Über 1.000 im Einsatz befindliche BV-Systeme von Isra Vision sichern bei führenden Automobilherstellern die erforderliche Präzision und Schnelligkeit der Montage und Verarbeitung mit Robotern. Sie gewährleisten rationelle Lösungen für hochkomplexe Aufgabenstellungen der Qualitätsinspektion und der Roboterführung. Wichtige Einsatzgebiete sind innovative Fügetechniken wie das Kleben im Rohbau und das Nahtabdichten in der Lackierung.

Im Automobilbau wird immer mehr geklebt und gedichtet; Kleberoboter ersetzen zunehmend ihre Schweißkollegen. Die Technik des Klebens und des Dichtens kommt heute im Karosseriebau, zur Scheibenmontage, im Motoren- und Getriebebau, zur Dachverstärkung, für Türverkleidungen, Armaturen, Dämmungsmaterial, für Leuchten und Zierleisten sowie für Nahtabdichtungen im Lackierprozess zum Einsatz.

Als wärmearme Fügetechnik erschließt sie neue Anwendungen nicht nur aufgrund ihrer hohen Festigkeit, sondern auch, weil sie bislang unvereinbare Werkstoffkombinationen ermöglicht. Dabei können Klebverbindungen weitere Funktionen erfüllen, wie Vibrationen mindern, elektrisch isolieren, Gewicht reduzieren oder vor Korrosion schützen. Vor allem aber verbessern Klebstoffe die Crash-Performance, da sie – im Gegensatz zum Schweißen oder Nieten – die Fügeteile nicht beeinträchtigen. Denn Schweißen verändert durch die Erwärmung die spezifischen Eigenschaften des Werkstoffs, und beim Nieten oder Schrauben werden Löcher gebohrt, welche die Fügeteile schwächen. Moderne Klebstoffsysteme sind somit sogar ein Sicherheitsfaktor in der Automobilbauindustrie. Es ist daher nicht verwunderlich, dass sich die Klebetechnik auf dem Vormarsch befindet. Geklebt wird mittlerweile weltweit ausnahmslos in allen Fahrzeugmodellen; noch vor 20 Jahren war dies die Ausnahme in wenigen Luxusfahrzeugen. Heute enthält ein Fahrzeug bis zu 18 kg Klebstoff.

Intelligente BV-Systeme

Das hohe Leistungsvermögen dieser Fügetechniken kann noch besser genutzt werden, wenn die Prozessführung mit Hilfe leistungsfähiger BV-Systeme optimiert wird. Intelligente BV-Systeme sind heute der Schlüssel für höhere Produktivität, mehr Effizienz sowie eine lückenlose Qualitätssicherung in vielen Produktionsschritten in der Automobilproduktion. Sie sichern die erforderliche Präzision und Schnelligkeit bei der Montage und Verarbeitung mit Robotern.

Das im Markt umfangreichste Angebot an technologisch führenden BV-Systemen für die Qualitätsinspektion und die Roboterführung stellt Isra Vision zur Verfügung. Die Systeme kommen bei Automobilherstellern wie VW, Opel, DaimlerChrysler, GM, Volvo, Honda, Hyundai, Audi, BMW, Ford, Fiat, Seat, Skoda, Porsche und Rover zum Einsatz.

Die Kleberaupen- und Dichtmittelinspektion gehört inzwischen zu den wichtigsten Aufgaben der IBV im Automobil-Rohbau und in der Lackierung. Basierend auf Standardbausteinen wird für jede Werkstückgröße, jede Auftragsart, jede Raupengeometrie sowie jede Klebstoffart eine optimale BV-Lösung realisiert. Die Prozesse des Klebe- und Dichtmittelauftrags müssen hundertprozentig überwacht werden. Überprüft werden die Breite, die Durchgängigkeit, die Geometrie und die Position der Dichtmittel- oder Kleberaupe via Konturerkennung.

100% Qualität

Zur Qualitätskontrolle des Klebstoff- und Dichtmittelauftrags bei Geschwindigkeiten bis 1 m/s dient das BV-System EASI (Enhanced Adhesive & Sealant Inspection). Die Inspektion kann sowohl während des Auftragens – InProcess – alsauch nach dem Auftragen – PostProcess – in unterschiedlichen Konfigurationen erfolgen, beides mit einer Software.

Bei den InProcess-Systemen wird der Klebstoff- oder Dichtmittelauftrag bereits während der Aufbringung überprüft – dies erspart eine nachträgliche Prüfung. Ein spezieller Kamerasensor überwacht den Auftrag 360° um die Düse herum. Die Beleuchtung ist in den Sensor integriert. Somit arbeitet das Mehr-Kamera-System auch bei komplexen Bauteilgeometrien, schwierigen Kontrastverhältnissen und großen Bauteilen zuverlässig. Diese vollautomatische Inspektion bietet eine hohe Prozesssicherheit.

Beim PostProcess wird der Klebstoffoder Dichtmittelauftrag gewöhnlich in einer separaten Station oder während eines separaten Takts geprüft. Diese Prüfsysteme kommen zum Einsatz, wenn die mechanische Zugänglichkeit für den Sensorkopf nicht mehr gewährleistet ist, z. B. bei Applikationen mit gekrümmter Düse oder Dreifach-Düse.

Das BV-System EASI3D übernimmt zusätzlich zur Qualitätsinspektion der Klebe- oder Dichtmittelraupe die Roboterführung. Mit dieser vorgeschalteten 3D Positionsbestimmung des Bauteils wird ein exakter Auftrag des Materials auf Objekten variierender Vorpositionierung sicher gewährleistet. Dafür wird die Position des zu verbindenden Karosserieteils in drei Dimensionen (3D) genau bestimmt. Der integrierte Streifensensor nutzt nicht nur Lochmerkmale, sondern auch beliebige Kanten, Konturen und Ecken des Karosserieteils als Messmerkmale. Der Vision-Sensor berechnet aus den entsprechenden Einzelmessungen die korrekte 3D-Position des zu verklebenden Teils mit einer Genauigkeit von bis zu 0,1 mm. Dem Roboter wird somit ein genauer Korrekturvektor für dessen Applikationsbahn vermittelt.

Neue Anwendungen mit Ein-Kamera-System

Als Türöffner für zusätzliche Anwendungsgebiete für BV-Systeme in der Roboterführung im Automobilbau gelten die Systeme Mono3D aufgrund ihres geringen Hardware-Aufwands. Das dahinter stehende Verfahren erlaubt es, aus einem einzigen aufgenommenen Bild durch die Messung von nur drei Merk-malen alle sechs Freiheitsgrade (Position und Orientierung) von dreidimensionalen Objekten genau zu bestimmen. Dazu werden die Abbildungseigenschaften des realen Objekts auf dem zweidimensionalen Bilddetektor in der Kamera genutzt.

Die Systeme ermöglichen die 3D-Posionserfassung mit nur einer Kamera vor allem auch in solchen Prozessen mit sehr hohen Anforderungen an die Geschwindigkeit. Zum Beispiel kann das „schlanke“ System die Position von Bauteilen erfassen, bevor der Klebstoffauftrag erfolgt. Oder ein auf dem Roboterarm montiertes System ermöglicht die Entnahme von Teilen aus einem Behälter oder das Entstapeln auch mit höchsten Geschwindigkeiten. Kurzum: Mono3D setzt neue Meilensteine für den wirtschaftlichen Einsatz von BV-Systemen.

Die Isra-Systeme nutzen neuste Softwareentwicklungen. Eine komfortable, interaktive Benutzeroberfläche ermöglicht einfaches Einrichten und Bedienen. Das Teach-in-Verfahren vereinfacht die Programmierung, Änderungen lassen sich im Online-Modus realisieren. Die lückenlose Dokumentation verhilft zu einem wirkungsvollen Qualitätsmanagement - in einer Systemdatenbank werden erfasste Werte gespeichert; umfangreiche Statistiken erlauben genaue Prozessanalysen.

Kontinuierliche Regelung des Auftrags

Ein weiteres BV-System, welches in Zusammenarbeit mit einem führenden Automobilbauunternehmen entwickelt wurde, ermöglicht eine unmittelbare Nahtführung bei etwa 0,5 m/s Bahngeschwindigkeit. Bei diesem System entfällt die vorgelagerte Positionserfassung; die geteachte Bahn wird kontinuierlich geregelt. Dabei können sehr feine und dünne Sichtnähte entstehen. Der Klebstoffauftrag wird optimiert – dies spart Material. Von den Vorteilen dieser Sichtnähte werden vor allem der Rohbau und die Lackierung profitieren. In Kürze werden sogar Bahngeschwindigkeiten bis 1 m/s erwartet.

Aus der im Markt einmaligen Vielfalt an BV-Systemen lassen sich schlüsselfertige Lösungen zusammenstellen, die genau auf die Anforderungen der jeweiligen Produktion zugeschnitten sind und den wirtschaftlichen Robotereinsatz nachhaltig fördern. Dabei kommen den Anwendern die reichhaltigen Erfahrungen auch aus einer Vielzahl von internationalen Projekten zu Gute. 

Die Autorin: Gabriele Jansen Isra Vision Systems AG Tel. 06151/948-0 gjansen@Isravision.com www.Isravision.com