VMT BESTFIT - MONTAGE VON ANBAUTEILEN VMT SPALT- UND BÜNDIGKEITSMESSUNG

MONTAGE IN PERFEKTION

FABRIKAUTOMATION

Montage von Anbauteilen

VMT BestFit Montage von AnbauteilenDas Einsatzspektrum von Robotern wächst kontinuierlich durch die Erschließung weiterer Anwen-dungsgebiete mittels Einsatz optischer Sensorsysteme. Bei vielen Aufgaben muss ein Anbauteil oder ein Werkzeug relativ zu einem Werkstück positioniert oder geführt werden. Um diese Anforderungen bewältigen zu können, benötigen Roboter entsprechende Sensorik und geeignete Steuerungssoftware.

VMT BestFit wertet die an dem aktuellen Objekt auf-genommenen Sensorsignale aus und korrigiert die Roboterposition, bis die Sensormesswerte bestmöglich dem vorgegebenen Sollwert entsprechen. Der Roboter-greifer erreicht so die exakt identische Rela-tivlage zum aktuellen Objekt, die er bei der Einrichtung am Referenz-objekt hatte. Aufgrund der kontinuierlichen Sensorführung ist die Endlage vollständig unabhängig von der Positionier-genauigkeit der Robotermechanik.

Aktive Regelung

Bei vielen Positionieraufgaben muss ein Anbauteil oder ein Werkzeug relativ zu einem Werkstück positioniert werden. Da-bei ist hier die konstante und reproduzierbare Relativposition entscheidend für die genaue Bearbeitung und sicheres Fügen.Durch präzise Sensorführung und geregelte Positionierung erreicht VMT BestFit jederzeit eine optimale Relativlage.

Arbeitsweise

Mit einer der Aufgabenstellung angepassten Sensorik wird die Relativlage zwischen dem Werkstück und dem Robotergreifer bzw. dem im Robotergreifer befindlichen Anbauteil kontinuier-lich erfasst. Aus den Sensordaten wird mit Hilfe eines mathe-matischen Ausgleichsverfahrens eine Positionskorrektur für den Roboter berechnet. Mit Hilfe dieser Lageregelung wird der Robotergreifer geführt, bis die korrekte Relativlage erreicht ist.

Applikationen

▪ Montage von Türen, Klappen und anderen Anbau-teilen im Rohbau: Verbau nach Spaltbreite und Bündigkeit

▪ Positionierung von Soft Touch Form&Pierce STF&P Werkzeugen: Relativ zur Außenhaut des Fahrzeugs für beste Passgenauigkeit

▪ Scheibeneinbau in der Montage: Positionierung zum lackierten Scheibenausschnitt

▪ Dach- und Moduldacheinbau in der Montage: Verbau nach Spaltbreite und Symmetrie zwischen lackiertem Dachrahmen und Glas oder Gummikanten

▪ Hochgenaue Positionierung für allgemeine Montage-und Fügeaufgaben

VMT BestFit - Multi-Sensorsystem zur hochgenauen Roboterpositionierung durch aktive Regelung

Mehr Informationen: www.vmt-vision-technology.com/BestFit

Technische Randbedingungen

Das VMT BestFit-System ist in einem eigenen Schalt-schrank verbaut. Die Software läuft auf einem Standard-Industrie-PC, der zur einfachen Bedienbarkeit mit Monitor, Tastatur und Maus ausgestattet ist.Die Sensorik sitzt in der Regel auf dem Robotergreifer und ist durch Versorgungs- und Datenleitungen mit dem Schalt-schrank verbunden. Je nach Anwendungsbereich kann eine stationär verbaute Sensorik zum Einsatz kommen.Bei der kontinuierlichen Positionsregelung erfolgt die Kom-munikation mit dem Roboter über eine Echtzeit-schnittstelle, bei der stufenweisen Positionsregelung über einen gängigen Industriebus.

VMT BestFit Leistungsmerkmale

▪ Erfassung der für die Relativlage relevanten Mess-größen

▪ Abhängig von der Messaufgabe sind beliebige Sensoren integrierbar:

- Kamerasensoren - Lasertriangulationssensoren - Laser-Liniensensoren - Induktive, kapazitive und Ultraschallsensoren - Kraft- und Momentensensoren

▪ Eine redundante Sensoranordnung ermöglicht die Bewer-tung und bestmögliche Berücksichtigung von Formtole-ranzen

▪ Geregelte Positionierung mit einstellbarer, garantierter Endgenauigkeit

▪ Frei wählbare Gewichtung der Sensormesswerte bei der Berechnung der Lagekorrektur möglich

▪ Sichere Roboterbewegung durch Vorgabe von Grenz-werten für Positionen und Winkel während der Positionsregelung

▪ Passwortgeschützter Zugriff auf alle Programme und Systemparameter

▪ Vollständige Protokollierung aller Systemzugriffe

▪ Einfache Einrichtung des Systems durch Selbst-kalibrierung ohne externe Hilfsmittel

▪ Selbstüberwachung durch Prüfkörpermessung möglich

▪ Protokollierung sämtlicher Systemaktivitäten und -abläufe im Produktionsbetrieb

▪ Integrierte Qualitätsmessung zur Prozesskontrolle und Qua-litätssicherung nach der Bearbeitung bzw. nach dem Verbau

Technische Daten

▪ Vorhandene Sensorschnittstellen: - Analoge Kameras - GIGE-Vision Kameras - Lasertriangulationssensoren - Distanzsensoren - Sensormesswerte auch über Industriebus möglich - Weitere Schnittstellen auf Anfrage

▪ Positionierung in bis zu 6 Freiheitsgraden

▪ Positioniergenauigkeit einstellbar, wird während der Rege-lung überwacht

▪ Erreichbare Positioniergenauigkeit bis unter 0,1 mm mit Standard-Industrierobotern (je nach Roboter und Anwen-dungsfall)

▪ Regelzeit ca. 3-5 s je nach Roboter, Anwendungsfall und Positioniergenauigkeit

▪ Steuerung von mehreren Robotern pro System möglich

▪ Schnittstelle zum Roboter: - Profinet / Profibus /Interbus - Ethernet (nur für Echtzeitschnittstelle) - Andere Schnittstellen auf Anfrage

VMT BestFit Vorteile

▪ Langzeitstabile Positionierung durch sensorgeführte Positi-onsregelung

▪ Garantierte Positioniergenauigkeit, unabhängig von Teme-peratur, Traglast und Alterung

▪ Vollständige Kompensation von Greiftoleranzen und Positio-nierfehlern des Roboters

▪ Hochgenaue, überwachte Positionierung besser als 0,1 mm mit Standard-Industrierobotern

▪ Bestmögliche Fertigungsqualität bei Formtoleranzen durch BestFit-Ausgleich

▪ Schnittstellen für viele gebräuchliche Sensorarten ▪ Präzise Fertigung im vollautomatischen Produktions-pro-

zess mit 100%-Kontrolle ▪ Dauerhaft konstante Qualität, auch bei Bauteilvariationen ▪ Nachgewiesene Kostenersparnis durch deutliche Verringe-

rung von manueller Nacharbeit ▪ Einfache Einrichtung, Handhabung und Wartung ▪ 100-fach im täglichen Einsatz bewährt

Spalt- und Bündigkeitsmessung

VMT Spalt- und Bündigkeits-messungFlexibilität bei der Messung

Durch den Einsatz eines Roboters zur Messkopf-positionie-rung bietet das Gesamtsystem „Spaltmess-anlage“ eine hohe Flexibilität. Mit einer Veränderung der Roboterpositi-on kann das System ohne jegliche mechanischen Arbeiten an neue Karossentypen angepasst werden. Außerdem können so alle Messorte in einer für die Spaltmessung optimalen Ausrichtung angefahren werden. Aufgrund der frei definierbaren Roboterbewegung, können beliebig viele Fahrzeug-varianten durch eine Messstation abgedeckt werden.

Flexibilität bei der Systemkonfiguration

Das System kann die Steuerung von bis zu vier Robotern übernehmen, die alle gleichzeitig und unabhängig von-einander am Fahrzeug messen können. So kann entspre-chend der Taktzeit und Anzahl der Messorte an der Karosse der passende Systemaufbau gewählt werden.

Innovative Messmethoden

Da die Messungen alle in Bewegung stattfinden, ist das System nicht auf die punktuelle Erfassung der Spaltei-genschaften beschränkt. Im kontinuierlichen Messmodus kann der komplette Spaltverlauf abgefahren werden. Diese Messung erlaubt Rück-schlüsse auf die Formtreue von zwei benachbarten Anbauteilen, z.B. Fahrertür zu Fondtür.

Der Roboter wird auch genutzt, um den Bauteilversatz zu messen, z.B. die Höhe der Bordkante zwischen Fahrertür und Fondtür. Bei dieser Messung wird entlang der Bordkan-te verfahren und aus den Einzelmessungen der Versatz der Bordkante zwischen den beiden Bau-teilen ermittelt. Da der Sensor hierfür über das Bauteil bewegt werden muss, ist diese Messung nur mit einer roboterbasierten Spaltmessan-lage möglich.Auf dieselbe Art wird gemessen, ob Designkanten eine gemeinsame Fluchtlinie bilden. Damit kann das System alle relevanten Qualitätsmerkmale der Fahrzeug-außenhaut vermessen.

Messgenauigkeit

Die Doppelkopf-Spaltmesssensoren vermessen die Spalte mit einer Genauigkeit von deutlich unter 0,1 mm. Dies ist aus Sicht der Produktion auch notwendig, um die immer enger werdenden Toleranzfelder maximal nutzen zu können. Dazu trägt auch die vorgelagerte 3D-Lageerkennung bei, weil durch sie die Messorte an der Karosse auch dann genau getroffen werden, wenn das Fahrzeug undefiniert auf dem Transportband in die Anlage eingefördert wird.

Bedienoberfläche

Spalt- und Bündigkeitsmessung

In der Automobilproduktion spielen definierte Spalt- und Übergangsmaße an der Fahrzeugaußenhaut eine große Rol-le, da diese als offensichtliches Qualitäts-kriterium wahr-genommen werden. Die robotergestützte Spaltmessanlage ersetzt hierbei zeitaufwendige manuelle Messungen.Die so erhaltenen objektiven Messwerte werden in den Roh-bau zurückgeführt, um dort die Einbauprozesse im Sinne einer Null-Fehler-Produktion zu steuern.Mit Hilfe dieser Lageregelung wird der Robotergreifer ge-führt, bis die korrekte Relativlage erreicht ist.

Arbeitsweise

Bei der roboterbasierten Spalt- und Übergangs-messung wird auf jeder Fahrzeugseite ein Sensor von einem Roboter an die vorhergesehenen Messorte positioniert und erzeugt so, nacheinander für jeden Messort am Fahrzeug, hoch-genaue Spalt- und Übergangsmesswerte. Dabei ist der Messablauf flexibel und lässt sich einfach an geänderte Messorte anpassen. Es können auch komplett unterschied-liche Karossentypen durch dieselbe Station laufen.Wird das Fahrzeug auf einem Montageband zugeführt, wer-den die Roboter im Linetracking-Modus betrieben. Mit einer geeigneten Roboterbewegung wird durch die Vorbeifahrt des Fahrzeugs nur noch eine geringe Roboterreichweite benötigt. Bei dieser Betriebsart wird das Fahrzeug vor Beginn der Messung mit einer 3D-Lageerkennung auf dem Band loka-lisiert. Dadurch kann der Roboter die Mess-orte sehr genau anfahren.

Technologie

Die roboterbasierte Spaltmessung vereint zwei hochwer-tige technische Lösungen zu einem Gesamtsystem:

Spaltmessung mit LasertriangulationssensorenUm Messwerte zu erhalten, die wie bei der manuellen Messung aus den inneren Konturen eines Spalts resultie-ren, werden zwei Lasertriangulationssensoren um etwa 90° versetzt zueinander angeordnet. Jeder Sensor schaut mit einem Winkel von 45° in den Spalt und erfasst somit auch die Bauteilkontur im Spalt-inneren.

Je nach eingesetztem Sensor können neben lackierten Oberflächen auch glänzende Flächen, wie verchromte Zierleisten oder auch Scheinwerferoberflächen, vermessen werden.

Bandsynchrone 3D-LagevermessungBei den heute geforderten kleinen Toleranzen für die Spalt- und Übergangsmaße muss der Roboter den an der Karosse festgelegten Messort möglichst genau treffen. Wenn das Fahrzeug frei auf dem Transport-band abgestellt ist, gibt es zunächst keinen festen Bezug zwischen der Roboterbase und dem Fahrzeug. Dieser Bezug wird mit einem kamera-basierten System zur 3D-Lageerkennung hergestellt. Die Lagemessung wird zeitgleich mit der Initialisierung der band-synchronen Roboterbase ausgelöst, indem die Karos-se eine Triggerlichtschranke passiert. Die Messorte an der bewegten Karosse können so ausrei-chend genau angefahren werden.

Doppelkopfsensor

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VMT Vision Machine Technic Bildverarbeitungssysteme GmbH ist der weltweit führende Automationspartner für schlüsselfer-tige Bildverarbeitungs- und Lasersystemlösungen. VMT entwickelt und installiert maßgeschneiderte Lösungen, basierend auf eigener „state-of-the-art“ Hard- und Software, für alle Industriesparten in den Bereichen Machine Vision, Robot Vision und La-sertechnologie. Als professioneller Berater und Partner seiner Kunden liefert VMT effiziente Lösungen, optimal auch für Ihre Auf-gabenstellung. Unser Knowhow deckt sämtliche technischen Disziplinen ab – von der Konzeptionierung über Installation und Inbetriebnahme bis hin zur Kundenschulung und Instandhaltung. Zusätzlich bietet VMT die Systemintegration in bestehende Anlagen und System-Upgrades laufender VMT-Systeme. Mit mehr als 25 Jahren Erfahrung in der industriellen Bildverarbeitung liefert VMT herausragende und bewährte Lösungen auch für Ihre Produktion – darauf können Sie vertrauen!

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