Škoda auto nutzt Leica T-Probe/ T-Scan zur verkürzung von inspektionszeiten und effizienzsteigerung

In den vergangenen 15 Jahren, in denen Škoda zur VW-Gruppe zählt, gelang es dem Unternehmen, an seine erfolgreiche 100-jährige Traditionsgeschichte anzuschließen und sich zu einem modernen Autohersteller zu entwickeln. Škoda bietet heute im PKW-Bereich eine komplette Produktpalette, vom Fabia über Octavia bis Superb und jüngst dem neuen Škoda Roomster, die analog zu anderen Fahrzeugen des VW-Konzerns mit bewährten Motoren und Baumodulen ausgestattet sind. Darüber hinaus werden oft neue clevere Ideen und Konzepte bei Škoda entwickelt und dort eingesetzt.

Škoda Auto verfügt einerseits über eine vollwertige Entwicklung und ist andererseits im konzernweiten Entwicklungsverbund mit seinen 18 Entwicklungsstandorten integriert. Der neue Škoda Roomster ist das erste Fahrzeug, das vollständig die neue Modulstrategie des Konzerns nutzt. In einer geschickten Art und Weise beinhaltet er Baukomponenten aus dem Fabia, dem Octavia und dem VW Golf. Diese Bauart wird schon bald die Basis für weitere Fahrzeugkonzepte werden.

Der Versuchsbau von Škoda ist in Mladá Boleslav angesiedelt und steht unter der Leitung von Jan Novák. In Bezug auf messtechnische Aufgaben erbringt der Versuchsbau Dienstleistungen für die gesamte technische Entwicklung innerhalb des Unternehmens. Bis 1998 nutzte die Abteilung zu Prüfzwecken ausschließlich herkömmliche Kontaktmethoden, doch diese boten – insbesondere bei Krümmungen – nicht genügend Messpunkte. Deshalb entschied sich Škoda, ihre bisherigen Messanlagen um Photogrammetrie zu erweitern, wobei es sich entweder um niedriger aufgelöste Bilder größerer Teile oder um höher aufgelöste Bilder spezifischer Komponenten handelte, die engere Toleranzen erfordern, wie z.B. Fahrzeuginnenräume.

Mit dem Fortschreiten der Technologie machten sich Jan Novák und seine Abteilung auf die Suche nach einer neuen Anlage zur Erweiterung der Möglichkeiten ihrer Lichtprojektionsausrüstung. Für gewisse Messaufgaben, zum Beispiel Werkzeugmessungen, war mobile Abtastanlage optimal, während andere Anwendungen, wie die Inspektion von Fahrzeuginnenräumen, die Digitalisierung von Oberflächen erforderten.

Monika Grubnerová aus dem Versuchsbau erinnert sich an den Selektionsprozess: “Ein weiterer Anbieter von Laser Trackern kam in die engere Auswahl, doch diese Firma bot uns für die Inspektion von Fahrzeuginnenräumen einen Messarm aus ihrem Produktportfolio an, der unseren Wunsch, Oberflächen zu digitalisieren, nicht erfüllen konnte. Außerdem kam ein Arm für uns schon deshalb nicht in Frage, weil dadurch das Messvolumen auf wenige Meter eingeschränkt würde. Die damit verbundene häufige Umpositionierung des Messarms wäre einfach zu unpraktisch. Deshalb entschlossen wir uns zur Anschaffung des neuesten mobilen 3-in-1 KMG-Systems, bestehend aus einem Leica Laser Tracker, einer kabel- und armlosen Leica T-Probe und dem Highspeed-Handscanner Leica T-Scan. Damit besitzen wir die konzernweit beste Messausrüstung. Das wichtigste Argument für diese Kaufentscheidung war, dass wir auf diese Art das KMG zum Fahrzeug bringen können anstatt umgekehrt.”

Das System wurde von der Firma NMS aus Bratislava im Sommer 2005 geliefert und ist seither permanent in Betrieb. NMS ist der exklusive Vertragspartner der Leica Geosystems für Tschechien, die Slowakei, Slowenien und Ungarn. Als Dienstleister für die anderen Abteilungen nutzen Jan Novák und sein Team ihr mobiles KMG auf vielfältige Weise. Vor allem handelt es sich dabei um Aufgaben im Bereich der Messung von Schweißvorrichtungen, der Oberflächenverifikation von Ziehwerkzeugen, der Digitalisierung von physischen Modellen, der virtuellen Montage und der Inspektion der fertigen Fahrzeuge.

Monika Grubnerová erklärt: “Wenn wir mit einer Schweißvorrichtung fertig sind, können wir diese schnell mit der Leica T-Probe einmessen und, wenn erforderlich, Änderungen durchführen. Als interner Messdienstleister gehört es zu unseren Aufgaben, sämtliche Schweißvorrichtungen zu überprüfen und für die Produktion freizugeben. Aufgrund der Mobilität des Leica T-Probe Systems können wir uns damit innerhalb des Werks frei bewegen. Der zeitaufwändige Transport der Vorrichtungen selbst entfällt somit.”  

Eine andere wichtige Anwendung ist die Oberflächenverifikation von Ziehwerkzeugen. Anhand von CAD-Daten werden Tiefziehwerkzeuge gefräst. Danach werden gegebenenfalls noch von Hand Änderungen durchgeführt. In einem nächsten Schritt werden mit Hilfe des Leica T-Scan die Oberflächen verifiziert, sodass mögliche Änderungen an den Originalwerkzeugen vorgenommen werden können. Eine “Vorzeigeanwendung” des Leica T-Scan ist die Inspektion von Innenräumen und die Digitalisierung von maßstabsgetreuen Fahrzeugmodellen. David Vaněk, der im Prototypenbau tätig ist und sich mit dem Scannen von Modellen beschäftigt, führt aus: “Bevor wir zum Leica T-Scan wechselten, war die Inspektion von Fahrzeuginnenräumen aufgrund des begrenzten Platzes eine Herausforderung. Die Messausrüstung durfte eine bestimmte Größe einfach nicht überschreiten. Außerdem sind viele Oberflächen, die geprüft werden müssen, schwer zugänglich. Weder ein Gelenkarm noch eine herkömmliche KMG-Anlage sind dafür geeignet. Mit dem Leica T-Scan können wir auf engstem Raum messen und erreichen auch kleinste Spalten an den Punkten, an denen verschiedene Oberflächen aufeinander treffen.

Als zusätzliches Argument sprach für den Leica T-Scan, dass sich der Laserstrahl automatisch auf die Lichtintensität der gemessenen Punkte einstellt und sich somit nahtlos an die verschiedenen Eigenschaften der gescannten Oberflächen anpasst. Dies ermöglicht auch die Digitalisierung von Teilen mit unterschiedlichen Farben oder Reflexionseigenschaften. Zudem dürfen wir für die Digitalisierung endgültiger Modelle auf keinen Fall Spray oder Puder verwenden, da diese Modelle bei diversen Präsentationen gezeigt werden. Wir müssen sie also unbedingt scannen, ohne sie in irgendeiner Weise zu modifizieren.”

Für die Zukunft ist der Bereich virtueller Montage als Anwendungsgebiet absehbar. Ein Scan eines Blechteils kann einschließlich Spaltmaß-Informationen in die CAD-Daten eines Fahrzeugs importiert werden. Die Software berechnet dann, ob die Montage möglich ist oder ob Kollisionen bestehen, die zuerst beseitigt werden müssen.

In der Vergangenheit konnten derartige Probleme bei der Montage nur gelöst werden, indem das komplette Messobjekt ins Messlabor gebracht wurde. Jan Novák: “Dieser Aufwand kostete uns häufig ein bis zwei Arbeitstage. Deshalb wollten wir die Möglichkeit haben, an unterschiedlichen Orten innerhalb des Gebäudes zu messen, um den Transport von Teilen und damit Arbeitsunterbrechungen zu vermeiden. Zudem benötigten wir eine Anlage, die Punkte messen und Oberflächen digitalisieren kann. In der Praxis erfassen wir zuerst mit der Leica T-Probe einige vorläufige Punkte, um eine grobe Vorstellung davon zu erhalten, wie die einzelnen Teile zusammen passen. Zur Durchführung einer detaillierten Analyse der verschiedenen Blechteile verwenden wir den Leica T-Scan. So können wir zeiteffizient nach Fehlerquellen suchen, erhalten hoch präzise Ergebnisse und stören den Fertigungsprozess dabei nur minimal.”

David Vaněk fasst zusammen: “Die Entwicklung eines Neufahrzeugs beginnt mit dem Design. In dieser Phase ist es äußerst praktisch, dass wir Oberflächen digitalisieren können, um erste Informationen über das Modell zu erhalten. Sobald ein Tonmodell im Maßstab 1:1 existiert, wollen wir dieses digitalisieren und auch schwer zugängliche Stellen wie den Innenraum erreichen. Der nächste Schritt bei der Fahrzeugentwicklung ist die Herstellung eines Prototypen. Dafür bauen wir Schweißvorrichtungen und Ziehwerkzeuge, die geprüft werden müssen. Danach bringen wir das System in die Montagewerkstätte und überprüfen, wie gut die einzelnen Teile zusammenpassen. Die Flexibilitätder Instrumente von Leica Geosystems erlaubt uns die Durchführung taktiler Prüfungen und die Digitalisierung von Oberflächen, ohne dass wir uns über die Größe oder Zugänglichkeit des zu messenden Objekts Gedanken machen brauchen. Aus logistischer Sicht ist es erheblich einfacher, das KMG zu bewegen als die zu prüfenden Teile, deshalb benötigen wir ein mobiles KMG. Und obwohl wir das System ständig bewegen, musste es bislang nicht neu kalibriert werden – das sagt einiges über seine Stabilität aus.”