW und leichte Nutzfahrzeuge. Das Produktionsprogramm umfaßt Otto- und Dieselmotoren in Reihen- und V-Bauweise. Die V-Motoren werden im eigens dafür gebauten Motorenwerk Bad Cannstatt hergestellt. Im Fertigungsprozeß werden die Hauptteile wie Kurbelgehäuse, Kurbelwelle, Nockenwelle, Zylinderkopf und Pleuel zuerst mechanisch bearbeitet und dann in den Montagebereichen zu kompletten Motoren zusammengebaut. Damit schließlich alles perfekt läuft, ,werden die Motoren durch gut ausgebildete Spezialisten geprüft.
Kennzahlen zum Werk Untertürkheim (12.96):
Arbeiter: 13950
Angestellte: 3451
Auszubildende: 981
Produktion:
Motoren: 708174
davon Benzin: 497092
Diesel: 211082
Getriebe: 693801
davon mechanisch: 242375
automatisch: 451426
Gießerei Grauguß: 71960 t/Jahr
Gießerei Leichtmetall: 27780 t/Jahr
Schmiede: 42673 t/Jahr
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