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Software "montiert" biegsame Bauteile

02.03.2009
Lässt sich das neu konstruierte Armaturenbrett problemlos montieren? Welche Wege sollte der Montageroboter nehmen, um mit den Kabeln nicht an der Karosserie zu scheuern? Eine Software simuliert Montagewege und berücksichtigt erstmals auch die Biegsamkeit von Bauteilen.

Designer von Autobauteilen müssen nicht nur darauf achten, dass die Optik ihrer Entwürfe stimmt, sondern auch an die spätere Montage denken: Lässt sich das entworfene Armaturenbrett problemlos in das neue Automodell einbauen?


Eine Software simuliert Montageprozesse: Virtuelle Roboter schweißen eine ebenso virtuelle Autokarosserie zusammen. © Fraunhofer ITWM

Wie müssen die Montagewege aussehen, damit das Bauteil nirgendwo aneckt und dabei die Karosserie verkratzt? Mit einer geeigneten Software können die Montageplaner Bauteile, die bis dato nur als CAD-Daten existieren, bereits virtuell in das neue Automodell montieren. Ist das Bauteil zu groß für die Montage und klemmt, gibt das Programm konkrete Hinweise, an welcher Stelle die Form verändert werden muss.

Forscher des Fraunhofer-Chalmers Research Centre for Industrial Mathematics FCC in Göteborg, Schweden, und des Fraunhofer-Instituts für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM in Kaiserslautern haben diese Software entwickelt und nun weiter verbessert. »Wir können bei der Montagesimulation erstmals auch die Flexibilität von Bauteilen berücksichtigen«, sagt Dr.-Ing. Joachim Linn, Gruppenleiter am ITWM. »In den CAD-Daten erscheinen flexible Bauteile, etwa Plas-tikbauteile im Fahrzeug-Cockpit, starr. Bei der Montage müssen die Teile jedoch etwas gebogen und gedrückt werden.« Welche Kräfte braucht man, um beispielsweise das Armaturenbrett so weit zu verbiegen, dass es sich in das Auto einbauen lässt? Schafft das ein einzelner Mitarbeiter oder braucht man Spezialwerkzeuge? Wie lassen sich biegsame Bremsschläuche am besten montieren? Auch den Einsatz von Robotern simulieren die Forscher: Die biegsamen Versorgungsleitungen können bei der Montage an der Karosserie entlangscheuern und kleine Kratzer hinterlassen. Das Programm errechnet, wie sich der Roboter bewegen darf und die Teile montieren muss, um mit den Kabeln nicht an die Karosserie zu stoßen.

Die Berechnungen laufen ebenso schnell, wie die Konstrukteure es aus den CAD-Programmen gewohnt sind. »Man kann interaktiv mit dem Programm arbeiten, ein Bauteil innerhalb weniger Sekunden zum Beispiel länger oder kürzer machen. Um dies zu erreichen, haben wir die hochgenauen strukturmechanischen Berechnungsverfahren abgespeckt: Die Ergebnisse sind dadurch noch ausreichend genau, liegen aber in Echtzeit vor«, sagt Linn. Auch Montagepfade berechnet das Programm innerhalb weniger Minuten. Auf der Hannover-Messe vom 20. bis 24. April führen die Forscher das Programm live vor (Halle 17, Stand D60). Es soll noch in diesem Jahr auf den Markt kommen, Support und Schulungsmaterial stehen bereits zur Verfügung.

Dr.-Ing. Joachim Linn | Fraunhofer Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.itwm.fraunhofer.de

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