Automobilzulieferer tauscht Handlesegeräte aus Kunststoff gegen Lesegerät mit Dualzonenoptik und neuartigem Lesealgorithmus in robustem Aluminiumgehäuse

Zeit ist Geld – auch in der Automobilproduktion. Daher müssen Maschinen zuverlässig laufen. Doch beim Automobilzulieferer BorgWarner sorgten gebrochene Kunststoffgehäuse, Risse und sich ablösende Gummierungen bei industriellen Code-Handlesegeräten für Ärger. Daher ersetzte das Unternehmen beschädigte Geräte nach und nach durch ein robustes DPM-Lesegerät verpackt in einem Gehäuse aus leichtem Flugzeug-Aluminium.

Zu Beginn des Jahres 2015 fiel Frank Sperling, bei BorgWarner zuständig für IT und Instandhaltung, im Zuge einer Datenauswertung die zunehmende Zahl beschädigter und zu ersetzender Handheld-Lesegeräte auf. Er wurde stutzig, da einige der zu Dutzenden eingesetzten Geräte noch innerhalb der Gewährleistungsfrist lagen.

Der weltweit tätige Konzern mit rund 30.000 Mitarbeitern und 74 Standorten in 19 Ländern fertigt im pfälzischen Kirchheimbolanden Turbolader für nahezu sämtliche Automobilhersteller. Die hohe Typenvielfalt mit insgesamt mehreren tausend Bauteilen ist ein Grund dafür, dass zahlreiche Serien an teilautomatisierten Handarbeitsplätzen montiert werden. Der Werker nimmt die zugeführten Teile auf und montiert diese entlang einzelner oder miteinander verketteter Montagezellen bis zum einbaufertigen Turbolader.

Jedes Bauteil ist dabei mit einem individuellen DataMatrix-Code (DMC) versehen. Mit einem an der Montagezelle angebrachten kabelgebundenen Handlesegerät erfasst der Arbeiter das jeweils zu montierende Laderelement. Der Scan stellt einerseits sicher, dass es sich um das richtige Bauteil handelt, gleichzeitig wird das Teil EDV-seitig erfasst. Dies dient unter anderem der Rückverfolgbarkeit.

Im industriellen Gebrauch kommt es vor allem darauf an, dass die Handlesegeräte die an unterschiedlichen Stellen angebrachten Codes schnell und zuverlässig erfassen, einfach bedienbar sind und gut in der Hand liegen. Zudem müssen sie mit den jeweiligen Umgebungsbedingungen zurechtkommen sowie einen Sturz oder Schlag schadlos überstehen. „Da die Geräte durchweg bestimmungsgemäß eingesetzt wurden, konnten wir uns keinen Reim darauf machen, warum die aus hochfestem Polycarbonat bestehenden Gehäuse manchmal bereits in der Garantiezeit Risse, Ablösungen und Schäden aufwiesen“, so Frank Sperling. Der frühzeitige Verschleiß der vormals eingesetzten Geräte  verursachte beträchtliche und nicht akzeptable Kosten. Auf der Suche nach Lösungen und Alternativen kam der Kontakt mit Di-soric Solutions zustande.

Ursachen- und Lösungsfindung

Unterstützt durch ein spezialisiertes Prüfinstitut starteten BorgWarner und Di-soric Solutions eine breit angelegte Testserie: Kommen Fette und Öle, die den zu erfassenden Bauteilen anhaften, als Ursache in Frage? Doch führten weder das Benetzen noch komplette und mehrtägige Bäder der Kunststoffgehäuse in diversen Schmier- und Lösungsmitteln zu Schäden der oben genannten Art.

Für Aufklärung sorgte schließlich die Kombination der im Montageprozess auftretenden Substanzen und Faktoren: Wiederholte Testläufe kamen zu dem Ergebnis, dass nicht einzelne Öle oder Fette, sondern deren Verbindung mit Handschweiß und UV-Licht ein mehr oder minder aggressives Gemisch erzeugt, das dem Polycarbonat zusetzt, dessen Molekularstruktur angreift und dem Werkstoff die Weichmacher entzieht. Der Kunststoff wird spröde, brüchig und altert vor der Zeit. Je nach Einsatz, Umgebungsbedingungen und Benutzerhäufigkeit schneller oder langsamer.

Gemeinsam entwickelten die beiden Projektpartner ein Gehäuse aus Metall. Die Ingenieure von Di-soric Solutions wählten als Werkstoff ein besonders leichtes und widerstandsfähiges Aluminium, wie es im Flugzeugbau zum Einsatz kommt. Das Gehäuseunterteil wurde aus einem Stück und ohne Nähte hergestellt. Besonderen Wert legte Di-soric Solutions zudem auf einen robusten Trigger und Schalter mit gehärtetem Edelstahl-Pin, der 10 Millionen Klicks schadlos übersteht.

In zahlreichen Tests bewährt

Acht Wochen später präsentierte Di-soric Solutions den Prototypen des ID-Hammer, der bereits nahezu alle von BorgWarner gestellten Anforderungen erfüllte. Das Unternehmen hatte den neuen Code-Handleser unter anderem einer Serie von Falltests unterzogen. Dabei muss das Gerät 50 Stürze aus zwei Metern Höhe auf Betonboden ohne Schäden und Funktionseinschränkungen überstehen.

Gleichzeitig wurde die Leseleistung weiter optimiert. Mit seiner Dualzonenoptik steht der ID-Hammer für schnelle und zuverlässige Dekodierung selbst bei schwankenden Arbeitsabständen und unterschiedlichen Markierungsarten wie gelaserte, gedruckte oder genadelte Codes. Leserückmeldung erfolgt mittels programmierbarer LED, hörbarem Ton und Vibration.

 „Wir dachten zunächst, das robuste Gerät aus Aluminium wäre deutlich schwerer. Tatsächlich wiegt der ID-Hammer mit rund 500 Gramm nur knapp hundert Gramm mehr als die Kunststoff-Variante“, so Frank Sperling erfreut. Heute sind bei BorgWarner im Werk Kirchheimbolanden bereits über 50 ID-Hammer im Einsatz, die Akzeptanz im Alltagseinsatz ist hoch. „Wir haben großen Wert darauf gelegt, die erforderlichen technischen Features sehr kompakt im Gerät unterzubringen.

Gemeinsam mit einem Experten für Arbeitsergonomie gestalteten wir das Design des ID-Hammer so, dass der Schwerpunkt des Gerätes ideal ausbalanciert und ermüdungsfreies Arbeiten möglich ist“, betont Markus Damaschke, Geschäftsführer von Di-soric Solutions.