Fahrerloses Sandwichplatten-Transportsystem

Befördern ganze Autos zu den Messzellen

Der Messraum des im polnischen Września neu errichteten Produktionswerks für den VW Crafter ist mit fahrerlosen Transportplatten von Witte ausgestattet. Sie können ohne mechanisches Führungssystem Karosserieteile und deren Messvorrichtungen bis hin zum kompletten, fahrbereiten VW Crafter zu den Messzellen befördern.

Die Messtechniker bestücken die Transportplatten mit Vorrichtungen und Teilen quasi hauptzeitparallel. Erst auf Knopfdruck beginnt die Fahrt in die vorgegebene Messzelle. (Bild: Witte)

Für die Produktion aller weltweit vertriebenen Crafter-Modelle errichtete VW Nutzfahrzeuge im polnischen Września ein neues Automobilwerk, das Anfang September 2016 an den Start ging und bei Vollbetrieb rund 3000 Mitarbeiter beschäftigt. Vom Spatenstich 2014 vergingen nur mal 23 Monate, bis das Werk in Września den SOP (Start of Production) feiern durfte. Dem neuen Standort kam zugute, dass er nur 50 Kilometer vom Werk Poznan entfernt ist, wo VW Caddy und Transporter gebaut werden. Durch den kompletten Neubau bestand zudem die Möglichkeit, zahlreiche innovative Ideen in die Praxis umzusetzen. Die Leitung von QS-Analyse und Messwesen im Werk Września übernahm Werner Steinert: „Die Chance, seinen Messraum nach modernen Kriterien selbst planen zu dürfen, erhält man höchstens einmal im Leben“, erklärt der Messtechnik-Fachmann, der bereits seit 25 Jahren in VW-Diensten steht. Für das neueste Produktionswerk wurde Werner Steinert unter anderem mit der Aufgabe betraut, für den Karosseriebau einen zentralen Messraum nach modernen Standards aufzubauen. Einzelne Komponenten und Baugruppen – ob zugeliefert oder selbst produziert – bis hin zu kompletten Fahrzeugen sollten dort geprüft werden können, um ein Endprodukt höchster Qualität sicherzustellen.

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Der neue Messraum ist eine zentrale Einheit mit zwei Bereichen – der Bauteilqualifizierung auf der einen Seite und der Konformitätsprüfung auf der anderen. Das Bild des Raums prägen vor allem sechs Großmessplätze, von denen drei mit optischer Messtechnik und Roboterautomatisierung ausgestattet sind. Sie werden von insgesamt neun Transport-Messplatten, die fahrer- und schienenlos durch die Halle gleiten, mit zu messenden Teilen versorgt. Werner Steiner weist darauf hin, dass hier konzernweit die höchste Konzentration optischer Messtechnik vorhanden ist. Er ergänzt: „Wir sind in der Lage, eine komplette VW Crafter Karosserie innerhalb von gut zwei Stunden komplett zu digitalisieren.“

Hohe Flexibilität gefordert

Durch die große Teilevielfalt müssen die Messplätze flexibel bestückt werden. Daher legte Steinert besonderes Augenmerk auf das Transportsystem: „Ich stellte mir von Anfang an Transportplatten vor, die von meinen Mitarbeitern mit Messvorrichtungen sowie Teilen bestückt und dann zum passenden Messplatz geschickt werden. Den Weg dorthin sollten sie autark fahren können, ohne auf Schienen angewiesen zu sein.“  Ein solches System war noch nicht am Markt verfügbar und so wandte sich Steinert an Witte Barskamp, die schon mehrere VW-Werke mit Aufnahmetechnik und Lochrasterplatten zum Messen und Transportieren beliefert hatte.

Messen in großen Dimensionen: Mit Robotern automatisiert, werden komplette Karosserien des VW Crafter optisch gemessen in etwa zwei Stunden. (Bild: Witte)

Auf Basis seiner Aluminium-Sandwichplatten entwickelte der Spanntechnik-Spezialist aus Bleckede ein neues Konzept. „Unsere Sandwich-Platten bieten höchste Präzision und Steifigkeit bei vergleichsweise geringem Gewicht und einer Höhe, die noch als normale Trittstufenhöhe betrachtet wird. Diese Platten können wir bezüglich Größe und Traglast nach Bedarf auslegen und mit erforderlichen Zusatzelementen versehen“, so Geschäftsführer Andreas Witte. Für den VW-Crafter-Messraum entwickelte das Unternehmen eine individuell gestaltete horizontale Aluminium-Sandwichplatte mit luftgelagerten Lenkrolleneinheiten und elektrischem Reibradantrieb. Die spezielle Bauform undDimensionder Platten gewährleistet eine Gesamtstruktur, die bei Auflasten bis zu 2500 Kilogramm auch beim Absetzen und Anheben in den Mess- und Rüstplätzen verwindungssteif bleibt.

Innenleben eines Alu-Sandwisches

Acht Stück in der Größe 400 mal 2.400 mal 8.000 Millimeter und eine neunte mit 4.500 Millimeter Länge wurden nach VW-Spezifikation entwickelt, gefertigt und nach Września geliefert. Ihr präzises 100er-Lochbild ermöglicht die Installation von Messaufnahmen für alle zu messenden Karosserieteile. Doch das Wesentliche steckt im Inneren des Alu-Sandwichsystems. Neben den Versteifungselementen gelang es den Witte-Konstrukteuren alle Komponenten der elektronischen Steuerungs- und Antriebs- sowie Sicherheitstechnik, zwei Kompressoren mit wartungsarmem Druckluftspeicher fürs Heben und Senken der Platte und 48-Volt-Akkus einzubauen, die den Reibradantrieb und alle anderen elektrische Komponenten mit Strom versorgen. Geladen werden die Akkus über im Boden eingelassene Stationen in den Messzellen. Steht eine Platte jedoch über längere Zeit an einem der drei Rüstplätze, lässt sich dort ein separates Handladegerät anschließen.

Rechts und links angeordnete Duplex-Antriebe ermöglichen die geregelte Längsfahrt vorwärts und rückwärts, außerdem die Kurvenfahrt und das Drehen um die Antriebsachse. „Letzteres ist enorm platzsparend“, so Steinert. „Gerade wenn mehrere Platten gleichzeitig unterwegs sind, geht es manchmal ziemlich eng zu.“ Zur Beweglichkeit der Platte tragen außerdem jeweils acht wartungsfreie Dreh-Rollensätze in Schwerlastbauweise bei, sogenannte Swivel, die pneumatisch synchronisiert in Z-Richtung ein- und ausfahrbar sind.

Schienenlos durch Transponderchips

Die größte Herausforderung stellte das von Steinert gewünschte schienenlose Führungssystem dar, das schließlich auf Transponderbasis realisiert wurde. Dazu mussten alle Fahrwege zwischen Rüst- und Messplätzen mit codierten Chips markiert werden. Diese etwa Zwei-Euro-Stück-großen Speicherbausteine wurden in den Fußboden eingelassen und mit Farbe überdeckt, so dass sie nicht sichtbar sind. In den Sandwichplatten befindet sich vorne und hinten jeweils eine Antenne, über die sich die Informationen des in nächster Nähe befindlichen Transponderchips auslesen lassen. Zusätzlich sorgt ein integrierter Kreiselkompass für die richtige Orientierung. So weiß die mit einer Siemenssteuerung ausgestattete Platte stets, wo sie sich befindet und kann autark zu ihrem Zielort fahren.

Die Sandwichplatten sind mit Sicherheitstechnik bestückt. Laserscanner an den vier Ecken überwachen automatisch die umlaufenden Schutz- und Verfahrbereiche. Außerdem gibt es an jeder Seite einen Not-Aus-Schalter. Zur Überwachung des Fahrraums und zur besseren Einfädelung in das Messvolumen ist stirnseitig eine 180°-Kamera integriert, deren Monitor neben dem Steuerungspanel angebracht ist. (Bild: Witte)

Der Fahrbetrieb ist jedoch nur zum Teil automatisiert. Es findet keine Fahrt statt, bei der nicht der zuständige Messtechniker über das Bedienterminal an der Stirnseite der Platte das passende Messvolumen oder den Rüstplatz auswählt und per Knopfdruck den Fahrbefehl gibt. Steinert erklärt: „Solange die Fahrbewegungen im Hoheitsbereich meiner Mitarbeiter liegen, sind wir viel flexibler. Wir können Aufträge ganz schnell umorganisieren und die Platten neu rüsten, wenn es erforderlich ist.“

Auch Sicherheitsvorkehrungen sind vorhanden, die sowohl den rechtlichen Vorschriften als auch den VW-Richtlinien entsprechen. So befindet sich an jeder Ecke der Sandwichplatte ein selbstentriegelnder Sicherheitslaserscanner, der die umlaufenden horizontalen Schutz- und Verfahrbereiche in Bodennähe automatisch überwacht. Erkennen die Scanner ein mögliches Hindernis, reduziert die Platte ihre Geschwindigkeit bis zum Stillstand. Ist das Warnfeld wieder frei, fährt sie automatisch weiter. as

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