Sonderfahrzeugbau Werklicht: IndiKar produziert Losgröße 1 mit AR-Projektion

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Der Sonderfahrzeugbau gehört zu den kompliziertesten Bereichen der Herstellungsindustrie. Vehikel wie Behördenfahrzeuge, Stretch-Limousinen und gepanzerte Fahrzeuge sind meist individuelle Unikate, weshalb eine Automatisierung in der Produktion nur schwer umzusetzen ist. Der Sonderfahrzeugbauer IndiKar reagierte auf diese Herausforderungen mit dem Laser-Assistenzsystem Werklicht von Extend3D.

Die exakte Positionierung der verschiedenen Baugruppen im Sonderfahrzeugbau ist eine anspruchsvolle Aufgabe, da es sich oft um Einzelstücke handelt und es eine Vielzahl an Varianten gibt. Insbesondere beim Bau von Sonderschutzfahrzeugen ergeben sich zusätzliche Schwierigkeiten: Für die korrekte Positionierung der Bolzen an der Karosserie müssen etwa Schablonen hergestellt werden, welche aufgrund der geringen Stückzahlen sehr teuer sind und individuell angefertigt werden müssen. Außerdem muss eine geeignete Lagerhalterung berücksichtigt werden, was zusätzliche Kosten und Platz erfordert.

Das Ziel von IndiKar war es also, Bolzenpositionen und andere Positionierungshilfen direkt digital auf der Karosserie anzuzeigen, ohne komplizierte und teure Schweißschablonen zu verwenden. Der Spezialist für den Sonderfahrzeugbau hat sich zu diesem Zweck für das System Werklicht von Extend3D entschieden. Dies senkt Kosten, spart Zeit und erleichtert letztendlich die Qualitätskontrolle. Die Anwendungsbereiche des Systems wurden aufgrund seiner Flexibilität danach sukzessive erweitert.

Konturlinie dank Werklicht mit einem Doppelklick auf Bauteil projizieren

Das System Werklicht Pro L mit Software kann auf einem fahrbaren Stativ befestigt werden, sodass die Werker in der Lage sind, Bolzen exakt rund um die Karosserie zu positionieren. So vermeidet das Unternehmen aufwendige Schablonen bei der Fertigung von Einzelstücken. Außerdem sind die Schraubpunkte weiterer Bauteile im Fahrzeug sichtbar. In beiden Fällen wird der Werker durch ein grünes Fadenkreuz geführt, das die Position aller zu montierenden Teile präzise und dynamisch anzeigt.

Darüber hinaus wird das System bei der Produktion von Langlimousinen eingesetzt. Bei diesem Fahrzeugtyp besteht die Herausforderung häufig darin, die Karosserie und die Türen zu verlängern und exakt in die Kurvenform des Fahrzeugs einzupassen. Das Werklicht-System projiziert dabei die Tornadolinie auf das Fahrzeug, sodass die Tür perfekt angepasst werden kann. Optisch gleicht das Fahrzeug nach der Lackierung einem Serienfahrzeug. Der Unterschied zu den bisherigen Anwendungen besteht darin, dass eine Designlinie projiziert wird und nicht die punktuelle Darstellung von Bolzen- oder Schraubpunktpositionen. Bei Bedarf kann der Anwender mit der Software Werklicht 3D neue Karosserielinien hinzufügen. Ist die entsprechende Konturlinie bereits im CAD vorhanden, kann sie mit einem Doppelklick auf das Bauteil projiziert werden.

IndiKar plant Systemerweiterung

Aufgrund der positiven Erfahrungen im täglichen Einsatz des Werklicht Pro L-Systems wurde die Entscheidung getroffen, diese Lösung auch für die Positionierung von Bauteilen einzusetzen. In einer Testphase wurden Türverstärkungen mithilfe von zwei DRO-Fenstern an der Basistür positioniert. Diese DRO-Fenster zeigen die aktuellen XYZ-Werte im Fahrzeugkoordinatensystem live auf dem Bildschirm an. Dadurch kann der Arbeiter die Justierung leicht an die Sollposition anpassen. Durch die Echtzeit-Koordinatenausgabe sieht er stets, wo er nachjustieren muss, um die richtige Position zu erreichen. Wegen der vielversprechenden Anwendungsmöglichkeiten plant IndiKar, das System noch zu erweitern, damit sich die Positionierung zweier Baugruppen zueinander in Echtzeit aufeinander abstimmen lässt.

Werklicht schnell in die Produktionsprozesse integriert

Anstelle der Verwendung einer physischen Schablone fährt der Werker den Werklicht-Projektor auf einem fahrbaren Untersatz vor und richtet ihn auf Zielmarken am Bauteil aus. Das Kamerasystem erkennt dabei den Binärcode auf diesen Zielmarken. Nur drei Targets werden benötigt, um die Position im CAD-System korrekt auszurichten. Ein Messtechniker bereitet vorab die Daten auf, damit der Werker dann mit der Arbeit starten kann.

Sobald das System korrekt an der Karosserie ausgerichtet ist, wird eine Liste der anzubringenden Bolzen importiert. Diese enthält die XYZ-Koordinaten und die dazugehörigen Richtungsvektoren. Es ist dabei möglich, diese Liste vollautomatisch in die eigene Software einzufügen. Die Darstellung der Projektionen auf dem Bauteil erfolgt durch Fadenkreuze, die das Zentrum der Bolzen veranschaulichen. Schließlich markiert der Werker diese mit einem Permanentmarker oder Körner. Bei diesem Vorgang ist es wichtig, darauf zu achten, dass die Projektion möglichst orthogonal zur Oberfläche erfolgt, um Parallaxe-Fehler zu vermeiden.

Es kann auch vorkommen, dass Teile mit Formfehlern hergestellt wurden. Um dies zu vermeiden, gibt es die adaptive Projektion. Hier wird die Ist-Fläche im Bereich des zu korrigierenden Bolzens gescannt. Anschließend wird sie mit der gewünschten Sollfläche verglichen und so die Position im Zentrum korrekt projiziert. IndiKar brauchte nach der ersten Einführung lediglich eine kurze Einarbeitungszeit und konnte das neue System schnell in die Produktionsprozesse integrieren. Eine zweitägige Schulung reicht in der Regel aus, um die Werker und Messtechniker mit dem neuen System vertraut zu machen.

„Einsparungen und Effizienzsteigerungen“

„Durch das neue Werklicht-System sparen wir uns die Produktion von zeitaufwendigen und teuren Schablonen“, sagt Sascha Dorst, technische Projektleitung bei IndiKar. „Pro Fahrzeug sind das mehrere Tausend Euro. Mit weiteren Zusatzkosten wie Lagerung oder Modifikationen zusammengerechnet, ergeben sich weitere Einsparungen und Effizienzsteigerungen.“ Im Sonderfahrzeugbau können die Kostenersparnisse pro Fahrzeuge aufgrund der geringen Losgrößen sogar noch höher sein. Außerdem wird die Qualitätskontrolle einfacher, da sie direkt während des Arbeitens durchgeführt werden kann. Teure Nacharbeiten an der Lackierung entfallen, wenn beispielsweise eine Tür nicht korrekt zusammengefügt wurde.

Die Montage mit dem neuen System erlaubt dabei einen stetigen Wissens- und Effizienzgewinn, was wiederum zu weiteren potenziellen Einsatzmöglichkeiten führt. Für die Zukunft plant IndiKar etwa, Zeichnungsdaten direkt auf die Bauteile zu übertragen und Biegelinien auf die Bauteile zu projizieren. Damit ist das Potenzial der neuen Technologie bei weitem noch nicht ausgeschöpft.

Der Autor Dirk Heinsohn ist Vertriebsleiter DACH bei Extend3D.