TubeInspect HD bei Robert Bosch GmbH

Robert Bosch GmbH prüft Wickelelemente durch Freiform-Messung

Früher wurde er Anlasser genannt, heute heißt er im Fachjargon Starter: ein kleiner Elektromotor, der den Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs zum Anspringen bringt. Die Robert Bosch GmbH fertigt am Standort Hildesheim neben anderen Komponenten der Kraftfahrzeugausrüstung jährlich auch ca. 8,5 Millionen Starter-Anker. Die Serienfertigung dieser Bauteile beinhaltet unter anderem die Umformung von Kupferdraht zu so genannten Wickelelementen, von denen modellabhängig ca. 25 Stück in jedem Starter-Anker verbaut sind.

Bislang war es dem Unternehmen nicht möglich, die Geometrien dieser Wickelelemente hinreichend zu überprüfen. Weder eine computerbasierte Messtechnik noch eine klassische Lehrenprüfung führten zu langfristig zufriedenstellenden Prüfergebnissen. Erst AICONs optisches Messsystem TubeInspect HD konnte den zuständigen Planer des Fertigungsprozesses überzeugen. Das System löst die Messaufgabe unter Einsatz der neuartigen Freiform-Messfunktion. Schon innerhalb der ersten Monate hat Bosch auf diese Weise die Prozessqualität weiter verbessert.

Bosch produziert die Starter-Anker auf mehreren Fertigungslinien. Im ersten Schritt werden die Wickelelemente aus Endlos-Kupferdraht hergestellt, auf die richtige Länge gebracht und erhalten anschließend mittels Senkumformung ihr endgültiges Aussehen. Die Geometrie der Ankernadeln erscheint auf den ersten Blick sehr simpel. Und doch hat sie ihre Tücken: Im Gegensatz zu konventionell gebogenen Röhrchen, die rechnerisch aus Geraden und Bögen bestehen und konstante Radien aufweisen, lassen sich für viele Modelle der Wickelelemente keine fixen Parameterwerte bestimmen. Durch die Senkumformung wechseln die Bögen innerhalb eines Starter-Ankers geradezu fließend. So könnte theoretisch an jedem Punkt des Wickelelements ein anderer Radius vorliegen. Derartige Geometrien werden auch als Freiform-Geometrien bezeichnet. An dieser Stelle versagen konventionelle Prüfmethoden.

Allerdings muss die ideale Geometrie des Wickelelements unbedingt eingehalten werden, da es sich ansonsten nicht weiterverarbeiten lässt.

Beispielsweise dürfen keine Längenunterschiede an den beiden Endstücken auftreten. Andernfalls kommt es beim Verbau zu Problemen. Der zuständige Planer berichtet:

„Mit TubeInspect HD können wir jetzt kleinste Abweichungen der Wickelelemente von der Sollgeometrie sofort erkennen und korrigieren. Zudem profitieren wir von deutlich sichereren Folgeprozessen."

AICON hat TubeInspect HD speziell zur Vermessung kleiner Rohre und Drähte entwickelt. Zur Messung wird das Wickelelement einfach in der TubeInspect HD Messzelle abgelegt.

Das System benötigt nur 10 Sekunden, um über hochauflösende Digitalkameras die Geometrie zu ermitteln. Dabei greift das Messsystem auf die integrierte Freiform-Messfunktion zurück, bei der ein Volumenmodell erzeugt wird. TubeInspect HD prüft die Messergebnisse gegen die vorgegebenen Toleranzen durch einen Vergleich mit einer im System hinterlegten Sollgeometrie.

Durch eine farbcodierte Ergebnisausgabe erhält der Anwender sofort die Information, ob der betreffende Prüfling den Anforderungen entspricht oder an welchen Stellen Abweichungen auftreten. Bei Bedarf kann der Werker gleich Korrekturen der betreffenden Werkzeuge veranlassen.

Doch nicht nur in der Serienproduktion setzt Bosch das System ein. Auch im Bereich Reverse Engineering hat sich TubeInspect HD bereits bewährt. „In der Konstruktion nutzt Bosch TubeInspect HD zur Vermessung von Musterteilen oder zur Optimierung bestehender Wickelelemente“, erklärt AICON Mitarbeiter Matthias Kneschke, der TubeInspect HD bei Bosch installiert hat. „Darüber hinaus nutzt Bosch die Messdaten des TubeInspect HD zur Herstellung der Werkzeuge."

Bevor ein Werkzeug konstruiert wird, muss die ideale Form des Wickelelements feststehen. Bei der Findung dieser optimalen Geometrie können sich die Bosch Mitarbeiter allerdings nicht nur auf die CAD-Daten verlassen. Vielmehr müssen auch die Folgeprozesse, in denen das Wickelelement verarbeitet wird, berücksichtigt werden. Matthias Kneschke erläutert den Ablauf: „ Die so ermittelte Ideal-Geometrie dient als Master-Teil. Als Vergleichsgrundlage für die spätere Serienfertigung wird diese Geometrie mithilfe der so genannten Mastermessung durch TubeInspect HD erfasst und in der Datenbank des TubeInspect HD hinterlegt. Bosch vergleicht dann alle produzierten Wickelelemente mit dieser Geometrie. Auch die Werkzeuge basieren auf den Ergebnissen dieser Mastermessung, denn die Masterdaten können im CAD-kompatiblen STEP-Format exportiert und an die Konstrukteure der Werkzeuge weitergegeben werden.