Stoßfänger, Karosserie und Interieur: Ausstattungsvarianten in Montage und Lackiererei am Bauteil erkennen

Ein Fahrzeug mit Anhängerkupplung braucht einen anderen Diffusor als eines ohne, ein Fahrzeug mit Frontkamera ein anderes Lüftungsgitter. In einer Mischlinie folgen diese Ausstattungen Takt für Takt aufeinander, und die Teile dafür passen mechanisch oft an dieselbe Stelle. Dieser Beitrag richtet sich an Planer in Karosseriebau, Lackiererei und Endmontage sowie an Modul- und Interieurzulieferer. Er geht dokumentierten Anwendungen nach: Stoßfänger am Heber, Karossen vor einer Bürststation, die Klappen einer Lüfterzarge, Schaltknauf, Türverkleidung und Fadenfarbe. Beschrieben sind Aufgaben und Anforderungen, keine abgenommene Prüfung.

Wichtige Punkte im Überblick

An Karosserie und Ausstattung zeigt das Bauteil die bestellte Variante offen, oft als kleines Merkmal auf einem großen Teil oder als Unterschied in Farbe, Oberfläche oder Zierelement und nicht als Maß.
Wenige Varianten mit einem klaren Erscheinungsmerkmal kann ein AI Vision-Sensor der Modellreihe IV4 unterscheiden, tragen dagegen mehrere Merkmale zugleich die Variante oder gibt es viele Kombinationen, ist die All-in-One Kamera mit integrierter AI die passende Klasse.
Am Frontstoßfänger auf dem Heber tragen vier Merkmale die Ausstattung, Chromrahmen, Lüftungsgitter, Kameraloch und Diffusoröffnung für die Anhängerkupplung, und an einem so großen Teil ist der mögliche Abstand an der Station die erste Planungsgröße.
Zeigt sich die Variante in der dreidimensionalen Form einer ganzen Karosse, etwa an Schiebetür oder Fenster, kommt ein Laser-Profilsensor mit mehreren Messköpfen an einem Controller in Frage, und das Ergebnis ist eine Variantenzuordnung, kein Maß an der Karosse.
Im Interieur tragen Farbe und Material die Variante, und für reine Farbunterschiede wie die Fadenfarbe je Airbagtyp hat der Vision-Sensor ein eigenes Farbwerkzeug, das Teile anhand von Farbe und Helligkeit auseinanderhält.

Das Bauteil trägt die Ausstattung: warum im Mischbetrieb am Teil entschieden wird

Bei Powertrain-Teilen steckt der Typ meist in einer Nut oder einer Höhenstufe. An Karosserie und Ausstattung ist es anders: Die Variante ist das, was der Kunde bestellt hat, und das Bauteil zeigt sie offen. Ein Chromrahmen ist schwarz oder silber, ein Gitter oben offen oder geschlossen, ein Stoff aus dem einen oder dem anderen Material.

Daraus ergeben sich zwei Eigenheiten. Die Teile sind groß, die Merkmale darauf oft klein, etwa ein Kameraloch in einem Lüftungsgitter. Und der Unterschied ist häufig eine Farbe, eine Oberfläche oder ein Zierelement, kein Maß.

Für die Gerätewahl heißt das: Wenige Varianten mit einem klaren Erscheinungsmerkmal kann ein AI Vision-Sensor der Modellreihe IV4 unterscheiden. Sein Werkzeug AI Identify startet mit einem einzigen registrierten Bild und trennt Typen durch zusätzliches Anlernen, wobei es Form, Farbe, Helligkeit und Kanten heranzieht. Tragen mehrere Merkmale zugleich die Variante oder gibt es viele Kombinationen, ist die All-in-One Kamera mit integrierter AI der Modellreihe VS die passende Klasse.

Stoßfänger am Heber: Chromrahmen, Gitter, Kameraloch und Anhängerkupplung

Am deutlichsten zeigt sich die Aufgabe an Frontstoßfängern auf einem Heber. Vier Merkmale tragen dort die Ausstattung: der Chromrahmen in Schwarz oder Silber, ein Lüftungsgitter oben geschlossen oder offen, ein Gitter mit oder ohne Loch für die Kamera und ein Diffusor mit oder ohne Öffnung für die Anhängerkupplung. Der Stoßfänger soll ringsum abgedeckt werden, auch für spätere Varianten, deshalb sind drei Vision-Sensoren angenommen. Der mögliche Abstand an der Station wird noch einmal nachgemessen.

Der Abstand ist an einem so großen Teil die erste Planungsgröße. Der Arbeitsabstand des Vision-Sensors reicht laut Datenblatt von 50 mm bis über 3 m, das Sichtfeld hängt vom Objektiv und vom tatsächlichen Abstand ab. Wer mehrere Ansichten in einem Ergebnis zusammenführen will, kann auch zur High-Performance Bildverarbeitung mit integrierter AI der Modellreihe VS-G greifen, die bis zu acht Kameras an einem Controller betreibt.

In einem weiteren Fall sollen drei verschiedene Bauteile am Stoßfänger zweier Modellvarianten nach ihrem Lack unterschieden werden. Der Test mit dem Sortiermodus verlief ohne Probleme.

Karosse und Modul: Schiebetür, Fenster und die richtige Klappe in der Lüfterzarge

Eine ganze Karosse ist das größte Bauteil, das eine Ausstattung tragen kann. In einer Lackiererei werden Karossen nach der ersten Lackschicht abgebürstet und entstaubt, bevor die zweite Schicht folgt. Beim Einfahren soll anhand festgelegter Merkmale erkannt werden, welche Variante auf dem Band steht: mit Schiebetür, mit womöglich geöffneter Schiebetür, mit oder ohne Fenster. Gesucht ist ein gangbarer Weg. Weil sich die Variante hier in der dreidimensionalen Form zeigt, kommt ein 2D/3D Laser-Profilsensor der Modellreihe LJ-X8000 mit mehreren Messköpfen an einem Controller in Frage. Das Ergebnis ist eine Variantenzuordnung, kein Maß an der Karosse.

Kleiner, aber heikler ist die Klappe in einem Kühlmodul. Je nach Motorleistung sitzt in der Mitte der Lüfterzarge ein anderer Motor, und daraus folgt eine andere Anzahl an Klappen. Die Varianten unterscheiden sich in der Klappengröße nur um wenige Millimeter, und jede Klappe wird auf zwei Pins gesetzt. Bisher wird nach der Montage durch den Werker nur geprüft, ob die Klappen vorhanden sind. Gefragt ist, wie sich sicherstellen lässt, dass die richtige Klappe verbaut ist, und vor allem, ob sich das überhaupt abbilden lässt. Mit mehreren Klappen in einem Bild spricht die Aufgabe für die All-in-One Kamera; ob der Größenunterschied sicher getrennt wird, zeigt erst ein Versuch am Originalteil.

An Heberstationen im Karosserie- oder Montagebereich taucht die Typfrage neben der Lagefrage auf. In einer Planung erhält jede von drei Stationen einen Vision-Sensor für die Typkontrolle und einen zweiten für die Lage eines Absetzdorns. Welches Merkmal den Typ trägt, etwa eine Bremse oder der Unterboden, steht in der Planung noch mit Fragezeichen, ebenso der Sortiermodus. Die Lage des Dorns gehört zur Lagekontrolle.

Interieur: Schaltknauf, Türverkleidung, Stoff und Fadenfarbe

Im Innenraum wird die Variante oft über Farbe und Material entschieden. Für die Variantenunterscheidung am Schaltknauf kommen zwei Vision-Sensoren in Frage.

Bei kaschierten Türverkleidungen kommen zwei Achsen zusammen: vier Positionen im Fahrzeug, vorne und hinten, links und rechts, und meist drei bis vier Obermaterialien in verschiedenen Farben. Die Variantenunterscheidung gilt dort als gut machbar, und die AI-Klassifizierung der All-in-One Kamera wird dafür als sehr gut geeignet eingeschätzt. Das Werkzeug unterscheidet bis zu 32 Produkttypen je Werkzeug, neue Typen kommen durch Nachtrainieren hinzu.

Aus einem anderen Markt stammt die Airbag-Nähstation, an der je Airbagtyp die Fadenfarbe stimmen muss. In einem Test mit dem Sortiermodus des Vision-Sensors wurden die Typen mit hoher Trefferquote erkannt. Für die Unterscheidung nach Farbe hat der Vision-Sensor ein eigenes Farbwerkzeug, das Teile anhand von Farbe und Helligkeit auseinanderhält.

Wenn die SPS keinen Typ liefert: die Variante am Getriebelager erkennen

Nicht jede Station kennt den Auftrag. In einer Idee aus der Endmontage soll eine Federbandschelle im Vorbeifahren am Band abgefragt werden, auf einer Linie mit batterieelektrischen Fahrzeugen, Plug-in-Hybriden und Verbrennern. Welche Schelle richtig ist, hängt von der Antriebsvariante ab, und die Anbindung an die Steuerung ist derzeit blockiert.

Der Vorschlag dreht die Reihenfolge um. Ein Vision-Sensor erkennt die Antriebsvariante am Getriebelager, schaltet einen Ausgang und löst damit den Sensor aus, der danach die passende Schelle abfragt. So werden vier Geräte nötig, wo mit Steuerungsanbindung eines reichen würde. Das Ergebnis soll zudem über ein langes Kabel an eine Signalleuchte beim Vorarbeiter gehen.

Von der erkannten Variante zum Abgleich mit dem Fahrzeugauftrag

Eine erkannte Variante ist erst die halbe Antwort. Ob der Stoßfänger mit Kameraloch richtig ist, entscheidet der Auftrag des Fahrzeugs, das gerade auf dem Heber steht. Drei Konstellationen kommen in der Anwendungspraxis vor.

Liefert die Steuerung die Sollvariante, gibt die Station ihre erkannte Variante zurück, und der Vergleich zeigt jede Abweichung, bevor das Teil verbaut ist. Die All-in-One Kamera spricht dafür EtherNet/IP, PROFINET, PLC-Link und EtherCAT und kann Bilder per FTP ablegen, was eine spätere Rückfrage zu einer einzelnen Karosse erleichtert. Liefert die Steuerung nichts, muss die Station die Variante allein entscheiden und das Ergebnis an Folgeprüfung oder Werker geben, wie am Getriebelager. Kennt die Station die Variante bereits aus dem Auftrag und fragt nur noch die zugehörigen Teile ab, ist das eine Vollständigkeitsprüfung.

Für die Planung lohnt es, die Varianten zuerst als Liste von Merkmalen aufzuschreiben: welches Merkmal, an welcher Stelle, in welcher Farbe oder Form. Daraus ergibt sich, ob ein Vision-Sensor je Ansicht genügt oder ob mehrere Merkmale in einem Bild für die AI-Klassifizierung sprechen.

Häufige Fragen

F Ist Chrom am Stoßfänger ein Fehlermerkmal oder eine Variante?

In der Variantenerkennung ist Chrom ein Ausstattungsmerkmal, etwa ein schwarzer oder silberner Chromrahmen. Die Station entscheidet, welche Ausstattung vorliegt. Kratzer oder Überchromung sind eine andere Aufgabe und gehören zur Oberflächenprüfung.

F Wie viele Vision-Sensoren braucht ein Stoßfänger?

Das hängt davon ab, wo die Merkmale sitzen und wie viel Abstand an der Station möglich ist. In einer dokumentierten Anwendung werden drei AI Vision-Sensoren der Modellreihe IV4 rund um den Stoßfänger angenommen, um ihn ringsum abzudecken. Der Arbeitsabstand des Geräts reicht von 50 mm bis über 3 m.

F Lassen sich Farbvarianten wie eine Fadenfarbe mit einem Vision-Sensor unterscheiden?

Ja, der Vision-Sensor hat dafür ein Farbwerkzeug, das nach Farbe und Helligkeit unterscheidet. An einer Airbag-Nähstation wurden die Fadenfarben je Airbagtyp in einem Test mit dem Sortiermodus erkannt. Ob das unter den Lichtverhältnissen der eigenen Station gelingt, klärt ein Versuch mit Originalteilen.

F Wann ist ein Profilsensor statt einer Kamera sinnvoll?

Wenn die Variante in der dreidimensionalen Form eines großen Objekts liegt, etwa an Schiebetür oder Fenster einer Karosse. Für diesen Fall kommt ein 2D/3D Laser-Profilsensor der Modellreihe LJ-X8000 mit mehreren Messköpfen an einem Controller in Frage. Farbe und Zierelemente bleiben Aufgaben für die Kamera.

F Was braucht die AI-Klassifizierung für Stoff- und Türvarianten?

Sie braucht Trainingsbilder je Variante, also je Türposition und Obermaterial. Die All-in-One Kamera mit integrierter AI der Modellreihe VS unterscheidet bis zu 32 Produkttypen je Werkzeug. Kommen neue Stoffe hinzu, werden sie durch Nachtrainieren ergänzt.

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