In de automobielindustrie worden verbrandingsmoto-ren nog steeds grotendeels met de hand geassembleerd. Onderzoekers van het Fraunhofer-Institut ontwik-kelen procedures en metho-den om montageprocessen te automatiseren en zodoende de kwaliteit van motoren continu te verbeteren.
Kleppen, verstuivers, zuigers en nokkenassen vormen het hart van elke auto. Een verbrandingsmotor is een gecompliceerde constructie met veel onderdelen die nauwkeurig in elkaar moeten worden gezet. Zelfs minimaal beschadigde, vervormde of verkeerd ingebouwde onderdelen kunnen motorschade veroorzaken. De gevolgen zijn een ontevreden klant en imagoschade voor de autofabrikant.
Optimalisering
Terwijl de bouw van de carrosserie grotendeels is geautomatiseerd, wordt een motor nog grotendeels met de hand in elkaar gezet. Tot nu toe ont-wikkelde methoden voor de automatisering van de motor bleken vaak ondeugdelijk of te duur. Onderzoekers van het Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU) hebben in samen-werking met ingenieurs van autofabrikant Audi het project Zukunftswei-sende Methoden und Verfahren zur Präzisionsmontage und Prozessüber-wachung für neuartige Verbrennungsmotoren geïnitieerd. Doel is de kwaliteit van de motormontage continu te optimaliseren, waardoor de klantentevre-denheid verder toeneemt.
De toepassing van de modernste technologieën op het gebied van robotica en sensor technologie moet helpen om onzekerheden in de motormontage te elimineren. Continu bewaken is niet mogelijk, omdat de motor net als voorheen in de eerste plaats met de hand wordt gemonteerd. Ook worden de motoren steeds complexer. Daardoor kan een verhoogde nabewer-kingsnoodzaak ontstaan. Het geautomatiseerde montagetechnologie-systeem van de wetenschappers zou fouten al tijdens de motormontage vaststellen en een overeenkomstige melding doorgeven of zelfs de fout voor een bepaald montageproces niet toelaten.
Data
De onderzoekers hebben allereerst de huidige toestand vastgesteld. Daarbij gebruikten ze bestaande data over gedocumenteerde, door montage ver-oorzaakte onregelmatigheden voor de R- en V-motoren van de laatste vijf jaar. De focus van de analyse richtte zich op de gebruikte onderdelen en processen.
De onderzoekers hebben het verloop van de motormontage gegeneraliseerd en in acht blokken onderverdeeld. De aparte montagefuncties werden in een standaard vastgelegd. Fouten bij de assemblage kunnen hiermee worden toegeschreven aan het gedefinieerde montageverloop en de montagefunc-ties. Door dit generaliseren van de motormontage is deze analyse toe te passen op alle motorsoorten.
De onderzoekers weten nu bij welke montagestappen handenarbeid nodig is. Als volgende stap wil de projectgroep nieuwe automatiseringsoplossingen ontwikkelen. Kern van de proefstand is een nieuw soort robot: hij heeft een massa van slechts 16 kg maar kan tot 7 kg tillen. Het bijzondere van deze robot van Kuka is dat hij gevoelig en flexibel is, anders dan de conventio-nele industriële robot die zijn werkzaamheden slechts in een beperkte ruimte kan uitvoeren.
Sensoren
De onderzoekers zoeken nu nieuwe wegen en de combinatie van een innovatieve sensortechnologie en robotica. Ze kijken bijvoorbeeld hoe toepassing van medisch-technische sensoren in de industriële productie kan worden uitgevoerd.
Door de integratie van veelzijdige sensorsystemen kan de juiste besturings- en regeltechniek worden ontwikkeld: in het ideale geval herkent de robot dan niet alleen het probleem, maar lost het ook op. Een actueel voorbeeld betreft camerasystemen, die de positie van een onderdeel registreren. Komt dit niet overeen met de norm, dan kan de robot beslissen of het onderdeel toch gemonteerd wordt of moet worden vervangen. Het op deze basis doorontwikkelde procesbewakingssysteem kan de keuringseisen en tole-ranties automatisch vergelijken tijdens het totale montageproces en daarop reageren.
In 2014 stopt het project; dan moet het prototype klaar zijn voor industrieel seriegebruik.
