Im Oktober 2016 wurde das neue Werk des Automobilherstellers VW Nutzfahrzeuge in Września, Polen, offiziell eröffnet. Auf einer Fläche von 300 Fußballfeldern können bis zu 100.000 Fahrzeuge im Jahr produziert werden. Individuell konfigurierbare Fahrzeugaufbauten und Ausstattungsvarianten sind die Merkmale des zeitgemäßen Automobilbaus und ein entscheidender Wettbewerbsvorteil. Dementsprechend wurde die Fertigung im Werk in Września geplant. Der VW Crafter basiert auf einer komplett neuen Plattform. Damit können 70% der Fertigung ausschließlich maßgefertigte Lösungen abdecken. Das erreicht Volkswagen größtenteils durch Automatisierung. Zur Umsetzung der Variantenvielfalt und der individuellen Bestellungen führen 430 Roboter 68% der Schweiß- und Klebevorgänge im Karosseriebau sowie Materialtransportaufgaben durch. In der Lackiererei beträgt der Automatisierungsgrad 65%.
Berührungslose Messtechnik zur Qualitätssicherung
Die kundenspezifische Fertigung in Września erfordert auch neue Konzepte hinsichtlich Qualitätssicherung. Bei 1.100 konfigurierbaren Ausstattungsvarianten des VW Crafters sind die zu messenden Teile vielfältig. So wurde die Messhalle mit ihren 5.400 m² fertigungsnah in die Karosseriebaulinie integriert. Das Cubing Center mit Meisterbock, Virtual Assembly und hallenwandgroßer Powerwall ist über einen Durchgang direkt mit der Messhalle verbunden.
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 Scan Box-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. Alles ist auf die Messung der bis zu sieben Meter langen und fast drei Meter hohen Fahrzeuge ausgerichtet. Die Messergebnisse der optischen Systeme von Gom dienen zur vollflächigen 3D-Geometrieprüfung, einschließlich Randkanten und Lochbild, durch den Abgleich von Soll- und Ist-Daten.
Dezentrale Inspektionsplanung
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 Gom-Software, wie der virtuelle Messraum (VMR) und Auto Teaching, bieten gute Lösungen. Im VMR werden Bauteil, Sensor, Messzelle und Kinematik abgebildet, damit 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 unabhängig von der Messanlage erfolgen. Das Mess- und Inspektionsprogramm wird als Vorlage gespeichert und später vom Werksmitarbeiter im Kiosk-Modus an der Messzelle aufgerufen.
Die bei Volkswagen als ‚Schnellläufer‘ bekannten Messsysteme von Gom werden auch bei den Zulieferern im Umfeld des Werks in Września eingesetzt. Denn der neue Standort in Polen wurde ohne Presswerk geplant. Stattdessen erfolgt bei den Lieferanten der Press- und Anbauteile die Warenausgangskontrolle mit der gleichen Messtechnik und mit den gleichen Bauteilhalterungen wie bei Volkswagen.
Punktuelle optische Messung
An der Karosseriebaulinie selbst prüfen sechs Inline-Robotermesszellen von Zeiss einzelne Punkte, Lochlagen und Kanten. Die punktuellen optischen Messergebnisse dienen der Prozessüberwachung anhand von Datenkorrelation der Relativmessungen. 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 Genauigkeit der Systeme ist von unabhängiger Stelle geprüft und zertifiziert. Darüber hinaus werden die Systeme von Volkswagen selbst immer wieder aufs Neue eingehenden Prüfungen unterzogen.
Höhere Informationsdichte als bei taktiler Messung
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. Mit über 25 Jahren Erfahrung im Automobilbau ist für ihn klar, dass Messtechnik immer einen Nutzen haben muss: „Denn unkontrollierte Prozesse sind schlechte Prozesse.“
Mit berührungsloser und vollflächiger Koordinatenmesstechnik erreicht Volkswagen eine Informationsdichte, die taktil nicht möglich ist. Die 3D-Messergebnisse ermöglichen eine effektive Nachregelung der Prozesse, ohne mehr Zeit für das Produkt aufzuwenden. Sie dienen dazu, nicht nur die Funktion, sondern auch Optik und Design aufgrund der Maßhaltigkeit zu prüfen, um so die hohen Qualitätsansprüche von Volkswagen und seinen Kunden zu erfüllen.
Künftig soll jedes Bauteil vollflächig digitalisiert werden, sodass bald nur noch 3D-Volumenmuster miteinander verglichen und keine Messberichte mehr erstellt werden müssen.
