Anwesenheits- und Vollständigkeitsprüfung in der Automobilfertigung: vom Aggregat bis zum Fahrzeug

In der Automobilfertigung verschwindet ein fehlendes Teil selten im Ausschuss, sondern meist unter dem nächsten Bauteil. Die Schweißmutter sitzt hinter dem Schott, das Planetenrad im geschlossenen Gehäuse, die Schraube unter dem Unterboden. Fällt die Lücke erst im Warenausgang oder am Band des OEM auf, stehen Reklamation und Bandstopp im Raum; was das wirtschaftlich bedeutet, behandelt die Übersichtsseite zur Automobilfertigung. Dieser Leitfaden folgt dem Teil in der Reihenfolge, in der eine Lücke entsteht: in der Aggregate- und Komponentenmontage, am Fahrzeug in Rohbau und Endmontage, im Modul vor dem Versand und am Airbagteil. Zwei Abschnitte am Ende behandeln Marken und Etiketten ohne Lesen sowie die Prüfpunkte, an denen ein einzelner Sensor genügt. Die Beispiele stammen aus dokumentierten Anwendungen. Sie beschreiben Aufgaben und Anforderungen, keine abgenommenen Anlagen.

Wichtige Punkte im Überblick

Vorhanden, vollständig und richtig gezählt sind drei Fragen ohne Messwert, ohne Lagebezug und ohne Fehlerbewertung, und als Faustregel gilt: Ein fehlender Clip ist eine Anwesenheitsfrage, ein vorhandener, aber nicht verrasteter Clip eine Lagefrage und ein falscher Clip eine Verwechslung.
In der Montage von Getriebe-, Achs- und Bremskomponenten wird an der Station geprüft, die das Teil setzt, weil Planetenrad oder Schweißmutter nach dem nächsten Fügeschritt nicht mehr zu sehen sind.
Am Fahrzeug hängt die Kamera ein bis zwei Meter vom Teil entfernt, und für viele Schrauben nach einem Prüfplan je Modell in einem großen Bildfeld ist die All-in-One Kamera mit integrierter AI der Modellreihe VS die erste Wahl.
Bei Zulieferern von Interieur, Cockpit und Stoßfänger ist Vollständigkeit eine Frage der Menge: Bei zwölf bis zwanzig Clips je Teil gehören die bis zu 64 Prüfwerkzeuge je Programm des Vision-Sensors in die Planung, und Bildfelder über einem Meter mit vielen Clips sprechen für die All-in-One Kamera.
Wo an einer festen Stelle nur ein Signal gebraucht wird, genügt statt einer Kamera ein Lichtleiter- oder Lasersensor, dessen Schutzart und Beständigkeit gegen Funken und Waschwasser vor der Auswahl in die Spezifikation gehören.

Vorhanden, vollständig, richtig gezählt: die Frage vor Lage, Maß und Defekt

Die drei Fragen dieses Themas kommen ohne Messwert, ohne Lagebezug und ohne Fehlerbewertung aus. Vorhanden heißt, dass das eine Teil da ist, das an dieser Stelle sitzen soll, etwa der O-Ring am Ventil oder die Mutter im Cockpitteil. Vollständig heißt, dass jede Komponente da ist, die eine Station oder ein Modul enthalten soll, von den Clips einer Zierleiste bis zu den Schrauben, die der Prüfplan eines Modells am Unterboden vorsieht. Richtig gezählt heißt, dass die Sollzahl stimmt und zum Beispiel kein Ventil zwei O-Ringe statt einem trägt.

Die Nachbarfragen haben eigene Artikel in dieser Reihe. Ob ein vorhandener Clip verrastet ist, klärt die Lageprüfung, wie hoch ein Pin steht, die Maßprüfung. Ob eine Kleberaupe durchgehend ist oder ein vorhandenes Teil einen Fehler hat, beantwortet die Oberflächen- und Defektprüfung. Welche Variante vorliegt, entscheidet die Typunterscheidung, und was auf einem Etikett steht, gehört zum Codelesen. In der Anwendungspraxis hilft eine Faustregel: Ein fehlender Clip ist eine Anwesenheitsfrage, ein vorhandener, aber nicht verrasteter Clip eine Lagefrage und ein falscher Clip eine Verwechslung. Ist die Variante aus dem Auftrag bekannt und prüft die Station nur, ob die dazugehörigen Teile da sind, bleibt es Vollständigkeit.

In der Aggregatemontage: bevor das Gehäuse schließt

In der Montage von Getriebe-, Achs- und Bremskomponenten wird an der Station geprüft, die das Teil setzt. Nach dem nächsten Fügeschritt ist das Planetenrad im Gehäuse oder die Schweißmutter hinter dem Schott nicht mehr zu sehen. Die dokumentierten Anwendungen reichen von einer Planetenradbaugruppe in einer Getriebelinie für Nutzfahrzeuge bis zu zwei Schweißmuttern in einem Getriebeschott. An einem Träger mit hundert Entwässerungsventilen einer Druckluftbremse soll der O-Ring in jedem Ventil erkannt und auch ein Ventil mit zwei Ringen statt einem gemeldet werden.

Aus einem Getriebewerk stammen zwei Aufgaben derselben Linienfamilie. An der Endmontage soll eine Schallschutzkapsel abgefragt werden. An den Not- und Nacharbeitsplätzen soll die Verschraubung vollständig sein: Der Vision-Sensor soll in dem Moment aufnehmen, in dem der Schrauber sein Drehmoment erreicht, und die SPS prüft, ob jede Schraube genau einmal angezogen wurde.

Für einzelne Merkmale an einer Station ist der AI Vision-Sensor der Modellreihe IV4 die naheliegende Geräteklasse. Sein Werkzeug AI Identify beginnt mit einem einzigen registrierten Bild des Gutzustands. Kommen Varianten aus dem Auftrag, wählt die Steuerung das Programm, über externe Eingänge bis zu 32. Am Nacharbeitsplatz ist das Drehmomentsignal der externe Trigger. Sollen mehrere Schrauben eines Moduls oder hundert Ventile in einem Bild geprüft werden, passt die All-in-One Kamera mit integrierter AI der Modellreihe VS. Feder, Gewinde und Beipackkiste vertieft der Artikel zur Verbauprüfung in der Aggregatemontage.

Am Fahrzeug: Schrauben und Anbauteile aus ein bis zwei Metern Abstand

Am Fahrzeug ändert sich die Geometrie. Die Kamera hängt ein bis zwei Meter vom Teil entfernt, und im Abstand weniger zehn Sekunden kommt das nächste Fahrzeug. In einer Null-Fehler-Zone am Unterboden sollen Schrauben, Muttern und Anbauteile nach einem Prüfplan je Modell abgefragt werden, Silber auf Schwarz wie Schwarz auf Schwarz, die Radläufe als zweite Priorität.

Im Rohbau sollen mehrere Abdeckaufkleber auf Karosserie-Rohteilen vor dem Schweißen und Lackieren vorhanden sein, mit einer Abfrage je Fahrzeugseite aus deutlich über einem Meter. An einem Prüftisch am Bandende mit einem Bildfeld von weit über einem Meter ist ausdrücklich nur Anwesenheit gefragt. Eine andere Aufgabe kehrt die Logik um: Die Kederschnur der Türdichtung muss vorn und hinten herausgezogen sein, bei knapp einer Minute je Fahrzeug. Gut ist hier, wenn etwas fehlt.

Für viele Schrauben in einem großen Bildfeld ist die All-in-One Kamera die erste Wahl. Sollen mehrere Kameras an einem Controller arbeiten, kommt die High-Performance Bildverarbeitung mit integrierter AI der Modellreihe VS-G mit bis zu acht Kameras in Frage. Für einen einzelnen Aufkleber oder die Schnur genügt oft der Vision-Sensor, dessen Arbeitsabstand von 50 mm bis über 3 m reicht.

Im Modul: Clips und Einleger, bevor das Teil zum OEM geht

Bei Zulieferern von Interieur, Cockpit, Stoßfänger und Leuchten ist Vollständigkeit eine Frage der Menge. An Zierleisten und Armaturenteilen sitzen bis zu zwölf Clips je Teil, und mehrere Teile liegen im Bildfeld zweier Kameras. Das Konzept sieht zwei Durchgänge vor: Die Station prüft zuerst, dass noch kein Clip gesteckt ist, der Werker setzt die Clips, und die Station prüft erneut. Gewählt wird das Programm dort über einen gedruckten Code, dessen Lesen zum Codelesen gehört.

An Stoßfängern sind bis zu 20 Clips an autarken Handarbeitsplätzen zu prüfen. An einem abgedeckten Interieurteil sollen schwarze Scheiben und Clips an mehreren Stationen geprüft werden. An einer A-Säule löst der Werker die Prüfung per Taster aus, in einer anderen Anwendung geht es um einfache große Anwesenheiten am Ende einer Cockpitmontage.

Für solche großen Anwesenheiten und für Handarbeitsplätze eignet sich der Vision-Sensor mit AI Identify. Je Programm stehen bis zu 64 Prüfwerkzeuge zur Verfügung, was bei zwölf bis zwanzig Clips je Teil in die Planung gehört. Bildfelder über einem Meter mit vielen Clips sprechen für die All-in-One Kamera. Ob ein Clip nach dem Setzen richtig sitzt, ist die Grenze zur Lageprüfung.

Am Airbagteil: Netz, Loch, Schnitt und Label

An Airbag- und Insassenschutzteilen ist das Merkmal, das die Funktion trägt, oft ein Loch, ein Schnitt, ein Netz oder eine Schnur. Es ist da oder nicht. An einem Querträger soll ein umspritztes Airbagnetz mit Einlegeteilen in schwarzem Kunststoff geprüft werden. In einer Laserschneidzelle soll geprüft werden, ob eine Airbagperforation durchgeschnitten ist, ausdrücklich nur als Anwesenheit. Eine weitere Aufgabe betrifft mehrere Löcher von etwa einem Millimeter in einem Kunststoffteil aus weniger als einem Meter Abstand. Durchlicht ist dort möglich, und eine Linearachse soll die Kamera für Links- und Rechtslenker verfahren.

An einem Airbagstandort geht es um die Anwesenheit von Loch und Schnur; für die Schnur kommt ein Bildbasierter Höhenvergleichssensor der Modellreihe IX in Frage. In einer anderen Anwendung soll das Airbaglabel schon in der Linie geprüft werden, weil die Prüfung am Bandende erst nach der Displaymontage kommt.

Für Löcher und Perforation bietet sich die All-in-One Kamera mit Durchlicht an; für das Netz im schwarzen Kunststoff nennen die dokumentierten Anwendungen einen Polarisationsfilter. Das Label prüft der Vision-Sensor mit AI Identify als vorhanden oder nicht.

Farbpunkt, Aufkleber und Etikett: vorhanden, ohne gelesen zu werden

Manche Anwesenheitsprüfung gilt einer Marke. An einem Abgaskrümmer sollte ein grüner Farbpunkt nach der Dichtheitsprüfung abgefragt werden, in linker und rechter Ausführung. An Lenkungsdämpfern soll eine Lasermarkierung als vorhanden erkannt werden. Weil der Laser entweder alles oder nichts markiert, reicht ein einzelnes Merkmal als Zeichen.

Hinter dem Stoßfänger sollen zwei Etiketten als da oder nicht da geprüft werden, mit je einem Programm für jeden der beiden Typen. Ein Kabelsatzhersteller will nach dem Schneiden abfragen, ob eine Folienlage vorhanden ist.

Für solche Marken arbeitet der Vision-Sensor mit seinem Werkzeug für Farbe und Helligkeit oder mit AI Identify, für größere Felder die All-in-One Kamera. Die Station prüft nur, ob die Marke da ist. Was ein Etikett enthält und ob der Inhalt stimmt, klären Codelesen und Kennzeichnung.

Schweißfunken, Öl und Waschwasser: wo ein Sensor statt einer Kamera genügt

Nicht jede Anwesenheit braucht ein Bild. Wo an einer festen Stelle nur ein Signal gebraucht wird, zählt der Aufwand je Prüfpunkt. In einem Versuch an einer Montagemaschine ging es um einen Draht unter einem Millimeter Durchmesser bei wenigen Zentimetern Abstand und Vibration; offen ist, ob Lichtleiter im Einweg- oder im Reflexbetrieb eingesetzt werden. Eine andere Aufgabe gilt einem transparenten Klebeband an einer Katalysatorfertigung. Digitale Lichtleitersensoren der Modellreihe FS-N mit Reflektor statt Empfänger sind laut Katalog für transparente Objekte geeignet.

Für ein Kupfer-Einlegeteil aus rund 300 mm Abstand kommt der CMOS-Lasersensor mit integrierter Auswerteeinheit der Modellreihe LR-Z in Frage, dessen Erfassungsbereich je nach Ausführung bis 500 mm reicht. Der Korb in einer Waschstation soll aus etwa einem Meter abgefragt werden, und an einer Schweißvorrichtung soll die Abfrage aus 800 mm außerhalb des Funkenbereichs erfolgen. Beide Distanzen deckt der Allzweck-Lasersensor der Modellreihe LR-T ab, mit 60 bis 2.000 mm oder 60 bis 5.000 mm je nach Ausführung.

Die Grenzen der Sensorklassen gehören benannt. In der Nähe von Schweißprozessen setzen Spritzer optischen Flächen zu. Ein einzelner Messpunkt trennt auf einem Werkstückträger mit wechselnder Höhe nicht immer sicher, ob ein Modul fehlt oder nur tiefer liegt. Für Module auf Werkstückträgern einer Steuergerätemontage kommt deshalb der Höhenvergleichssensor in Frage, der ein Bild statt eines Punkts auswertet. Schutzart und Beständigkeit gegen Funken und Waschwasser gehören vor der Auswahl in die Spezifikation.

Häufige Fragen

F Was unterscheidet Anwesenheit und Vollständigkeit in der Automobilmontage?

Die Anwesenheitsprüfung fragt, ob ein bestimmtes Teil an seiner Stelle da ist, etwa eine Schweißmutter im Schott. Die Vollständigkeitsprüfung fragt, ob alle Teile da sind, die eine Station oder ein Modul enthalten soll, zum Beispiel alle Clips einer Zierleiste. Beide kommen ohne Messwert, ohne Lagebezug und ohne Fehlerbewertung aus.

F Wie prüft man Schrauben am Unterboden aus ein bis zwei Metern Abstand?

In dokumentierten Anwendungen hängt die Kamera ein bis zwei Meter unter oder neben dem Fahrzeug und prüft nach einem Prüfplan je Modell. Für viele Schrauben in einem großen Bildfeld ist die All-in-One Kamera die passende Klasse, bei mehreren Kameras an einem Controller die Modellreihe VS-G. Silber auf Schwarz und Schwarz auf Schwarz machen die Beleuchtung zur ersten Testfrage.

F Wie viele Clips kann ein Vision-Sensor in einem Programm prüfen?

Der AI Vision-Sensor der Modellreihe IV4 erlaubt bis zu 64 Prüfwerkzeuge je Programm. Bei zwölf bis zwanzig Clips je Teil reicht das rechnerisch, wenn jeder Clip ein Werkzeug belegt, lässt aber weniger Reserve für weitere Merkmale. Größere Bildfelder mit vielen Clips sprechen eher für die All-in-One Kamera.

F Welche Sensoren eignen sich für Prüfpunkte an Schweißvorrichtung und Waschstation?

Für Abstände von einigen hundert Millimetern bis zu mehreren Metern kommt der Allzweck-Lasersensor der Modellreihe LR-T mit 60 bis 2.000 mm oder 60 bis 5.000 mm in Frage. Für dünne Drähte und transparente Teile auf kurze Distanz sind Lichtleitersensoren die übliche Klasse. Schutzart und Funkenbeständigkeit legt die Spezifikation vor der Auswahl fest.

F Warum wird die Anwesenheit am Airbagteil früh in der Linie geprüft?

Viele Funktionsmerkmale eines Airbagteils, etwa Netz, Perforation oder Löcher, sind nach dem Umspritzen, Falten oder Einbauen nicht mehr zugänglich. In einer dokumentierten Anwendung kommt die Prüfung am Bandende erst nach der Displaymontage, deshalb soll das Airbaglabel schon in der Linie geprüft werden. Wer an der Station prüft, die das Merkmal erzeugt, findet die Lücke, solange sie sichtbar ist.

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