Codelesen und Identifikation in der Automobilfertigung: vom gelesenen Code zur Entscheidung an Station, Auftrag und Lager

In vielen Automobilwerken tragen die Bauteile längst einen Code, gelasert, genadelt, gedruckt oder auf einem Etikett. Die nächste Frage lautet dann nicht mehr, wie der Code auf das Teil kommt, sondern was er auslösen soll. Welche Montageschritte folgen für diese Variante? Ist die Charge die richtige, steckt die passende Form in der Maschine, welcher Abschnitt eines Profils wird ausgeschnitten? Dieser Leitfaden ordnet die Identifikation nach den Orten, an denen sie im Werk etwas entscheidet: an der Station, in der Airbagfertigung, im Materialfluss der Linie und neben der Linie in Prüffeld, Prototypenbau und QS-Lager. Am Ende steht ein Abschnitt zu Klarschrift und Schmiedezeichen, die gelesen werden, wo niemand markiert. Die Beispiele stammen aus dokumentierten Anwendungen und beschreiben Aufgaben und Anforderungen.

Wichtige Punkte im Überblick

Ein gelesener Code ist zunächst nur eine Zeichenfolge und bekommt erst Wert, wenn Station, Auftrag oder Lager daraufhin etwas anders tun: einen weiteren Montageschritt freigeben, ein Teil zurückweisen, eine Buchung auslösen oder einen Ausschnitt zuordnen.
Für fest montierte Lesungen an Variantenstationen ist der AI-Codeleser der Modellreihe SR-X die naheliegende Geräteklasse, weil er gelesene Daten im Gerät mit registrierten Daten vergleicht, während die Reaktion auf einen Fehlvergleich, ob Stopp, Ausschleusen oder Verriegeln, die Steuerung der Anlage festlegt.
In der Airbagfertigung trägt das Gewebe keine Direktmarkierung und im gefalteten Modul ist der Einsatz verdeckt, deshalb wird an dem Schritt identifiziert, an dem das jeweilige Teil ins Modul kommt.
Viele Teile, die eine Identität brauchen, durchlaufen keine verkettete Linie: In Prüffeld, Prototypenbau, QS-Lager und bei Veredlern fehlen fester Takt und feste Station, oft auch eine SPS.
Nicht jede Identität ist ein Code: An Kurbelwellen sollen Schmiedezeichen vor der Mess- und Klassiermaschine direkt am Teil gelesen werden, damit die Laserbeschriftungsstation entfallen könnte, und weil ihre Abnutzung je nach Schmiede schwankt, zeigt erst ein Versuch mit Teilen aus jeder Schmiede, wie gut sie noch zu lesen sind.

Wer ist das Teil, und was folgt daraus: Identifikation als Steuerungsfrage

Ein gelesener Code ist zunächst nur eine Zeichenfolge. Wert bekommt er erst, wenn die Station, der Auftrag oder das Lager daraufhin etwas anders tut: einen weiteren Montageschritt freigibt, ein Teil zurückweist, eine Buchung auslöst oder einen Ausschnitt zuordnet. In der Automobilfertigung stellt sich diese Frage besonders oft. Auf einer Linie werden mehrere Varianten gebaut, die Anforderungen der Fahrzeughersteller an die Rückverfolgbarkeit reichen bis zum Tier-2-Zulieferer, und viele Teile sind keine Kartons, sondern Luftsackgewebe, Endlosprofile oder geschmiedete Kurbelwellen.

Drei Nachbarfragen haben eigene Artikel in dieser Reihe. Wie der Code auf das Bauteil kommt, ob seine Güte reicht und wie er nach Härten und Lackieren lesbar bleibt, gehört zur Kennzeichnung und Rückverfolgbarkeit. Ob ein Etikett überhaupt vorhanden ist, ohne dass sein Inhalt zählt, klärt die Anwesenheitsprüfung. Welche Variante ein Teil nach seinem Erscheinungsbild ist, beantwortet die Typunterscheidung. Hier geht es um den Schritt danach, in dem der Inhalt gelesen und verwendet wird.

An der Station: Variante, Lenkerseite und Charge über den Code

Am deutlichsten zeigt sich die Steuerungsfrage an Montagestationen mit mehreren Varianten. In einem Linienkonzept für Struktur- und Rahmengehäuse sollen Handarbeitsplätze das Teil scannen und je nach Variante weitere Teile und Dichtungen hinzufügen. Vor einer Zusammenführstation soll ein stationäres Lesegerät prüfen, ob die richtige Struktur ankommt, und an einer späteren Station soll ein Handgerät das Rüsten freigeben.

An einem Handarbeitsplatz, an dem Gebläsemotoren montiert werden, soll je Seite ein fest montierter Leser lesen, eine Seite für Linkslenker-, die andere für Rechtslenkerfahrzeuge. An zwei Einzelmaschinen für ein Getriebeteil soll zuerst der Barcode auf dem Laufzettel gelesen werden, danach der gelaserte DMC am Teil, beides in einer Lesefolge. Bei Zylinderkopfdichtungen soll ein Handgerät als zweite Prüfung abgleichen, ob die Charge zu den Vergleichsdaten passt.

Für fest montierte Lesungen an solchen Stationen ist der AI-Codeleser der Modellreihe SR-X die naheliegende Geräteklasse. Er vergleicht gelesene Daten im Gerät mit registrierten Daten, sodass eine Chargen- oder Variantenprüfung nicht zwingend im Leitrechner liegen muss. Brauchen die Varianten unterschiedliche Leseeinstellungen, durchläuft der Codeleser mehrere gespeicherte Einstellungen als Parameterreihe innerhalb einer Lesung; ganze Gerätekonfigurationen liegen in bis zu 16 Bänken. Was bei einem Fehlvergleich geschieht, ob Stopp, Ausschleusen oder Verriegeln, entscheidet die Steuerung der Anlage.

Nicht immer hängt die Identität am Bauteil. In einer dokumentierten Anwendung soll ein Leser alle Rüstcodes einer Maschine in einem Sichtfeld von etwa 1,2 m auf einmal erfassen, statt die Strecke mit einem Sensor abzufahren. Erwartet wird eine halbe bis ganze Minute weniger je Umrüstung. Für viele Codes in einem Bild kommt der Logistik-Codeleser der Modellreihe SR-5000 in Frage, der bis zu 250 Codes je Lesung verarbeitet. Auch die Plausibilitätsregel muss nicht im Hostsystem sitzen. An Kurbelwellen, die per Handgerät in SAP gebucht werden, ist als Lösung ein Skript vorgeschlagen, das zu kurze Codes abweist und nur die letzten sieben Zeichen weitergibt. Der Robuste AI-Handscanner der Modellreihe HR-X ist skriptfähig und kann eine solche Regel selbst ausführen.

In der Airbagfertigung: Gehäuse, Gasgenerator und Luftsackgewebe

In der Airbag- und Rückhaltesystemfertigung treffen Gewebe, Etiketten und kleine Formteile an Tischarbeitsplätzen und Faltmaschinen aufeinander. Das Gewebe trägt keine Direktmarkierung, und im gefalteten Modul ist der Einsatz verdeckt. Identifiziert wird deshalb an dem Schritt, an dem das jeweilige Teil ins Modul kommt.

An einem Beifahrerairbag sollen zwei Codeleser die Etiketten an Gehäuse und Gasgenerator lesen. In einer Faltmaschine soll ein DMC von etwa 7 x 7 mm von unten durch einen Einsatz gelesen werden. Langfristig geht es um 30 bis 40 Varianten, und je Airbag stehen mindestens 15 s zur Verfügung. Dass an derselben Stelle ein Faden vorhanden sein muss, ist eine Anwesenheitsfrage und kein Leseproblem. An den Montagetischen mehrerer Airbaglinien sollen je Tisch zwei Leser 1D- und 2D-Codes erfassen. An einem Bedienerplatz wurde getestet, einen DMC von etwa 1 x 1 cm in schwarzer Tinte aus 90 cm zu lesen.

Luftsackgewebe liegt auf einer Förderstrecke und soll in der Bewegung gelesen werden. Der GS1-128-Code kommt in zwei Farbvarianten vor, schwarz auf gelb und schwarz auf weiß. An etwa acht Tischplätzen soll der Code bei der Übergabe an einen Stapel gelesen werden. Kleine Airbagmatten sollen ein Etikett erhalten, das beim Ablegen gescannt wird, mit Zähler und ohne denselben Code zweimal zu erfassen. Für die Matten am Stapel bringt der Codeleser die Funktion Doppellesung verhindern mit, für das Gewebe in der Bewegung kommt der Codeleser der Modellreihe SR-5000 in Frage. Die Auslegung dieser Stationen vertieft der Artikel zum Codelesen in der Airbagfertigung.

Im Materialfluss: in Bewegung, an der Schweißanlage und bis zum Versandmodul

Zwischen den Stationen soll das Teil seine Identität behalten, auch wenn es sich bewegt, gedreht wird, endlos ist oder durch einen Prozess geht, der den Code angreift. In einer Stoßfänger- und einer Heckteilfertigung sollen zwei DMC und ein Barcode in der Bewegung gelesen werden.

An einer Schweißanlage für Trommelbremsen sind Codes auf die Schiene gedruckt. Ihre Positionen sollen gelesen und an die Anlage weitergegeben werden, obwohl das Schweißen die Codes verschmutzt. Weil sich die Anlage dreht, scheidet ein fest montierter Leser an einem einzigen Punkt aus.

Die Folge einer Lesung kann ein Schnitt sein. Auf Gummidichtprofile wird alle paar Meter ein DMC per Inkjet gedruckt. Findet eine Kamera einen Oberflächenfehler, wird der betroffene Abschnitt anhand des Codes zugeordnet und ausgeschnitten. Das Lesen am Endlosprofil wurde mit dem Codeleser getestet, und der Code wird hier zum Werkzeug der Nacharbeit.

Auch die Form des Teils bestimmt die Leselage. An einem runden Powertrain-Teil soll ein Codeleser den DMC rundum über 360 Grad erfassen. An einer Bearbeitungslinie für Rotorwellen sind fest montierte Leser und ergänzende Handgeräte vorgesehen. Bis zum Versand reicht die Aufgabe in einer Getriebe-Endmontage: An einem Versandmodul, das die Einheit auf einen Werkstückträger legt, sollen Etikett und gelaserter DMC gelesen werden.

Neben der Linie: Prüfanlage, Prototypenbau und QS-Lager

Viele Teile, die eine Identität brauchen, durchlaufen keine verkettete Linie. Im Prüffeld, im Prototypenbau, im QS-Lager und bei Veredlern fehlen fester Takt und feste Station, oft auch eine SPS.

In einer Qualitätsabteilung für Bremsen sollen Testteile mit gelaserten und genadelten Codes in ein chaotisches Lager gebucht werden, damit jeder weiß, was wo liegt. Genutzt werden soll dieselbe Webanwendung wie in der Produktion. Für diese Art der Buchung kommt ein Mobiler Computer der Modellreihe BT-A600 in Frage. An rund 25 Dichtheitsprüfanlagen für Kühl- und Klimaschläuche sollen Codeleser die eingelegten Schläuche identifizieren; ein Handscanner könnte dort zugleich als Auftragseingabe dienen. An einem Prüftisch wird heute jeder genadelte Code von Hand gelesen. Die Anlage soll vollautomatisiert werden, der Betreiber will dafür einen FTP-Server einrichten.

In einem Galvanik- und Veredlungsbetrieb sollen Aufträge an vier Stellen gescannt werden, in einer Umgebung mit Nickel-, Chrom- und Kupferdämpfen. Der Handscanner ist nach IP65/IP67 geschützt und je nach Ausführung für Stürze aus 1,5 oder 2,5 m ausgelegt. Ob er diese Atmosphäre dauerhaft verträgt, ist damit nicht beantwortet und gehört in den Test.

Ein Hersteller von Kunststoff- und Metallkomponenten arbeitet heute mit Zettel und Stift. Weil seine Automobilkunden Rückverfolgbarkeit erwarten, plant er den Einstieg mit einem Entwicklungskit für mobile Computer, und für Lieferscheine ist OCR als Idee genannt. Für einen solchen Start genügen eine Anwendung, in die gebucht wird, und ein Gerät, das die Umgebung aushält.

Klarschrift, Datecode und Schmiedezeichen: lesen, wo nichts markiert wird

Nicht jede Identität ist ein Code. An Kurbelwellen zeigen direkte Markierungen aus der Schmiede, von welchem Lieferanten das Teil stammt. Gewünscht ist, diese Zeichen vor der Mess- und Klassiermaschine direkt am Teil zu lesen, damit die Laserbeschriftungsstation entfallen könnte. Wie stark die Zeichen abgenutzt sind, schwankt allerdings je nach Schmiede. Dafür kommen die All-in-One Kamera mit integrierter AI der Modellreihe VS und der AI Vision-Sensor der Modellreihe IV4 in Frage.

Zwei weitere Anwendungen gehen in dieselbe Richtung. An einer Bremse soll ein Datecode gelesen werden, nachdem die Kennzeichnung von der Nadelprägung auf Laser umgestellt wird. An einem Getriebehalter und an einem Abgastilger sollen Klarschrift und Code gemeinsam erfasst werden. Für Schrift und Zeichen bietet die All-in-One Kamera die Werkzeuge AI-OCR und OCR/OCV2. Wie gut ein abgenutztes Schmiedezeichen noch zu lesen ist, zeigt allerdings erst ein Versuch mit Teilen aus jeder Schmiede.

Häufige Fragen

F Wann wird Codelesen in der Automobilfertigung zur Steuerungsfrage?

Sobald die Station, der Auftrag oder das Lager wegen des gelesenen Inhalts etwas anders tut. Typische Beispiele sind weitere Montageschritte für eine Variante, die Freigabe einer Rüstung, eine Buchung ins QS-Lager oder das Ausschneiden eines Abschnitts. Ein Code, der nur gespeichert wird, beantwortet diese Frage noch nicht.

F Kann ein Codeleser die Charge prüfen, ohne dass der Leitrechner vergleicht?

Der AI-Codeleser der Modellreihe SR-X vergleicht gelesene Daten im Gerät mit registrierten Daten. Die Entscheidung, was bei einem Fehlvergleich geschieht, bleibt bei der Steuerung der Anlage. Für Handgeräte lässt sich eine Plausibilitätsregel per Skript im Robusten AI-Handscanner der Modellreihe HR-X hinterlegen.

F Lassen sich alle Rüstcodes einer Maschine auf einmal lesen?

In einer dokumentierten Anwendung sollen alle Rüstcodes in einem Sichtfeld von etwa 1,2 m gleichzeitig erfasst werden, um je Umrüstung Zeit zu sparen. Der Logistik-Codeleser der Modellreihe SR-5000 verarbeitet bis zu 250 Codes je Lesung. Ob Abstand und Codegröße an der konkreten Maschine passen, klärt ein Test.

F Wie wird Luftsackgewebe identifiziert, das keine Direktmarkierung trägt?

Über ein Etikett oder einen gedruckten Code, der an der Förderstrecke, am Tisch oder beim Ablegen auf dem Stapel gelesen wird. Am Stapel sperrt die Funktion Doppellesung verhindern im kontinuierlichen Lesemodus, dass derselbe Code vor Ablauf einer eingestellten Zeit erneut gelesen wird. Farbvarianten desselben Codes gehören in den Test.

F Lassen sich Schmiedezeichen lesen, statt zusätzlich zu beschriften?

Das ist die Idee einer dokumentierten Anwendung an Kurbelwellen; in Frage kommen die All-in-One Kamera und der Vision-Sensor. Der Abnutzungsgrad der Zeichen schwankt je nach Schmiede. Ob die Lesung zuverlässig genug ist, zeigt nur ein Versuch mit Teilen aus jeder Quelle.

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