Kontrollierte Naht

QUALITÄTSSICHERUNG AUTOMATISCHE FERTIGUNGSPROZESSE ERFORDERN AUTOMATISCHE QUALITÄTSPRÜFUNGEN, DAHER PRÜFT DIE AUDI AG LÖTNÄHTE IM KAROSSERIEBAU MIT 3D-BILDVERARBEITUNG.

27. November 2004

Auf hochautomatisierten Fertigungslinien der Audi AG im Werk Neckarsulm wird der neue Audi A6 im Drei-Schicht-Betrieb produziert. Die gesamte Produktion liegt bei circa 700 Einheiten pro Tag. Im Bereich des Karosseriebaus des A6 werden mit insgesamt 22 MIG-Lötanlagen verzinkte, höher legierte Bleche oder Edelstahlbleche miteinander verbunden. Bei diesem Prozeß wird das Lötgut in ein Langloch im Oberblech eingebracht und so Oberblech und Unterblech miteinander verbunden. Das Lötgut bildet sich als Naht aus, welches beim Verbindungsprozeß das Langloch komplett ausfüllt. Um sicherzustellen, daß dieser Verbindungsprozeß eine hundertprozentig einwandfreie Qualität aufweist, setzt Audi industrielle Bildverarbeitungssysteme ein. Die installierten 3D-Nahtprüf-Systeme von Vitronic Dr.-Ing. Stein Bildverarbeitungssysteme GmbH, Wiesbaden, führen eine automatische Inspektion der Lötnähte am Unterboden durch, wobei unterschiedliche Fehler erkannt und spezielle Fehlerkriterien beurteilt werden müssen, wie etwa fehlende Naht, Nahtanbindung, Nahtüberhöhung, Nahteinfall, Löcher oder Oberflächenporen, Randkerben und klaffende Risse im Lötgut. Darüber hinaus erfolgt eine stichprobenartige, visuelle Mikroschliffprüfung in der Prozeßprüfstelle.

KOSTENEINSPARUNG DURCH AUTOMATISCHE INSPEKTION

Die Entscheidung, ein automatisches Inspektionssystem im Werk Neckarsulm einzuführen, wurde unter Berücksichtigung vieler Gesichtspunkte getroffen. Grundsätzliche Einigkeit herrschte in der Auffassung, daß eine manuelle Sichtprüfung subjektiven Einfl üssen unterliegt, wogegen die Sichtprüfung eines messenden Systems unabhängig von Tagesform oder Umgebungsbedingungen gleichbleibend zuverlässige Prüfergebnisse liefert. Ein weiteres Argument für eine automatische Nahtprüfung war, daß ein Bildverarbeitungssystem die Erkennung von systematischen Fehlern vereinfacht und zur Optimierung des Produktionsprozesses beiträgt. Dies wiederum ermöglicht Einsparungen von hohen Fertigungskosten. Weiterhin mußte bei der Auswahl eines geeigneten Prüfsystems berücksichtigt werden, daß durch den fortschreitenden Einsatz automatisierter Prüftechnik rechtlich verlangt wird, daß nach dem gegebenen Stand der Technik geprüft werden muß. Das Motto lautet daher: Automatische Fertigungsprozesse verlangen automatische Qualitätsprüfungen.

TECHNISCHE ANFORDERUNGEN

Audi stellte diverse Anforderung an den Prüfsensor: Zum einen sollte er möglichst klein sein, zum anderen Schräglagen in allen Achsen zulassen. Weiterhin sollte er für verschiedene Anwendungen einsetzbar sein und zusätzlich über eine Prüfgeschwindigkeit von mindestens sechs Metern pro Minute verfügen.

Der von Vitronic entwickelte Prüfsensor »Virowsi« übertrifft diese Anforderungen beispielsweise bei der geforderten Prüfgeschwindigkeit, die in vergleichbaren Anwendungen mit 12 m/min doppelt so schnell realisiert wird. Audi legte großen Wert auf eine vielseitige Einsetzbarkeit des Sensors für ähnliche und zukünftige Anwendungen. Auch in dieser Hinsicht erfüllt der Vitronic-Sensor die Vorgaben, der für zusätzliche Prüfanwendungen, wie etwa die dreidimensionale Inspektion von Schweißnähten, Klebenähten, Nieten und zur Spaltvermessung eingesetzt werden kann. Zusätzlich sollten alle relevanten Fehler sicher erkannt werden sowi eine problemlose Integration in den Fertigungsprozeß gewährleistet sein. Die Inspektion selbst sollte mit guter Aufl ösung bei geringstmöglicher Taktzeit erreicht werden, und nach der Inspektion soll das Prüfergebnis automatisch über Transponder gekennzeichnet werden. Außerdem wurde eine einfache und verständliche Ergebnisvisualisierung (rot/grün) gefordert.

DIE REALISIERUNG

Vor der eigentlichen Installation im Werk wurde das System von Audi umfassend auf Herz und Nieren geprüft. Hierzu führte Audi Prinzipversuche an Probeblechen durch, um die Verfahren auf die lötnahttypischen Fehler hin zu prüfen. Danach wurden Untersuchungen bezüglich Zugänglichkeit und Taktzeit an einer Testanlage mit Originalteilen umgesetzt. Hierbei legte man auch die Meßreihenfolge fest. Um kurze Regelkreise zu ermöglichen, wählte man den Installationsort direkt nach dem MIGLötprozeß und installierte die Prüfeinrichtung direkt unter der Fördereinheit. Der Sensor ist an einem Roboter befestigt und wird zur Inspektion mit einer Geschwindigkeit bis zu 6 m/min über die Lötnähte bewegt. Die Prüfergebnisse von »Virowsi« wurden an über 1.000 Karossen auf Übereinstimmung mit den geforderten Qualitätsstandards in der Anlaufphase verifiziert, wobei alle relevanten Fehler erkannt wurden. In diesem Zeitraum wurden die automatisch generierten Prüfergebnisse mit denen von geschulten Straßenführern vor Ort verglichen.

Erschienen in Ausgabe: 11/2004