Automatisierte Qualitätssicherung: Eine Schlüsselstrategie für E-Car-Hersteller, um ihren Durchsatz zu beschleunigen

Anwendungen: Qualitätskontrolle und Qualitätssicherung (QC und QA)
Branchen: Automobil-/Transportindustrie, Fertigung

Herausforderungen: Innovationen in der Automobilindustrie bringen neue Chancen – und Herausforderungen bei der Qualitätssicherung

Mit der zunehmenden Beliebtheit von Elektrofahrzeugen (EV) stehen viele Ingenieure und Spezialisten für Qualitätssicherung bei der Prüfung von Teilen vor neuen Herausforderungen. Während herkömmliche Autos hauptsächlich mechanische Teile hatten, verfügen Elektrofahrzeuge heute über komplexe elektromechanische Geräte, die von Software gesteuert werden. Während es nur wenige bewegliche Teile für Benzinfahrzeuge gibt, verfügen Elektrofahrzeuge über eine Vielzahl komplizierter Subsysteme, die sich alle auf die Leistung und das Fahrverhalten dieser neuen Fahrzeuge auswirken.

Infolgedessen müssen Qualitätssicherungsteams, die sich häufig aus Technikern zusammensetzen, die eher an herkömmliche Fahrzeuge gewöhnt sind, ihre Methoden, Werkzeuge und Arbeitsabläufe ändern, um die Qualität und Konformität der Komponenten zu gewährleisten. Da EV-Hersteller mit ihren neuesten Innovationen früher auf den Markt kommen möchten, müssen QC-Teams eine höhere Durchsatzstufe aufrechterhalten.

Um die Produktsicherheit und den Produktionsdurchsatz zu verbessern, gehen immer mehr EV-Hersteller zu automatisierten Qualitätssicherungssystemen in den Werken und direkt in ihren Fertigungsbereichen über. Anomalien können sofort an die technischen Mitarbeiter zurückgemeldet werden, um schnelle Korrekturmaßnahmen zu ergreifen. Die Beschleunigung der Prüfungen führt zu mehr Durchsatz und einer schnelleren Markteinführung.

Ineffiziente Qualitätssicherungsmethoden und Fachkräftemangel verlangsamen den Durchsatz

Auf dem anspruchsvollen Arbeitsmarkt von heute mangelt es eindeutig an qualifizierten Arbeitskräften mit der Erfahrung und dem Fachwissen, die für die Durchführung wirksamer Qualitätssicherungsprüfungen erforderlich sind.

Manuelle Prüfungen oder Prüfungen mit herkömmlichen Koordinatenmessgeräten (KMG) nehmen Zeit in Anspruch. Beide sind anfällig für mangelnde Effizienz der Bediener und menschliches Versagen. KMG befinden sich häufig in einem speziellen Labor, was bedeutet, dass die Fertigungslinie häufig programmiert, eingerichtet und hin und her bewegt wird. KMGs sind ebenfalls nicht sehr schnell und müssen von Messexperten bedient werden. All diese Faktoren können die Durchführung von Qualitätssicherungsprüfungen erheblich verlangsamen.

Komplexe EV-Teile und Produktionsarten führen zu komplexen Prüfungen

Da Teile und Subsysteme von EV-Fahreugen komplexer sein können als in herkömmlichen Fahrzeugen, erfordern Prüfungen möglicherweise zusätzliche Schritte. Beispielsweise können einige herkömmliche Prüfungstechnologien sehr empfindlich auf Oberflächen reagieren. Möglicherweise müssen Oberflächen vorbereitet werden, wie durch die Anwendung von Pulver, um die Prüfungen ordnungsgemäß durchführen zu können. Diese Vorbereitung nimmt zusätzliche Zeit in Anspruch, kann schwer vorherzusagen sein und – wenn sie nicht korrekt durchgeführt wird – die Genauigkeit der Prüfung beeinträchtigen.

Darüber hinaus sind viele EV-Teile nicht nachbearbeitbar. Das heißt, wenn Prüfer ein Qualitätsproblem übersehen und ein nicht konformes Teil zu einer Fertigungslinie hinzugefügt wird, kann diese Linie sofort zum Stillstand kommen. Aus diesem Grund verlangen EV-Hersteller häufig 100%-ige Messungen an fertigen Teilen, bevor sie innerhalb einer bestimmten Zykluszeit in Serie gehen können.

Es ist auch wichtig anzumerken, dass sich die Automobilindustrie in Richtung High Mix und Low Volume-Produktionsarten für Elektrofahrzeuge bewegt. Dies bedeutet, dass Qualitätssicherungsteams die Programmierung eines KMG ständig ändern müssen, was wiederum Zeit und das Fachwissen eines erfahrenen Metrologen erfordert.

Die Montagelinie der Motorhalterung
Quelle: Walter Automobiltechnik

Das richtige Gleichgewicht zwischen Geschwindigkeit und Genauigkeit finden

Wie bereits erwähnt, hängen herkömmliche manuelle oder KMG-Inspektionen von den Fähigkeiten eines Technikers ab, was die Genauigkeit, Zuverlässigkeit und Wiederholbarkeit der Daten beeinträchtigen kann. Insbesondere KMG sind auch sehr empfindlich gegenüber Vibrationen, Staub und Feuchtigkeit aus der Fertigungsumgebung. Tatsächlich benötigen KMG häufig eine isolierte Betonplatte, um die Genauigkeit der Inspektion zu gewährleisten. Dies erhöht die Kosten und die Komplexität bei der Bereitstellung eines neuen KMG erheblich.

Ein Wort zur Genauigkeit. Herkömmliche KMG sind sehr genau – oft zu genau für ihre Verwendung. Beispielsweise betragen die engsten Toleranzen, die Sie beim Stanzen oder Schweißen für Oberflächenprofile, Trimmpunkte usw. finden, +/- 0,5 mm. Es ist nicht selten, dass +/- 1,0 und +/- 1,5 mm angezeigt werden. Die KMG-Genauigkeit (bis zu wenigen Mikrometern) ist über 10 bis 100 Mal genauer als die kleinsten Toleranzen! Dies bedeutet, dass KMG für einige Anwendungen häufig zu präzise sind. Daher sollten KMG nur in Fällen verwendet werden, in denen ihre Genauigkeit wirklich benötigt wird, und die meisten Teile von anderen, schnelleren Technologien überprüfen lassen.

Lösungen: Automatisierte Qualitätssicherungslösungen zur Steigerung der Effizienz und des Durchsatzes von EV-Herstellern

Die 3D-Scanning-Lösungen der R-Series™ von Creaform für die automatisierte Qualitätssicherung sind ideal für EV-Hersteller, die ihre Prüfungseffizienz steigern möchten, ohne Kompromisse bei der Genauigkeit eingehen zu müssen, und ohne hochqualifizierte Techniker zu benötigen.

Der MetraSCAN 3D-R™ ist ein leistungsstarker, robotergeführter optischer KMG-Scanner, der in jeden automatisierten Qualitätssicherungsprozess für Online-Inspektionen implementiert werden kann. Unabhängig von der Produktionsart – High Mix und Low Volume oder Low Mix High Volume – kann der MetraSCAN 3D-R als schlüsselfertige Lösung mit einem optischen C-Track-Tracker in einer CUBE-R™-Zelle oder in einer benutzerdefinierten Konfiguration eingerichtet werden.

Hohe Produktivität
Qualitätssicherungsteams können unabhängig von Teilegröße, Oberflächen, Verkleidungen und geometrischen Merkmalen bis zu 1.800.000 Messungen / Sekunde erfassen.
Multitasking
Wenn sowohl MetraSCAN 3D-R als auch VXelements, die 3D-Softwareplattform von Creaform, verwendet werden, können Prüfungen gleichzeitig Datenerfassung und -analyse durchführen, um den Durchsatz zu beschleunigen.
Robustes Industriedesign
Hervorragend für jede Fertigungsumgebung geeignet. Qualitätssicherungsteams können unabhängig von Instabilitäten, Vibrationen und thermischen Schwankungen eine Fertigungsgenauigkeit von 0,025 mm erreichen.
Automatische Kalibrierung
Trotz beschleunigtem Durchsatz keine zeitliche Abweichung der Genauigkeit

Automatisierte Qualitätssicherung der Motorhalterung mit dem MetraSCAN 3D-R
Quelle: Walter Automobiltechnik

Vorteile: Mit automatisierter Qualitätssicherung erhalten Sie schnell genaue Prüfergebnisse

Unabhängig davon, ob mit MetraSCAN 3D-R eine schlüsselfertige oder anpassbare automatisierte Qualitätssicherungslösung implementiert wird, können EV-Hersteller schnellere Prüfungen mit der richtigen Genauigkeit und ohne technisch hochspezialisiertes Personal durchführen.

Darüber hinaus kann MetraSCAN 3D-R schnell und ohne langwierige Schulungen oder erhebliche Ausfallzeiten in eine Fertigungslinie integriert werden.

Schnelle Implementierung und Schulung

Dank seines Designs und seiner Benutzerfreundlichkeit kann MetraSCAN 3D-R in nur einer Woche installiert werden. Techniker aller Qualifikationsstufen können an nur einem Tag geschult werden. Dies behebt die HR-Kopfschmerzen der Hersteller und verringert Ausfallzeiten, um ein automatisiertes Qualitätssicherungssystem zu implementieren.

100% vollständige Messprüfungen – schneller

Da EV-Hersteller unter Druck stehen, ihre Innovationen schneller auf den Markt zu bringen, erfüllen automatisierte Qualitätssicherungslösungen wie der MetraSCAN 3D-R die Anforderungen an die Geschwindigkeit der Datenerfassung, ohne die Messgenauigkeit, Zuverlässigkeit und Wiederholbarkeit zu beeinträchtigen.

Einige Hersteller verwenden den MetraSCAN 3D-R, um die Datenerfassungszeiten für Prüfungen von Stunden auf nur Minuten zu verkürzen – und sind sich gleichzeitig sicher, dass die zugelassenen Teile den Spezifikationen und Branchenvorschriften entsprechen. Eine erhöhte Prüfungskapazität trägt letztendlich zur Erhöhung des Durchsatzes bei.

Die Walter Automobiltechnik GmbH, ein renommierter deutscher Zulieferer für Teile und Zubehör für große OEM in der Automobil- und Motorradindustrie, hat kürzlich zwei MetraSCAN 3D-R-Systeme zu seinem kundenspezifischen automatisierten Qualitätssicherungssystem hinzugefügt, um die Qualität einer Motorhalterung für ein Elektroauto zu bewerten und eine kurze Zykluszeit aufrechtzuerhalten.

Die Motorhalterung wurde aus geschweißten Bauteilen mit komplexen Geometrien hergestellt, was die Prüfung schwierig und zeitaufwendig machte. Die Halterung wurde auch unter Verwendung von reflektierendem verzinktem Stahl entwickelt, was zu dem Prüfungsproblem beitrug.

Durch den Einsatz des MetraSCAN 3D-R, mit dem das Qualitätssicherungsteam in Sekundenschnelle ein hohes Maß an Messungen erfassen konnte, konnte Walter Automobiltechnik die Prüfungszeiten an der Motorhalterung von 1 Stunde 30 Minuten auf nur 8 Minuten extrem verkürzen! Walter Automobiltechnik hätte diesen Durchsatz mit einem herkömmlichen KMG nicht erreichen können.

Mit MetraSCAN 3D-R konnte das Unternehmen seinen Platzbedarf im Fertigungsbereich reduzieren, da ein kleinerer Roboter verwendet wurde, der das gesamte Teil abdecken konnte. So konnte Walter Automobiltechnik Geld bei der Investition in den Roboter sparen und da die Integration weniger Platz beanspruchte, gab es weniger Änderungen im Fertigungsbereich.

Das Unternehmen plant, in naher Zukunft weitere MetraSCAN 3D-R optische KMG-Scanner hinzuzufügen, um viele seiner anderen Fertigungslinien zu beschleunigen.

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