Virtuelle Roboter montieren eine virtuelle Automobilkarosserie

Designer von Autobauteilen müssen nicht nur darauf achten, dass die Optik ihrer Entwürfe stimmt, sondern auch an die spätere Montage denken: Kann das entworfene Armaturenbrett problemlos in das neue Automodell eingebaut werden? Wie müssen die Montagewege aussehen, damit das Bauteil nirgendwo aneckt und dabei die Karosserie verkratzt?

Mit CAD-Daten Komponenten virtuell einbauen

Mit einer geeigneten Software können die Montageplaner Bauteile, die bis dato nur als CAD-Daten existieren, bereits virtuell in das neue Automodell montieren. 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“, erläutert Dr.-Ing. Joachim Linn, Gruppenleiter am ITWM. „In den CAD-Daten erscheinen flexible Bauteile, etwa Plastikbauteile 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? Die software gibt auf diese Fragen die richtigen Antworten.

Berechnungen erfolgen praktisch in Echtzeit

Auch den Einsatz von Robotern können die Forscher simulieren. 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 von 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 2009 (20. bis 24. April) werden die Forscher das Programm, das noch in diesem Jahr auf den Markt komme soll, live vorführen (Halle 17, Stand D60).