Der Automobilhersteller VW Nutzfahrzeuge hat im Oktober 2016 das Werk in WrzeŚnia, Polen, offiziell eröffnet. Damit wurde an diesem Standort in nur 23 Monaten eine hochmoderne Produktionsstätte errichtet, in der das Lieferwagenmodell VW Crafter gebaut wird. Auf einer Fläche von 300 Fußballfeldern können somit bis zu 100.000 Fahrzeuge im Jahr produziert werden. Dafür wurden in WrzeŚnia Karosseriebau, Cubing Center, Lackiererei sowie Endmontage nach den Kriterien des VW-Energiesparprogramms „Think Blue. Factory.“ errichtet. Individuell konfigurierbare Fahrzeugaufbauten und Ausstattungsvarianten sind dabei Merkmale des zeitgemäßen Automobilbaus und können einen entscheidenden Wettbewerbsvorteil bieten. Dementsprechend wurde die Fertigung auch geplant: Der in Polen gebaute VW Crafter basiert auf einer komplett neuen Plattform. Damit können 70 % der Fertigung ausschließlich maßgefertigte Lösungen abdecken. Dies wird größtenteils durch Automatisierung erreicht. Zur Umsetzung der Variantenvielfalt und der individuellen Bestellungen führen dazu 430 Roboter 68 % der Schweiß- und Klebevorgänge im Karosseriebau sowie Materialtransportaufgaben durch. In der Lackiererei beträgt der Automatisierungsgrad 65 %. Die kundenspezifische Fertigung erfordert auch neue Konzepte hinsichtlich Qualitätssicherung. Bei 1100 konfigurierbaren Ausstattungsvarianten des VW Crafters sind die zu messenden Teile vielfältig: Unterbau, Vorderwagen, geschlossene und offene Aufbauten, Fahrerhaus mit Einzel- oder Doppelkabine etc. So wurde die Messhalle mit ihren 5400 m² fertigungsnah in die Karosseriebaulinie integriert. Zudem ist das Cubing Center mit Meisterbock, Virtual Assembly und hallenwandgroßer Powerwall über einen Durchgang direkt mit der Messhalle verbunden.
Automatisierte optische Messsysteme
Volkswagen setzt in Sachen Qualitätssicherung fast ausschließlich auf berührungslose Messtechnik. Zur Ausstattung der Messhalle in WrzeŚnia gehören hauptsächlich automatisierte optische Messsysteme der Firma GOM: zwei Atos-Scanbox-Anlagen der Serie 6 sowie drei Doppelroboter-Messzellen und mehrere mobile optische Messmaschinen. Diese werden zur umfassenden Inspektion von Zusammenbaugruppen und Rohkarosserien bis hin zu vollständig lackierten Karosserien eingesetzt. Dabei ist alles auf die Messung der bis zu 7 m langen und fast 3 m hohen Fahrzeuge ausgerichtet. Die Messergebnisse der optischen Systeme dienen zur vollflächigen 3D-Geometrieprüfung durch den Abgleich von Soll- und Ist-Daten – einschließlich Randkanten und Lochbild.
Bei der Vielfalt der zu messenden Komponenten kommt der Erstellung und Verfügbarkeit der Mess- und Inspektionsprogramme eine entscheidende Bedeutung zu. Roboterpfade und Sensorpositionen sollten automatisch und benutzerunabhängig berechnet werden und vor allem die laufenden Messzellen nicht blockieren. Die Funktionen der integrierten Software, wie der virtuelle Messraum (VMR) und Auto Teaching, bieten hier entsprechende Lösungen. Im VMR werden Bauteil, Sensor, Messzelle und Kinematik abgebildet, sodass Pfade und Positionen des Roboters und des Sensors automatisch berechnet werden. Die Grundlage zur Bestimmung der Messpositionen liefert das Bauteil-CAD. Die Inspektionsplanung kann dabei dezentral und unabhängig von der Messanlage erfolgen. Das Mess- und Inspektionsprogramm wird als Vorlage gespeichert und später vom Werksmitarbeiter im Kiosk-Modus an der Messzelle aufgerufen. An der Karosseriebaulinie selbst prüfen sechs Inline-Robotermesszellen von Zeiss einzelne Punkte, Lochlagen und Kanten. Die punktuellen optischen Messergebnisse dienen anhand von Datenkorrelation der Relativmessungen der Prozessüberwachung. Die Systeme detektieren auffällige Schwankungen, bieten jedoch keine weitere Möglichkeit zur Fehleranalyse. Die absolute Messung der Teile im Messraum mit den GOM-Maschinen lässt hingegen zielgerichtete Rückschlüsse auf die tatsächliche Ursache der Prozessschwankung zu.
Die bei Volkswagen als „Schnellläufer“ bekannten Messsysteme von GOM werden darüber hinaus auch bei den Zulieferern im Umfeld des Werks in WrzeŚnia eingesetzt: Da der Standort ohne Presswerk geplant wurde, erfolgt die Warenausgangskontrolle stattdessen bei den Lieferanten der Press- und Anbauteile – mit der gleichen Messtechnik und mit den gleichen Bauteilhalterungen.
Effektive Nachregelung der Prozesse
Der Umschwung von taktiler auf optisch-flächenhafte Messtechnik ist auf die Vollständigkeit und Verständlichkeit der Ergebnisse zurückzuführen. „Der optische Messraum ist der Messraum der Zukunft – für die Menschen und für die Technik“, erklärt Werner Steinert, Leiter für Messwesen am Standort WrzeŚnia. Hinter der Entscheidung steckt zudem auch das Verständnis von Volkswagen, dass der Mensch die Messtechnik gut anwenden und verstehen können muss. Die 56 Mitarbeiter des optischen Messraums wurden vor Ort zeitgleich mit dem Bau des Werks eingestellt und angelernt. Auf diese Weise wird die Ausbildung von Anwendern im Messtechnikwesen nicht zum Engpass im heutigen Automobilbau. Schließlich sind die vollflächigen 3D-Daten leicht begreifbar, also visuell verständlich. Mit berührungsloser und vollflächiger Koordinatenmesstechnik erreicht Volkswagen außerdem eine Informationsdichte, die taktil nicht möglich ist und die 3D-Messergebnisse ermöglichen eine effektive Nachregelung der Prozesse, ohne mehr Zeit für das Produkt aufzuwenden. Des Weiteren dienen sie dazu, nicht nur die Funktion, sondern auch Optik und Design aufgrund der Maßhaltigkeit zu prüfen, um so die hohen Qualitätsansprüche zu erfüllen. Somit wird im Volkswagen-Werk in WrzeŚnia deutlich, dass die optische Messtechnik durch die vollflächige Digitalisierung den Weg in die Zukunft der Messtechnik ebnet. Künftig soll jedes Bauteil vollflächig digitalisiert werden, sodass bald nur noch 3D-Volumenmuster miteinander verglichen und keine Messberichte mehr erstellt werden müssen. ik
Details zu den 3D-Softwarelösungen von GOM:
Automotive Testing Expo Europe 2018: Stand 8624
„Der optische Messraum ist der Messraum der Zukunft.“
