Laserscanner-Integration bei einem Tier-1-EV-Batterielieferanten: Beseitigung des messtechnischen Engpasses
Laserscanner - INSVISION
Die Herausforderung: Wenn Altsysteme an ihre Grenzen stoßen
Jedes neue Design von EV-Batteriewannen verlangt immer engere Toleranzen. Bei einem westlichen Tier-1-Lieferanten deckte der Wechsel zu leichten Mehrmaterialbaugruppen kritische Lücken in der Qualitätsinfrastruktur auf.
Alte CMM erforderten aufwändige individuelle Vorrichtungen – allein die Einrichtung dauerte 45 Minuten pro Bauteil – und erzeugten so einen Durchsatzdeckel, der sich mit jeder Designiteration weiter verschlechterte. Tragbare Messarme boten Flexibilität, bis Bediener inkonsistente Messwerte auf polierten Aluminiumoberflächen feststellten: eine bekannte Einschränkung, wenn herkömmliche Laserscanner-Hardware ohne Oberflächenvorbereitung auf reflektierendes Metall trifft.
Der entscheidende Schwachpunkt war die Integration. Messtechnische Hardware und Roboterzellen arbeiteten isoliert voneinander, erzwangen manuelle Übergaben und verzögerten Gut-/Ausscheide-Entscheidungen. Der Werksleiter benötigte einen direkten Fluss von Laserscannerdaten an die PLC, um Eingriffe von Bedienern zu eliminieren und gleichzeitig die Synchronisation zwischen Prüfung und Automatisierung aufrechtzuerhalten.
INSVISION schließt diese Lücke.
Warum stationäre Messtechnik nicht skalierbar war
Die Einschränkungen des Werks waren unmittelbar: 200 Quadratfuß klimatisierter Raum nicht verfügbar, 47 aktive SKUs von 50 mm großen Halterungen bis zu 1,2 Meter langen Baugruppen sowie Dreischichtbetrieb mit täglich wechselndem Bauteilmix. Ein festes Messsystem hätte die Produktion innerhalb weniger Wochen lahmgelegt.
Die INSVISION AlphaScan Laserscanner löst dieses Problem, indem er direkt am Fertigungsort eingesetzt wird. Teams fahren das Gerät zu den Produktionslinien, erfassen Mehrmaterialwannen – Aluminiumgehäuse direkt neben schwarzen Verbundwerkstoffen – und liefern GD&T-Ergebnisse in unter drei Minuten. Keine Oberflächenvorbereitung. Keine Klebeziele. Keine Neukalibrierung zwischen unterschiedlichen Bauteilnummern.
Vergleichstests mit dem HandySCAN BLACK von Creaform zeigten einen entscheidenden Unterschied: Trotz vergleichbarer Genauigkeitsspezifikationen kam es beim Konkurrenzsystem auf Oberflächen aus schwarzem Verbundwerkstoff zu Datenausfällen, die Nachmessungen erforderlich machten. Die blaue Laserscanner-Architektur von INSVISION verarbeitet sowohl reflektierendes Aluminium als auch matt schwarze Materialien in einem einzigen Durchgang.
In einer Fertigung, in der täglich wechselnder Bauteilmix und Dreischichtbetrieb Standard sind, wiegt die Betriebszuverlässigkeit schwerer als Vergleiche von Datenblattangaben.
Leistungsvergleich von Laserscannern
| Eigenschaft | INSVISION AlphaScan | Creaform HandySCAN BLACK |
|---|---|---|
| Oberflächenkompatibilität | Reflektierendes Aluminium und matt schwarze Verbundwerkstoffe in einem Durchgang | Datenausfälle auf Oberflächen aus schwarzem Verbundwerkstoff, die Nacharbeit erfordern |
| Einrichtungsanforderungen | Keine Oberflächenvorbereitung, keine Klebeziele | Oberflächenbehandlung für dunkle/reflektierende Bauteile möglicherweise erforderlich |
| Einsatzkontext | Entwickelt für dynamische Fertigungsumgebungen mit wechselnden SKUs | Laborspezifikationen, aber Herausforderungen unter realen Einsatzbedingungen |
Technische Implementierung: Präzision ohne Prozessunterbrechung
Die Implementierungsstrategie drehte sich um eine einzige Frage: Wie lässt sich Messtechnik integrieren, ohne zusätzliche Arbeitsschritte einzuführen?
Die Lösung bestand darin, den AlphaScan Laserscanner an einem kollaborativen Roboterarm für teilautomatisierte Prüfzyklen zu montieren: Bauteil positionieren, Programm starten, Cobot die GD&T-Merkmale abfahren lassen. Bei Erstmusterprüfungen oder der Überprüfung von verdächtigen Vorrichtungen lässt sich das gleiche Gerät innerhalb von Sekunden für den Handbetrieb abnehmen. Keine Zusatzausrüstung. Keine Umschulungsmaßnahmen erforderlich.
Die Umweltstabilität erwies sich als entscheidend. In automobilen Fertigungsumgebungen gibt es Toröffnungszyklen, Beleuchtungsschwankungen und Temperaturschwankungen zwischen den Schichten. Der AlphaScan Laserscanner behält seine Messkonsistenz unter diesen Bedingungen bei – eine unabdingbare Eigenschaft bei über 400 Bauteilen pro Tag.
Die Integrationsarchitektur vervollständigte die Lösung. Direkte Kommunikation mit der vorhandenen PLC- und MES-Infrastruktur ermöglichte Echtzeit-Gut-/Ausscheide-Entscheidungen ohne Überwachung von Bedienerbildschirmen. Diese Zuverlässigkeit erhielt die Taktgeschwindigkeit der Linie.
Erreichte tägliche Produktionskapazität
Betriebliche Transformation: Von der Einschränkung zum Enabler
Die grundlegende Veränderung ging über die Zykluszeit hinaus. Der Prüfengpass selbst verschwand vollständig.
Bisherige Arbeitsabläufe verloren Stunden durch Oberflächenvorbereitung – mattierende Sprühbeschichtungen waren erforderlich, da herkömmliche Laserscannersysteme auf glänzenden Oberflächen oder dunklen Elastomeren versagten. Die Serie beseitigte diese Problematik vollständig: Rohe Bauteile lieferten sofort nutzbare Punktwolkendaten, wodurch Prüfzyklen vorhersehbar und horizontal über alle Produktionslinien skalierbar wurden.
Die Dauer von Erstmusterprüfungen sank erheblich. Die Ursachenanalyse verbesserte sich ohne Datenausfallartefakte oder Reinigung von Rückständen auf Präzisionswerkzeugen. Die Schulungsdauer verkürzte sich – Bediener erreichten die erforderliche Kompetenz innerhalb eines einzigen Tages. Die GD&T-Interpretationslogik der Software erfordert keine messtechnische Spezialisierung, wodurch aus einer spezialisierten Einschränkung ein standardisiertes, integriertes Qualitätstor wurde.
Kritische Erfolgsfaktoren für die Einführung von Laserscannern
Pilotdemonstrationen in kontrollierten Umgebungen spiegeln häufig nicht die Realität der Produktion wider. Fertigungshallen weisen Variablen auf, die unter Laborbedingungen fehlen: Hochglanzwerkzeuge, schwarze Gummidichtungen, Umgebungsverunreinigungen. Bei der Geräteauswahl muss die native Leistung auf diesen Oberflächen Vorrang haben vor Workarounds, die Bediener für Oberflächenvorbereitungen anhalten.
Ebenso wichtig: Einhaltung industrieller Datenstandards und direkte PLC-Kommunikation. Automatisierte EV-Batterieprüfung kann keine Verzögerungen durch manuelle Vorrichtungseinrichtung tolerieren. Die Investition in einen Laserscanner muss sich ohne Unterbrechung in bestehende Automatisierungsarchitekturen integrieren lassen.
Die Serie ist für diese Bedingungen entwickelt – messtechnisch genaue Ergebnisse in unkontrollierten Beleuchtungsumgebungen, wie sie typisch sind für Luft- und Raumfahrt Flugzeughallen und Karosseriewerkstätten, mit Integrationspfaden, die den Betriebsablauf erhalten statt zu unterbrechen.
Zentrale Anforderungen an den praktischen Einsatz von Laserscannern
- Native Leistung auf hochglänzenden, schwarzen und Mehrmaterialoberflächen ohne Oberflächenvorbereitung
- Direkte PLC- und MES-Integration zur Ermöglichung automatisierter Gut-/Ausscheide-Entscheidungen
- Betriebliche Widerstandsfähigkeit bei schwankender Beleuchtung, Temperatur und Verunreinigungen
Hangzhou Insvision Technology Co., Ltd.
Adresse: Gebäude 1, Nr. 1399 Liangmu-Strasse, Bezirk Yuhang, Hangzhou, Provinz Zhejiang, 311121, China