Die Menschen verlangen nach individuellen Produkten. Daraus erwachsen für produzierende Unternehmen Anforderungen wie kleinere Losgrößen oder hohe Variantenvielfalt. Die hierfür benötigte Flexibilität ist auch in der Qualitätssicherung gefordert. Die optische Montageprüfung auf Basis modellbasierter Technologiebausteine bietet hierfür einen möglichen Ansatz.

Bild: Fraunhofer IFF

Der Wunsch nach Individualisierung ist eine gesellschaftliche Entwicklung, die auch die industrielle Montage vor neue Herausforderungen stellt. Dieser Trend geht mit stetig sinkenden Losgrößen, kurzen Produktlebenszyklen und einer hohen Variantenvielfalt einher. Moderne Montageprozesse in der industriellen Fertigung müssen den damit verbundenen Aufgabenstellungen gerecht werden. Dies gilt ebenso für die Qualitätssicherung in der Montage. Hier ist eine hohe Flexibilität erforderlich, ohne erhöhte Aufwendungen in der Arbeitsvorbereitung zu verursachen beziehungsweise Qualitätseinbußen hinzunehmen. Flexibilität solcher Prüfsysteme kann durch einen modellbasierten Lösungsansatz erreicht werden. Dazu werden digitale Geometrie- und physikalische Funktionsmodelle aller interagierenden Komponenten und Funktionsmodule genutzt.

ANZEIGE

#sharpcoater – EcoPaintJet Pro

Kontrastdachlackierung Dürrs EcoPaintJet war die erste Serienanwendung der oversprayfreien Lackapplikation in der Automobilindustrie. Jetzt kann das Robotersystem mit der weiterentwickelten Pro-Version auch sehr komplexe Karosserieflächen lackieren.‣ weiterlesen

So kann ein Funktionsmodul zur Prüfung zum Beispiel die digitalen 3D-CAD-Modelle des zu prüfenden Bauteils und des Prüfkopfes selbst sowie ein physikalisches Funktionsmodell des Prüfkopfes nutzen, um die Prüfung zu simulieren. Auf dieser Grundlage sind dann Arbeitsschritte wie die Prüfplanung und die Bereitstellung von Soll-Zuständen vollautomatisch und damit effizient durchführbar, auch für eine Stückzahl von Eins. Klassische Prüfsysteme – basierend auf Golden-Sample- oder lernbasierten Ansätzen – sind hierfür meist nicht effizient einsetzbar. Durch die kontinuierliche Veränderung der Prüfaufgabe wäre ein stetiges manuelles Einlernen der zugrunde liegenden Sollvorgaben mit extrem hohem Aufwand verbunden.

Optische Montageprüfung

Die optische Montageprüfung umfasst die Überprüfung verschiedener Montagezustände eines einzelnen Bauteils in Bezug auf eine komplette Montagebaugruppe. Typische zu überprüfende Montagezustände sind Anwesenheit, Richtigkeit und Lage. Der Soll-Montagezustand wird durch ein 3D-CAD-Modell definiert, der Ist-Montagezustand mit optischer Sensorik erfasst. Dazu kommen dreidimensional messende Verfahren, wie die Stereo-Bildverarbeitung, das Lichtschnittverfahren oder die Streifenprojektion zum Einsatz. Die resultierende 3D-Punktwolke kann mit dem 3D-CAD-Modell verglichen werden und gibt Aufschluss über den jeweiligen Montagezustand. Da üblicherweise Kameras in diesen optischen Sensorsystemen zum Einsatz kommen, stehen ebenfalls orientierte Bildinformationen für einen Soll-Ist-Vergleich zur Verfügung. Die dazu erforderlichen Soll-Informationen werden auf der Grundlage von Modellinformationen über das Bauteil und über die Messfunktionalität des Prüfsystems durch die Berechnung synthetischer Prüfdaten berechnet.

Anwendung im Flugzeugbau

Passagierflugzeuge wie der Airbus A380 sind individuelle Einzelstücke. Darin unterscheiden sie sich kaum von anderen Investitionsgütern wie Sondermaschinen oder Anlagen. Jede Fluggesellschaft legt Wert auf eine individuelle Innenausstattung und lässt die Flugzeuge an ihre speziellen Bedürfnisse anpassen. Während die eine Airline möglichst viele Sitzreihen unterbringen möchte, setzt die andere auf Komfort und gestattet den Passagieren etwas mehr Beinfreiheit. Ebenso sieht es etwa mit Monitoren, Gepäckfächern und Lüftungsanlagen aus. All diese Wünsche führen zu einer individualisierten Produktion mit Tausenden Klein- und Kleinstelementen, die an den jeweiligen Großbauteilen stets aufs Neue positioniert und montiert werden müssen.

ANZEIGE

Eine effiziente Produktion will gut geplant und überwacht sein

Spezialist für Kabelmanagement-Systeme digitalisiert den Shopfloor mit IIoT-Plattform toii® und erreicht mit Visualisierung sowie Signalleuchte hohe Transparenz, Zeiteinsparungen und Prozesssicherheit.‣ weiterlesen

Das macht die Montage und anschließende Qualitätskontrolle schwierig. Die Werker entnehmen die Vorgaben dafür aus Papierunterlagen und gleichen manuell Stück für Stück ab. Bei einem Flugzeug wie dem A380 beispielsweise ist die Zahl der zu prüfenden Teile gigantisch. Bis zu 40.000 Niete halten jede der zwanzig Rumpfschalen eines Flugzeuges zusammen. Zusätzlich müssen bis zu 2.500 Anbauteile jeweils auf Richtigkeit und korrekte Lage überprüft werden. Die Fehlerkontrolle ist aufwendig, eine nachträgliche Korrektur mitunter extrem teuer.

Das könnte Sie auch interessieren:

Mehr Varianten, weniger Komplexität
Varianten im Software-Baukasten konfigurieren

Verbraucher können Massenprodukte wie Schuhe und Autos längst nach individuellen Wünschen gestalten. Auch im Industriebereich erwarten Kunden immer individuellere Lösungen zum Preis von Serienprodukten - obwohl Komplexität und Kosten beim Hersteller steigen. Softwaregestützte Variantenkonfiguration adressiert diese Effekte.‣ weiterlesen

ERP-Release von PSIpenta erweitert SCM-Funktionen

PSI Automotive & Industry hat Details zum neuen Release 9.4 des ERP-Systems Psipenta bekanntgegeben. Überarbeitet wurden demnach zum Beispiel die Unterstützung bei der Exportabwicklung, die Textverwaltung, die Standardberichte im Client sowie Mehrsprachenbelege.‣ weiterlesen

Customer Relationship Management
Partnerschaft zwischen Adito und Sign8

Adito und Sign8 sind eine Technologie-Partnerschaft eingegangen in deren Rahmen die Signaturlösung von Sign8 in das CRM-System von Adito integriert werden sollen. ‣ weiterlesen

Bitkom-Studie
Mehr Nachhaltigkeit durch Industrie 4.0

Eine Befragung im Auftrag des Branchenverbands Bitkom stellt die Bedeutung digitaler Anwendungen für mehr Klimaschutz heraus. Demnach denken 81 Prozent der rund 550 befragten Industrieunternehmen, dass Industrie 4.0 zu einer nachhaltigen Produktion beitragen kann. Gleichzeitig geben 91 Prozent, dass Industrie 4.0 unverzichtbar sei, um im internationalen Wettbewerb bestehen zu können. 61 Prozent geben an, dass die Arbeit weniger fehleranfällig werde und sich konventionelle Geschäftsmodelle verändern würden (58 Prozent). ‣ weiterlesen

Bare Metal Kubernetes im IIoT
Container-Technologie performant betreiben

Viele Unternehmen rollen Funktionalität im IIoT als Microservice aus. Dazu erstellen IT-Teams kleine Software-Container, die oft mit Kubernetes verwaltet werden. Das könnte künftig häufiger mit Bare Metal Kubernetes erfolgen.‣ weiterlesen

VIBN-Software integriert CAD-Daten ohne Zwischenschritt

Angesichts komplexer werdender Prozesse und dem Wunsch nach niedrigen Durchlaufzeiten parallelisieren Unternehmen Entwicklungsabäufe per virtuellen Inbetriebnahme.‣ weiterlesen

Wie Großunternehmen MES-Templates entwickeln
Multisite-Rollout von MES/MOM-Lösungen

Wollen Hersteller mehrere Werke mit einer vergleichbaren MOM/MES-Infrastruktur versorgen, steigen die Projektrisiken deutlich. Klare Zielvorgaben, offene Kommunikation und ein Exzellenzzentrum helfen, die Risiken zu bewältigen - und instanziierbare MOM-Templates zu entwickeln, die trotzdem individuelle Anforderungen berücksichtigen.‣ weiterlesen

Ifo-Geschäftsklimaindex steigt
Wirtschaft erweist sich als robust

Die Stimmung in den Unternehmen hat sich im Mai etwas aufgehellt. Der Ifo-Geschäftsklimaindex stieg auf 93 Punkte. Trotz Inflationssorgen, Materialengpässen und Ukraine-Krieg erweise sich die deutsche Wirtschaft als robust, so Ifo-Präsident Clemens Fuest.‣ weiterlesen

Unternehmenssoftware
Neue Partner für Aptean

Aptean DACH hat zwei neue Partner im Boot: den KI-Spezialisten Prodaso sowie das IT-Systemhaus Acomm.‣ weiterlesen

CPU-Pinning in der Cloud
Näher an die harte Echtzeit

Im Gegensatz zur klassischen Produktions-IT bieten Cloud-Systeme höhere Rechen- und Speicherkapazitäten. Für Anwendungen mit deterministischen Anforderungen gelten diese Infrastrukturen aber als ungeeignet. Dabei können viele Hürden mit der richtigen Konfiguration und der Nutzung von TSN überwunden werden.‣ weiterlesen

ECS-Starter-Paket für die Teamcenter/SAP-Integration

Mit einem neuen Starter-Paket will Product Lifecycle Management (PLM)-Spezialist ECS die Integration von Siemens Teamcenter und ERP-Software von SAP besser unterstützen.‣ weiterlesen