CAQ STEUERT MONTAGEPROZESS BEI SONDERSCHUTZFAHRZEUGBAU

Geländewagen ohne Karosserie in Werkstatt
Quelle: WELP Gruppe

Für die Automotive-Gruppe WELP ist die Digitalisierung der Produktion kein Buzzword aus dem Wörterbuch der Industrie 4.0, sondern ein konkreter Schritt in Richtung Zukunft. Am Standort der Farmingtons Automotive in Georgsmarienhütte werden wichtige Abschnitte der Montage direkt von der Qualitätsmanagementsoftware gesteuert. Ein intelligenter Drehmomentschlüssel erhält dabei die Soll-Werte direkt aus dem Prüfauftrag. Der Werker muss nur noch die Schraube festziehen. Der Schlüssel misst zeitgleich die aufgewendete Kraft und sendet sie ans Prüfprotokoll. Damit werden Montage und Qualitätssicherung in einem Prozessschritt zusammengefasst.

Die WELP Group ist ein Full-Service-Supplier für die Automobilbranche. Die Gruppe gliedert sich in die fünf Unternehmen: Farmingtons Automotive GmbH, IndiKar Individual Karosseriebau GmbH, pgam advanced technologies Ltd., Dressel + Höfner Automotive GmbH und S.C. Dressel + Höfner International S.R.L. an sechs Standorten. Vier Standorte liegen in Deutschland. Darunter der Ursprung der Gruppe in Georgsmarienhütte. Insgesamt sind bei WELP rund 750 Mitarbeiter beschäftigt. Das Unternehmen bietet seinen Kunden aus der Automobilbranche Service von der Produktentwicklung, über den Prototypen- und Werkzeugbau bis hin zur Serienfertigung. Dazu kommen der Sonderfahrzeugbau, für individuelle Sonderausstattung im Luxusbereich sowie der Sonderschutzfahrzeugbau, insbesondere Fahrzeugpanzerung. Zu den Kunden zählen OEMs wie Daimler, Audi, Porsche und Bugatti.

ZERTIFIZIERTE SONDERSCHUTZLÖSUNGEN

Bei Farmingtons Automotive in Georgsmarienhütte entstehen Sonderschutzlösungen, die die Fahrzeuginsassen vor Beschuss und Angriffen mit Sprengstoff schützen. Auftraggeber sind zum Beispiel Polizeibehörden oder UN-Organisationen. Die Fahrzeuge, meist Toyota Land Cruiser, werden mit Panzerplatten, verstärktem Fahrwerk und zusätzlichen Sicherheitseinrichtungen wie Feuerlöschsystemen und Notlaufsystemen aufwendig umgerüstet.

In der Produktion der Sonderschutzlösungen schneidet ein Laser die Einzelteile für die von Farmingtons entwickelte Panzerung präzise aus einer Stahlplatte aus. Im Anschluss werden die Einzelteile zu Modulen zusammengeschweißt. Ein kompletter Panzerungs-Kit wird daraufhin im Tauchbad beschichtet, um den Stahl vor Korrosion zu schützen, bevor die Module im Fahrzeug verschraubt werden.

Alle bei Farmingtons angebotenen Sonderschutzlösungen sind durch amtliche Beschusstests nach VPAM BRV2009, VPAM ERV2010 sowie STANAG 4569 zertifiziert. Die baulichen Veränderungen sind optisch von außen und innen kaum wahrnehmbar.

QUALITÄT BEDEUTET SICHERHEIT

Um die Sicherheit der Insassen auch in Extremsituationen zu gewährleisten, steht für Farmingtons Automotive die Qualitätssicherung in der Produktion an erster Stelle. Als WELP im Jahr 2017 die Firmen Dressel + Höfner GmbH & Co. KG und Dressel + Höfner International SRL Medias (Rumänien) erwarb, nutzten beide Firmen bereits seit mehr als 10 Jahren die CAQ-Lösung CASQ-it der Böhme & Weihs Systemtechnik GmbH & Co. KG. Die positive Erfahrung mit der Qualitätssteuerung im Wareneingang, Erfassung von Abweichungen in der Produktion, Lieferantenbewertung, Reklamationsabwicklung und Prüfmittelverwaltung überzeugten 2018 auch Farmingtons Automotive, die seitdem ebenfalls CASQ-it einsetzen.

Zur Qualitätssicherung gehört, dass Farmingtons seine Produkte an Messstationen auf Abweichungen überprüft. Dies war bei Drehmomenten von Verschraubungen bisher nicht durchführbar. So ist es mit konventionellen Methoden nicht möglich, zu überprüfen, ob eine Schraubverbindung mit dem vorgegebenen Drehmoment angezogen wurde. Jede Überprüfung mit einem Drehmomentschlüssel würde zu einer Erhöhung der anliegenden Nm führen. Ob der Werker die Schraube mit dem richtigen Drehmoment angezogen hat, lag bisher allein in seiner Befähigung und Sorgfalt. Der Qualitätsbeauftragte musste den Eintragungen im Prüfprotokoll vertrauen. Auch wenn die Werker gut ausgebildet sind und gewissenhaft arbeiten, blieb immer noch ein Unsicherheitsfaktor bestehen. Ein Faktor, den jedes Unternehmen auf Null reduzieren möchte, besonders in hochsensiblen Bereichen, wie bei den Verschraubungen am Fahrwerk eines tonnenschweren gepanzerten Geländewagens. Farmingtons Automotive startete mit Böhme & Weihs im Juni 2019 damit, diesen Bereich der Fertigung zu digitalisieren und eine effiziente Überprüfbarkeit der Drehmomente direkt während der Montage zu ermöglichen.

Ein Mechaniker benutzt einen Computer-gesteuerten Drehmomentschlüssel
Wichtige Bereiche der Montage werden über den Prüfauftrag von der CAQ-Software gesteuert. Bild: WELP Gruppe

MONTAGEPROZESS VOM CAQ-SYSTEM GESTEUERT

Die Anforderung von WELP an Böhme & Weihs war, die Montage mit einem intelligenten Drehmomentschlüssel über einen Montage-/Prüfauftrag zu steuern. Der Schlüssel sollte die Montagewerte für die Verschraubungen per Funk direkt aus dem Prüfplan erhalten und sich selbstständig einstellen. Bei Erreichen des Soll-Werts müsste der Drehmomentschlüssel auslösen und das gemessene Drehmoment automatisch an das Prüfprotokoll senden.

Nachdem in der Produktion unterschiedliche digitale Drehmomentschlüssel verschiedener Hersteller getestet wurden, fand sich mit der Stahlwille Eduard Wille GmbH & Co. KG aus Wuppertal der geeignete Werkzeugpartner. Ausschlaggebend war die kompakte Bauform des Drehmomentschlüssels „Manoskop 766/20“ und die flexible Open-Source-Software. Dadurch wurde die schnelle Integration sowohl in die Arbeitsabläufe der Werker als auch in das CAQ-System möglich.

100%-PRÜFUNG VON VERSCHRAUBUNGEN OHNE MEHRAUFWAND WÄHREND DER MONTAGE

Qualitätsprüfung ist wichtig und unvermeidbar, sie kostet jedoch in der Regel immer auch Zeit. Wer selbst Erfahrungen aus der Fertigung besitzt weiß, dass es immer spannender ist, etwas zu montieren, als hinterher mit einem Messgerät die geleistete Arbeit zu überprüfen.
Die intelligente Kombination von elektronischem Drehmomentschlüssel und CASQ-it macht aus zwei Arbeitsschritten einen. Während der Werker die Schrauben anzieht, führt er zeitgleich die Qualitätsprüfung durch. Und nicht nur das, denn der Prüfauftrag übernimmt für den Werker auch die lästige Arbeit, nach jedem Arbeitsschritt den Drehmomentschlüssel per Hand auf den richtigen Wert für die nächste Schraube einzustellen. So hat der Werker für jeden Arbeitsschritt immer das korrekt eingestellte Werkzeug zur Hand. Er kann wie gewohnt seine Arbeitsroutine durchgehen und muss nur eingreifen, wenn die Software einen abweichenden Messwert meldet.

Wenn der Wert auch nur geringfügig überschritten ist, erfolgt die Aufforderung, die Schraube wieder zu lösen und mit dem korrekten Nm-Wert anzuziehen. Ist der Wert sogar viel zu weit überschritten, fordert die Prüfstation dazu auf, die Schraube zu lösen und durch eine neue Schraube zu ersetzen.

Alle Messwerte werden in Echtzeit in das Prüfprotokoll eingetragen, lückenlos dokumentiert und ausgewertet.

Mechaniker verwendet einen digitalen Drehmmentschlüssel
Der Werker kann sich bei seiner Arbeit vollständig auf die Verschraubungen konzentrieren. Die Montagesteuerung und die Messwertaufnahme erfolgen automatisiert durch die CAQ-Software. Bild: WELP Gruppe

ZWEITES PRÜFKRITERIUM SCHLIESST FEHLER AUS

Um Messfehler auszuschließen findet zusätzlich zur Nm-Messung auch noch eine Drehwinkelmessung statt. Parallel zum Drehmoment sendet das Werkzeug den Drehwinkel an den Prüfplatz. Damit wird sichergestellt, dass es nicht zu einem frühzeitigen Auslösen des Drehmomentschlüssels gekommen ist, bevor die Schraube richtig sitzt.

Diese Messung findet unbemerkt im Hintergrund statt. Der Werker kann sich vollständig auf das Drehmoment konzentrieren und bekommt nur dann eine Rückmeldung, wenn Drehmoment und -winkel nicht zusammenpassen. In dem Fall muss die Ursache direkt vom Werker behoben werden.

VOM PROJEKTBEGINN AN ALLE ARBEITSABLÄUFE IM BLICK

Das Pilotprojekt umfasst derzeit die Verschraubungen am Fahrwerk und der Bremsanlage. Je nach Fahrzeugmodell werden dabei 70 bis 85 Merkmale geprüft. Damit die Werker nicht alle Verschraubungen in einem Arbeitsgang montieren müssen, sind die Prüfpläne in mehrere Prüffolgen unterteilt. Dadurch kann der Werker zwischen den einzelnen Arbeitsschritten seine Arbeit unterbrechen und zu einem späteren Zeitpunkt wieder aufnehmen.

Die Zahl der Prüfmerkmale wird sich in Zukunft sogar noch vervielfachen, denn es ist geplant, dass sämtliche sicherheitsrelevante Schraubverbindungen mit dem intelligenten Drehmomentschlüssel durchgeführt werden sollen.

Da die Werker von Anfang an direkt mit in den Einführungsprozess einbezogen wurden, herrscht bereits während der Pilotphase eine große Akzeptanz für das System und die Echtzeitprüfung führt zu einer enormen Entlastung der Mitarbeiter, da sie von der Prüfstation zuverlässig durch den Prüfprozess geführt werden. Die Werker entwickeln darüber hinaus eine Sensibilisierung für die Arbeitsprozesse und das Qualitätsbewusstsein.

AUF WACHSTUM AUSGELEGT

Die gute Zusammenarbeit mit Böhme & Weihs bei der Einrichtung des Prüfplatzes führte zu einer reibungslosen Integration in die Qualitätssteuerung der WELP Gruppe. Jetzt kann die Ausweitung des Einsatzgebiets der Montagesteuerung mittels Prüfauftrag auf andere Bereiche und die Investition in weitere Geräte und der dazugehörigen Prüfstationen sukzessiv erfolgen. Derzeit erweitert der Standort Georgsmarienhütte seine Produktionskapazität um eine neue Werkshalle, deren Fertigstellung Mitte 2020 erfolgen soll. Für die Halle sind bereits jetzt weitere Drehmoment-Messplätze geplant.

FAZIT

Gemeinsam mit Böhme & Weihs hat die WELP Gruppe einen bedeutenden Schritt bei der Optimierung von Produktionsabläufen gemacht: In besonders sicherheitsrelevanten Bereichen im Sonderschutzfahrzeugbau ermöglicht die CAQ-Software jetzt eine 100%-Prüfung direkt während der Montage. Dabei unterstützt die CASQ-it-Software den Werker bei der Montagearbeit erheblich. Durch die sofortige Rückmeldung bei Abweichungen der Messwerte ist ein noch höheres Qualitätsbewusstsein entstanden, und eine große Anzahl von Fehlermöglichkeiten ist durch diese Arbeitsweise von vornherein ausgeschlossen.