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Hexagon Manufacturing Intelligence

3D-Qualitätssicherung im Karosseriebau

| Autor/ Redakteur: Jana Scholz / Frauke Finus

Sie sind klein und unscheinbar und doch ein wichtiger Bestandteil jeder Autokarosserie: Schweißbolzen. Hunderte davon werden im Karosseriebau verwendet. Eine exakte Positionierung der Schweißbolzen ist für die Fahrzeugmontage essentiell. Darum muss die Position der Schweißbolzen in der Produktion immer wieder überprüft werden.

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Die Würfeladapter wurden speziell für die Vermessung von Schweißbolzen entwickelt.
Die Würfeladapter wurden speziell für die Vermessung von Schweißbolzen entwickelt.
( Bild: Hexagon )

Wurden die Schweißbolzen an der falschen Stelle angebracht, kann das auf die gesamte Montage eines Fahrzeugs Auswirkungen haben: Die Spaltmaße der Rohkarosse werden nicht eingehalten, Komponenten stoßen aneinander, Anbauteile können nicht richtig platziert werden. Bezogen auf das Fahrzeugkoordinatensystem müssen Schweißbolzen deshalb mit einer Genauigkeit von +/- 1,5 mm positioniert werden. Bei bestimmten Funktionsgruppen wie zum Beispiel den Bauteilen im Motorraum oder den Benzin- und Bremsleitungen müssen sogar Genauigkeiten von +/- 0,5 mm zwischen zwei Bolzen eingehalten werden. Aufgrund der Vielzahl der Schweißbolzen, ist eine effektive, zeitsparende und dabei trotzdem hochgenaue Vermessungslösung das Mittel der Wahl.

Ausrichten, Schweißen, Messen – alles in einem Schritt

In der Entwicklungsphase eines Fahrzeugs und während der Vorserie werden die Schweißbolzen im Gegensatz zu der Serienfertigung noch häufig mit der Hand gesetzt. Bereits zu diesem Zeitpunkt ist es wichtig, die genaue Position der Bolzen, die während der Fahrzeugentwicklung in den CAD-Daten festgelegt wurde, millimetergenau zu bestimmen und einzuhalten. Nur so kann sichergestellt werden, dass in der nachfolgenden Serienproduktion der gesamte Produktionsablauf reibungslos funktioniert. Mit dem Aicon MoveInspect XR8 von Hexagon Manufacturing Intelligence und eines speziell für diese Anwendung entwickelten Schweißpistolenadapters ist das Ausrichten des Schweißwerkzeugs, Schweißen und die Vermessung der Position, in einem Arbeitsschritt möglich.

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Der Schweißadapter wird auf die Schweißpistole, die zur händischen Anbringung der Schweißbolzen verwendet wird, gesetzt. Dieser Adapter ist mit Messmarken versehen, die vom optischen Koordinatenmessgerät Aicon MoveInspect XR8 in Echtzeit erfasst werden. Ist die Rohkarosse an den CAD-Daten, die während der Fahrzeugentwicklung erstellt wurden, ausgerichtet, kann der Anwender direkt während des Setzens des Schweißbolzens erkennen, wo sich dieser gerade befindet. In Echtzeit werden Veränderungen in der Software angezeigt und eine exakte Positionierung des Bolzens ist möglich. Im Anschluss wird vor dem Abziehen der Pistole die Position des Schweißbolzens gemessen und dokumentiert. Das erspart die erneute Vermessung.

Position der Schweißbolzen fertigungsnah kontrollieren

Über die Prototypenphase und die Vorserie hinaus werden in der Serienfertigung die Schweißbolzen automatisch von Robotern angebracht. Zur Qualitätskontrolle werden die Positionen der Bolzen immer wieder kontrolliert, um zu überprüfen, ob das gut einstudierte Roboterballett nicht aus dem Takt gekommen ist. Mit einem Photogrammetriesystem kann die Position der Schweißbolzen auch fertigungsnah kontrolliert werden.

Die DPA Industrial von Hexagon Manufacturing Intelligence arbeitet mit einer handgehaltenen Digitalkamera in einem industriellen Gehäuse als Aufnahmesystem. Damit wird eine Serie von Fotos von der Rohkarosse und den daran angebrachten Schweißbolzen gemacht, die anschließend automatisch ausgewertet werden. Zur Signalisierung der Schweißbolzen werden spezielle, für diese Anwendung entwickelte Klemmadapter benutzt. Dank eines Druckknopfs und eines eingebauten Klemmsystems können diese Adapter schnell und einfach positioniert werden. Die Software erkennt die Schweißbolzenklemmadapter und bestimmt die Position und Orientierung der Bolzenmitte in der Höhe der Blechoberkante durch die Klemmeinrichtung der Adapter. Ein taktiles Antasten aller einzelnen Schweißbolzen ist nicht mehr nötig. Eine enorme Zeitersparnis.

Eine flexible Softwarelösung ermöglicht einfache Anpassungen an verschiedene Bolzen- und Fahrzeugtypen sowie eine automatische Protokollerstellung. Da das System handgehalten und hochmobil ist, kann es zu anderen Einsatzorten mitgenommen werden.

Neben den speziellen Klemmadapter stehen auch Adapter zur Signalisierung anderer Ausrichtepunkte, zum Beispiel Bohrungen, Kanten oder Kugeln, zur Verfügung. Die Schweißbolzenadapter können für unterschiedliche Dimensionen und unterschiedliche Schweißbolzentypen eingesetzt werden. Damit eignet sich das Photogrammetriesystem auch für Vorrichtungen und deren Vermessung.

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