Fraunhofer IWU mit drei Weltneuheiten auf der Automatica 2014

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Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU

Intelligentes Justagesystem: Effizientere Qualitätsprüfung im Karosseriebau

Das Spaltmaß an einer Karosserie muss auf den Millimeter genau sein. Die Voraussetzung hierfür ist, dass die Abmaße aller Einzelkomponenten exakt aufeinander abgestimmt sind. Beim Zusammenbau werden die Baugruppen daher von typspezifischen Spannelementen präzise fixiert. Ob diese exakt justiert sind, wird von sogenannten Geometriepflegern im Zehntelmillimeterbereich überwacht. Da es durch Schwankungen im Material oder durch andere Randbedingungen zu Abweichungen kommt, müssen die Vorrichtungen häufig neu justiert werden, zum Teil mehrmals pro Schicht. Allein bei den Vorrichtungen für eine typische Türfertigung kann an etwa 430 Stellen nachgeregelt werden. "Die korrekte Einstellung erfolgt manuell auf der Grundlage von Ehrfahrungswerten und weitestgehend nach dem Trial-and-Error-Prinzip", erklärt Rayk Fritzsche, Gruppenleiter Montageanlagen am Fraunhofer IWU. Mittels aufwendiger Qualitätsprüfung wird sichergestellt, dass die Parameter mit den Anforderungen übereinstimmen. Der Qualitätskreis ist entsprechend lang, die damit verbundenen Produktionsunterbrechungen und Nacharbeiten sind teuer und verringern die Produktivität signifikant. Unterstützen kann das Prüfpersonal in Zukunft ein IT-System, das vom Fraunhofer IWU im Rahmen eines SAB-Projektes entwickelt und auf der Automatica erstmals vorgestellt wird.

Justage im laufenden Betrieb von Minuten auf Sekunden verkürzen

Auf der Grundlage eines "künstlichen, neuronalen Netzes", das in seiner Wirkungsweise dem menschlichen Nervensystem nachempfunden ist, entwickeln die Forscher eine intelligente Software, die diese Beschreibung auch verdient. Das System ist lernfähig und überträgt die Erfahrungswerte der Geometriepfleger in eine Datenbank. "Nach circa 30 Beispieldatensätzen sollten die Justagevorschläge des Systems bereits denen eines erfahrenen Geometriepflegers ähneln und im weiteren Verlauf immer besser werden", sagt Andreas Richter, der das Projekt am IWU betreut. Die Ziele der Wissenschaftler: Mit Hilfe der Software könnte die Einrichtungszeit von neuen Fertigungsstrecken im Anlagenanlauf von Monaten auf Wochen sowie die Justage im laufenden Betrieb von Minuten auf Sekunden verkürzt werden. Doch soweit sind die Forscher noch nicht, denn auf dem Weg zur selbststeuernden Karosseriebaueinrichtung liegt noch einiges an Entwicklungsarbeit vor ihnen. Auf der Automatica demonstrieren Richter und seine Kollegen den Entwicklungsstand der Lösung: Ein softwarebasierter Justage-Assistent, der die Mitarbeiter unterstützt und Vorschläge zu den Justageeinstellungen unterbreitet. Im nächsten Schritt könnte dies auf "Knopfdruck" vollautomatisiert erfolgen. Eine direkte Anbindung an die Qualitätsprüfung und neuartige Spannvorrichtungen sollen dann Fehler beim ersten Bauteil erkennen und die notwendigen Korrekturen vollautomatisch umsetzen. Der Mensch soll in diesem neuen Qualitätsregelkreis nicht ersetzt, sondern vielmehr sinnvoll in seiner Rolle als Entscheidungsträger unterstützt werden.

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