1500 Schweißnähte pro Karosserie zuverlässig inspiziert Lasersystem hilft bei Schweißnahtprüfung

1500 Schweißnähte pro Karosserie zuverlässig inspiziert

Lasersystem hilft bei Schweißnahtprüfung

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In der Karosseriefertigung der Audi R8 Sportwagen unterstützt ein Laserprojektionssystem von Z-Laser die Mitarbeiter bei der Überprüfung der rund 1500 Schweißnähte pro Karosserie.

In der Manufaktur Audi Böllinger Höfe entsteht der Supersportwagen Audi R8. Im Karosseriebau schweißen hochqualifizierte Mitarbeiter den Vorderwagen, den Mittelboden und den Hinterwagen aus Aluminium-Gussteilen und -Strangpressprofilen zusammen, danach verbinden sie die drei Module zum Unterbau. Roboter übernehmen die kalten Verbindungen.

Auch die Qualitätskontrolle der rund 1500 Schweißnähte pro R8-Karosserie erfolgt durch Mitarbeiter. Dass eine 100-%-Kontrolle jeder einzelnen Schweißnaht mit absolut sicherer Erkennung fehlerhafter Verbindungen erfolgen muss, war unabdingbar: „Eine Karosserie mit nur einer einzigen unsauberen Schweißnaht entspricht schon nicht mehr unseren hohen Audi-Qualitätsansprüchen und ist damit unverkäuflich“, sagt Felix Knoll, Fachprojektleiter Karosseriebau der Audi Sport.

Aber wie überprüft man eine Aluminium-Schweißnaht auf einem Aluminium-Hintergrund? Und das bei jeder Schweißnaht und jeder einzelnen Karosserie – und innerhalb der Taktzeit? „Optische Verfahren wie Bildverarbeitungssysteme, die das Ganze mit einem vorgegebenen Bild abgleichen, waren für diese Aufgabenstellung bisher nach unseren Erfahrungen nicht zielführend“, so Knoll. „Auch andere Technologien wie Computertomographie oder MRT waren mögliche Kandidaten, stellten sich am Ende jedoch ebenfalls als nicht geeignet heraus. Am Ende haben wir uns für ein Laserprojektionssystem von Z-Laser entschieden.“

Den Ablauf der Prüfung beschreibt der Audi-Ingenieur so: „Wir bilden unseren 3D-Datensatz der Karosserie im System ab, und das Z-Lasersystem projiziert diesen Datensatz über insgesamt sechs Laserprojektoren des Typs LP-HFD2 aus unterschiedlichen Richtungen auf die reale Karosserie.“ Die Karosserien werden dafür zunächst über die vorgesehene Fördertechnik auf Referenzpunkte abgesetzt. Der Mitarbeiter wählt dann die richtige Position und das aktuelle Modell an und kann danach über eine Fernbedienung durch die einzelnen Schritte der Überprüfung klicken.

Je nach Lage der Schweißnaht projiziert ein Laserprojektor grüne Laserlinien auf die Karosserie und zeigt dem Mitarbeiter so die Sollposition mit Anfangs- und Endpunkt der Schweißnähte an. Auf dieser Basis kann er die Projektion und die reale Schweißnaht vergleichen und sehr einfach erkennen, ob die einzelne Schweißnaht vorhanden ist und ob die vorgegebene Länge korrekt ist. Knoll: „Die Güte der Schweißnaht muss der Mitarbeiter allerdings selbst beurteilen.“

Im Produktionsablauf sind drei Mitarbeiter für die visuelle Prüfung verantwortlich. Einer überprüft mittels des Laser-Projektionssystems die Schweißnähte. Die anderen beiden kontrollieren sie visuell in unterschiedlichen Fertigungsstufen. Für diese Aufgaben müssen die Mitarbeiter laut Knoll sehr erfahren sein und nicht nur alle Fertigungsumfänge, sondern auch deren Verortung kennen, um bei Bedarf fehlerhafte Prozesse erkennen und diese korrigieren zu können.

Mit der Lösung ist Knoll sehr zufrieden: „Wir sind mit unserem Prüfablauf deutlich effizienter geworden und können mittlerweile mehr Prüfumfänge im Ablauf des QRK-Mitarbeiters integrieren, die vorher an anderer Stelle kontrolliert wurden.“

Als sehr nützlich empfindet der Audi-Ingenieur dabei unter anderem die Möglichkeit, „dass wir mit Hilfe einer Software entscheiden können, zu welchem Zeitpunkt, in welcher Position von welchem Laser eine bestimmte Schweißnahtposition angezeigt wird. Wir haben dadurch einen definierten Prüfablauf.“

Anpassen lassen sich die Prüfabläufen flexibel, z. B. wenn ein neues Modell oder Modelländerungen zu einer Veränderung der Schweißnähte führen. Knoll: „Die CAD-Daten der zu prüfenden Umfänge dienen als Grundlage. Handelt es sich um geringe Umfänge, wie zum Beispiel eine veränderte Schweißnaht, sind wir innerhalb von wenigen Minuten in der Lage, die entsprechende Veränderung im Prüfablauf zu implementieren.“ Bei einem neuen Modell erfordert die Definition des Prüfablaufes und die Festlegung der Projektion ohne Feinschliff einen Arbeitsaufwand von ca. 2 bis 3 Wochen. „Jedoch können wir dies ohne weitere externe Unterstützung umsetzen“, betont der Fachprojektleiter.

Z-Laser Optoelektronik GmbH

www.z-laser.com;
Euroblech Halle 11, Stand F178

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