Code als Freigabe an der Station: Variante, Lenkerseite, Charge und Rüstung in der Automobilmontage über den gelesenen Code steuern

Auf vielen Montagelinien der Automobilindustrie werden mehrere Varianten an denselben Stationen gebaut. Damit ein Handarbeitsplatz die passenden Anbauteile zuteilt, eine Maschine mit der richtigen Form arbeitet und keine Charge verwechselt wird, muss die Station wissen, was vor ihr liegt, bevor sie handelt. Diese Information liefert der gelesene Code. Der Beitrag richtet sich an Montage- und Prozessplaner, Anlagenbauer und Automatisierungsingenieure bei Fahrzeugherstellern und Zulieferern. Er folgt dokumentierten Anwendungen: einem Linienkonzept mit Variantenscan, einer Station für Links- und Rechtslenker sowie Aufgaben zu Laufzettel, Charge, Form, Werkzeug und Rüstung.

Wichtige Punkte im Überblick

Vor jeder Geräteauswahl stehen zwei Festlegungen: Gelesen wird, bevor der variantenabhängige Schritt beginnt, und es steht fest, wo der gelesene Inhalt mit der Vorgabe abgeglichen wird, im Codeleser, im Handgerät oder in der Steuerung.
An einem Handarbeitsplatz für Gebläsemotoren soll jede Lenkerseite einen eigenen, fest montierten Codeleser erhalten: Die Station legt fest, welche Lenkervariante an einer Seite gebaut wird, und der Leser identifiziert das ankommende Teil, sodass sich vor dem Verbauen prüfen lässt, ob es zu dieser Seite gehört.
Die geprüfte Identität kann auch Charge, Form oder Werkzeug betreffen, etwa bei Biegewerkzeugen, für die neben RFID ein gelaserter DMC in Frage kommt, der beim Einsetzen und Herausnehmen gelesen wird und neben der Identität auch die Prozesszeit je Werkzeug liefern soll.
Für einen Rüstscan, der alle Rüstcodes einer Maschine über etwa 1,2 m in einem Bild erfassen soll, kommt der Logistik-Codeleser der Modellreihe SR-5000 in Betracht, der bis zu 250 Codes je Lesung verarbeitet und Eckkoordinaten der gelesenen Codes ausgibt.
Die Plausibilitätsprüfung kann vor der Buchung im Handgerät sitzen statt erst im ERP-System: Für Kurbelwellen, die in SAP gebucht werden, ist im skriptfähigen Robusten AI-Handscanner der Modellreihe HR-X eine Regel vorgeschlagen, die Codes unter sieben Zeichen abweist und nur die letzten sieben Zeichen weitergibt.

Ein Code, der nichts auslöst, ist nur ein Eintrag: die Station muss etwas anders tun

Für die Rückverfolgbarkeit genügt es, einen Code zu lesen und zu speichern. Eine Station steuert er damit noch nicht. Steuerung beginnt dort, wo sich nach der Lesung etwas ändert: Der Werker erhält weitere Teile, die Maschine startet, eine Rüstung wird freigegeben oder eine Buchung abgewiesen. Wer eine solche Station plant, klärt deshalb zuerst, welche Handlung von welchem Inhalt abhängt, und wählt erst danach das Lesegerät.

Daraus folgen zwei Festlegungen, die vor jeder Geräteauswahl stehen. Gelesen wird, bevor der variantenabhängige Schritt beginnt, nicht an seinem Ende. Außerdem muss feststehen, wo der gelesene Inhalt mit der Vorgabe abgeglichen wird: im Codeleser, im Handgerät oder in der Steuerung. Wie die Anlage auf eine Abweichung reagiert, bestimmt in jedem Fall ihre Steuerung.

Nicht jede Variantenfrage ist eine Lesefrage. Entscheidet die Station am Erscheinungsbild eines Teils, etwa an Form oder Farbe, behandelt das der Artikel zur Typunterscheidung in dieser Reihe; die folgenden Abschnitte setzen voraus, dass ein Code die Identität trägt.

Variante am Handarbeitsplatz: scannen, bevor weitere Teile und Dichtungen folgen

Ein Linienkonzept für Struktur- und Rahmengehäuse zeigt, wie früh der Code in die Montage eingreift. An den Handarbeitsplätzen soll das Teil zuerst gescannt werden. Erst danach bekommt es, abhängig von der Variante, weitere Anbauteile und Dichtungen. Vor der Station, an der Baugruppen zusammengeführt werden, sieht das Konzept einen stationären Leser vor, der prüft, ob die richtige Struktur ankommt. An der Station für das Abgassystem soll ein Handgerät das Rüsten freigeben.

Für die fest montierte Lesung vor der Zusammenführung eignet sich der AI-Codeleser der Modellreihe SR-X. Er gleicht den gelesenen Inhalt mit Daten ab, die im Gerät registriert sind, und kann so melden, ob die ankommende Struktur der erwarteten entspricht. Am Handarbeitsplatz zählt vor allem die Reihenfolge: Solange kein gültiger Scan vorliegt, sollte die Station die variantenabhängigen Teile nicht zuteilen. Weitere Prüfungen aus demselben Konzept, etwa ob Kabel und Stecker vorhanden sind, gehören zur Anwesenheitsprüfung.

Links- oder Rechtslenker: ein fest montierter Leser je Seite

An einem Handarbeitsplatz werden Gebläsemotoren montiert, und die Station bedient beide Lenkervarianten. Auf der einen Seite werden Teile für Linkslenkerfahrzeuge gelesen, auf der anderen Teile für Rechtslenkerfahrzeuge, und jede Seite bekommt einen eigenen, fest montierten Codeleser. Ein fest montierter Leser erspart dem Werker, ein Handgerät auf den Code zu richten.

Die Aufteilung nach Seiten ist eine Planungsentscheidung mit klarer Arbeitsteilung. Welche Lenkervariante an einer Seite gebaut wird, legt die Station fest. Der Codeleser identifiziert das Teil, das dort ankommt, und damit lässt sich prüfen, ob es zu dieser Seite gehört, bevor der Motor verbaut wird. Da jeder Leser nur eine Ablage sieht, kann seine Leseposition eng auf diese Ablage abgestimmt werden.

Laufzettel und Bauteilcode in einer Lesefolge an der Einzelmaschine

Nicht immer trägt das Bauteil allein alles, was eine Maschine wissen muss. An zwei Einzelmaschinen für ein Getriebeteil soll zuerst der Barcode auf dem Laufzettel gelesen werden, danach der gelaserte DMC am Teil, in dieser festen Reihenfolge. Die Lesefolge verknüpft zwei Identitäten: die des Begleitpapiers, das mit dem Teil an die Maschine kommt, und die des Teils selbst.

Ein Barcode auf Papier und ein gelaserter DMC auf Metall stellen unterschiedliche Ansprüche an Beleuchtung und Bildaufnahme, und gelesen wird hier aus rund 900 mm Abstand. Dafür kommt der 1D- und 2D-Codeleser der Modellreihe SR-2000 in Frage. Er legt mehrere Leseeinstellungen als Parameterreihen ab und schaltet automatisch zwischen ihnen um, bis die passenden Lesebedingungen gefunden sind. Ob ein Gerät beide Codes liest oder zwei Leser nötig sind, ist Teil der Auslegung. Wann ein Schritt der Folge als nicht gelesen gilt, legt die Maschinensteuerung fest.

Richtige Charge, richtige Form, richtiges Biegewerkzeug

Die Identität, die eine Station prüft, kann auch das Material oder das Werkzeug betreffen. Bei Zylinderkopfdichtungen soll ein Handgerät als zweite Prüfung kontrollieren, ob die Charge stimmt. Der gelesene Code wird dazu gegen Vergleichsdaten gehalten. Wo eine solche Prüfung an einer festen Station stattfindet, kann der Codeleser den Abgleich mit registrierten Daten selbst vornehmen; beim Handgerät hängt der Vergleich an der Anwendung, in die gescannt wird.

Bei einem Zulieferer außerhalb Deutschlands geht es um einen Manipulator an einer Spritzgießmaschine für Fahrwerksteile. Die Formen sind mit unterschiedlichen Codes gekennzeichnet, und ein Leser soll erkennen, welche Form gerade in der Maschine sitzt. Damit wird die Form selbst zum Träger der Auftragsinformation.

Ein Hersteller von Rohren und Schläuchen will seine Biegewerkzeuge identifizieren; neben RFID kommt dafür ein gelaserter DMC auf jedem Werkzeug in Frage. An vier Arbeitsplätzen soll er beim Einsetzen und beim Herausnehmen gelesen werden, ausgelöst über ein Fußpedal. Aus den beiden Lesezeitpunkten soll sich die Prozesszeit je Werkzeug erfassen lassen, der Code liefert also neben der Identität auch einen Zeitstempel.

Rüstscan: alle Rüstcodes einer Maschine in einem Bild

Für einen Anlagenbauer mit Kunden aus der Automobilindustrie stellt sich die Frage, ob sich alle Rüstcodes einer Maschine auf einmal lesen lassen. Die Codes verteilen sich über etwa 1,2 m und sollen aus rund 1,8 m Abstand erfasst werden; ihr Inhalt ist jeweils dreistellig. Bisher fährt ein Sensor die gesamte Strecke ab. Erwartet wird eine halbe bis ganze Minute weniger je Umrüstung, was sich bei häufigem Umrüsten über die Schicht summiert.

Gefordert sind außerdem die Pixelkoordinaten der Codes, damit feststeht, welcher Code an welcher Stelle sitzt. Für diese Aufgabe kommt der Logistik-Codeleser der Modellreihe SR-5000 in Betracht. Er verarbeitet bis zu 250 Codes je Lesung, gibt Eckkoordinaten der gelesenen Codes aus und deckt je nach Modell Leseabstände bis 2000, 3000 oder 4000 mm ab. Ob Codegröße, Abstand und Sichtfeld an der konkreten Maschine zusammenpassen, beantwortet erst ein Test mit den echten Rüstcodes.

Plausibel, bevor es in SAP landet: die Regel im Handscanner

An Kurbelwellen, die gehärtet und ölig sind, werden Codes per Handgerät gelesen und in SAP gebucht. Der Mensch am Gerät ist dabei eine Fehlerquelle, denn ein unvollständig erfasster Code landet sonst ungeprüft im System. Vorgeschlagen ist deshalb eine Regel direkt im Handgerät: Ein Code muss mindestens sieben Zeichen haben, kürzere werden abgewiesen, und weitergegeben werden nur die letzten sieben Zeichen.

Möglich ist das, weil der Robuste AI-Handscanner der Modellreihe HR-X skriptfähig ist. Die Plausibilitätsprüfung sitzt damit vor der Buchung und nicht erst im ERP-System. Für die Planung bedeutet das, die Regel so eng zu fassen, dass sie Fehleingaben abfängt, ohne gültige Codes einer neuen Teilenummer auszuschließen.

Wenn der Code je Variante woanders sitzt: Leseeinstellungen je Variante

Varianten unterscheiden sich nicht nur im Inhalt des Codes, sondern manchmal auch in seiner Lage. In einer Getriebemontage sitzt der Code beim Elektrogetriebe oben, beim Getriebe für den Verbrennungsmotor senkrecht. Ein erster Codeleser der Modellreihe SR-5000 ist dort vorhanden. Gebraucht wird ein Sichtfeld von 500 mm Breite, das ein einzelner Leser bei diesem Abstand und der Auflösung des 1D-Codes nicht abdeckt; deshalb ist ein zweiter Leser nötig.

An Abgaskrümmern für Vier- und Sechszylinder sitzt der DMC je nach Variante vorn oder unten. In Frage kommen der Codeleser der Modellreihe SR-2000 oder der Codeleser der Modellreihe SR-X. Ob ein Leser beide Lagen erfasst oder je Lage ein eigener nötig ist, zeigt ein Test mit Teilen beider Varianten. Bleibt ein Leser für alle Varianten zuständig, lassen sich beim AI-Codeleser der Modellreihe SR-X komplette Gerätekonfigurationen in bis zu 16 Bänken speichern und je Variante umschalten.

Häufige Fragen

F An welcher Stelle sollte eine Variantenstation den Code lesen?

Vor dem ersten Schritt, der von der Variante abhängt. Liegt kein gültiger Scan vor, sollte die Station keine variantenabhängigen Teile zuteilen. Wie die Anlage auf eine Abweichung reagiert, legt ihre Steuerung fest.

F Braucht jede Lenkerseite einen eigenen Codeleser?

In einer dokumentierten Gebläsemotorenmontage ist je Seite ein fest montierter Leser vorgesehen. Die Station bestimmt die Lenkervariante, der Leser identifiziert das Teil, das dort abgelegt wird. Der Werker muss so kein Gerät auf den Code richten.

F Kann ein Codeleser einen Laufzettel und einen gelaserten DMC nacheinander lesen?

In der dokumentierten Anwendung kommt dafür der Codeleser der Modellreihe SR-2000 in Frage, der wie der AI-Codeleser der Modellreihe SR-X mehrere Leseeinstellungen als Parameterreihen ablegt und automatisch zwischen ihnen wechselt. Ob ein Gerät beide Codes an der konkreten Maschine sicher erfasst, klärt die Auslegung. Wann ein Schritt als nicht gelesen gilt, bestimmt die Maschinensteuerung.

F Was tun, wenn der Code je Variante an einer anderen Stelle sitzt?

Zuerst klären, ob ein Leser alle Lagen sehen kann oder je Lage ein eigener nötig ist. Bleibt es bei einem Leser, können beim AI-Codeleser der Modellreihe SR-X bis zu 16 Bänke mit kompletten Konfigurationen je Variante hinterlegt werden. Die Antwort auf die Lagefrage gibt ein Test mit Teilen jeder Variante.

F Wie viel Zeit spart ein Rüstscan?

In einer dokumentierten Anwendung wird eine halbe bis ganze Minute je Umrüstung erwartet, weil kein Sensor mehr die Strecke abfahren muss. Das ist eine Erwartung, kein gemessener Wert. Ob alle Rüstcodes in einem Bild gelesen werden können, zeigt ein Test an der Maschine.

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