DE102022111603A1 - Verfahren und Fertigungssystem zur Herstellung und Prüfung einer Schlitz-Steg-Schwächungslinie in einem Fahrzeuginnenverkleidungsteil - Google Patents

Verfahren und Fertigungssystem zur Herstellung und Prüfung einer Schlitz-Steg-Schwächungslinie in einem Fahrzeuginnenverkleidungsteil Download PDF

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Frank Seidel
Sebastian Steinbach
Christoph Steiner
Stefan Vogt
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fertigungssystem (1) zur Herstellung einer Schlitz-Steg Schwächungslinie in einem Bearbeitungsbereich (BB) eines Fahrzeuginnenverkleidungsteiles (13), umfassend eine Laserbearbeitungsvorrichtung (5) mit einem Laserstrahlgenerator (2) und einem Laserscanner (4) mit einem Scanbereich (SB), und eine Prüfvorrichtung (6) mit einer Kameraanordnung (3), mit einem Kameraobjektbereich (KB), zur Prüfung der Schlitz-Steg Schwächungslinie des Fahrzeuginnenverkleidungsteils (13). Es ist erfindungswesentlich, dass das Fertigungssystem (1) einen Maschinentisch (12) mit einem Tischkoordinatensystem aufweist, auf dem eine Aufnahmevorrichtung (7) wenigstens in x-Richtung des Tischkoordinatensystems zwischen der Laserbearbeitungsvorrichtung (5) und der Prüfvorrichtung (6) verfahrbar ist. Somit kann der Bearbeitungsbereich (BB) des in der Aufnahmevorrichtung (7) gehaltenen Fahrzeuginnenverkleidungsteils (13) alternativ mit dem Scanbereich (SB) oder mit dem Kameraobjektbereich (KB) zur Deckungsgleichheit gebracht werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Fertigungssystem, mit einer Laserbearbeitungsvorrichtung, zur Herstellung einer Schlitz-Steg Schwächungslinie in einem Fahrzeuginnenverkleidungsteil und einer Prüfvorrichtung mit einer Kameraanordnung, zur Prüfung einer mit der Laserbearbeitungsvorrichtung in ein Fahrzeuginnenverkleidungsteil eingebrachten Schlitz-Steg Schwächungslinie, sodass diese bei Bedarf nachgearbeitet werden kann.
  • Die Herstellung von Schwächungslinien, auch Sollbruchlinien genannt, in Fahrzeuginnenverkleidungsteile, z.B. für Airbag-Öffnungen im Armaturenbrett, in der Türverkleidung oder in der Lenkradnabe oder als Bruchstellen an in den Fahrgastraum ragenden Fahrzeuginnenverkleidungsteilen, wie z. B. Tassenhaltern, mittels Laser, ist seit Langem bekannt.
  • Die heutzutage in der Regel mehrschichtigen Fahrzeuginnenverkleidungsteile, bestehend aus einer steifen Trägerschicht und wenigstens einer Decksicht, werden entweder im Schichtverbund geschwächt oder die Schichten werden einzeln geschwächt.
  • Im erst genannten Fall wird aufgrund der hohen Anforderungen zum einen, an deren zuverlässiges Aufbrechen im Bedarfsfall und zum anderen, an ein ästhetisches Erscheinungsbild der Ausstattungsteile, bei dem ein Fahrzeuginsasse die Sollbruchöffnungen mit bloßem Auge nicht wahrnehmen soll, der Materialabtrag entlang der die Sollbruchöffnungen umschreibenden Schwächungslinien bei deren Herstellung sensorgesteuert. Damit derartige Schwächungslinien mit bloßem Auge nicht wahrnehmbar sind, durchdringen sie das Material nicht vollständig, sondern es verbleibt eine definierte Restwandstärke.
  • Ob die Schwächungslinie durch im weitesten Sinne runde Löcher oder ausgedehnte Schlitze, mit kürzeren oder längeren dazwischen verbleibenden Stegen erzeugt werden, wird in Abhängigkeit von den Materialeigenschaften des Fahrzeuginnenverkleidungsteils so konzipiert, dass eine Schwächungslinie entsteht, die mit einer vorgegebenen, definierten Aufreißkraft geöffnet werden kann. Bei einer Schwächungslinie, die nur in die Trägerschicht eingebracht wird, bevor diese mit mindestens einer Deckschicht verbunden wird, muss auf Auswirkungen der Bearbeitung auf die mindestens eine Deckschicht keine Rücksicht genommen werden, weshalb sich hier als Schlitzgeometrie für die Schwächungslinien bevorzugt eine Aneinanderreihung von vergleichsweise langen Schlitzen und kurzen Stegen anbietet, da diese Schlitzgeometrie die genauste Reproduzierbarkeit aufweist. Bei der separaten Bearbeitung der Trägerschicht wird die Schwächungslinie das Material vollständig durchdringend hergestellt, weshalb auf eine Steuerung des Abtrages verzichtet werden kann.
  • Zur Herstellung von Schwächungslinien sind Laserbearbeitungsvorrichtungen mit CO2 -Lasern bekannt.
  • Zur Absicherung der Qualität ist es bekannt die Schwächungslinien nach der Laserbearbeitung hinsichtlich der Anzahl der Schlitze und Stege, Größe der Schlitze und Stege, Position der Schlitze innerhalb des Ausstattungsteils zu prüfen. Es ist auch bekannt, dass die Lage der Schwächungslinie und deren Konturgenauigkeit geprüft werden. Zur Prüfung werden die Ausstattungsteile aus der Laserbearbeitungsvorrichtung entnommen und in eine separate Prüfvorrichtung eingelegt.
  • Das Bearbeiten und Prüfen in voneinander unabhängigen Vorrichtungen hat den Nachteil, dass zur Bearbeitung und zur Prüfung unterschiedliche Bezugssysteme verwendet werden und das Fahrzeuginnenverkleidungsteil entnommen und anschließend wieder neu eingelegt und genau positioniert werden muss. Insgesamt hat dies einen negativen Einfluss auf die Gesamtprozesszeit.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung ein Fertigungssystem zu schaffen, das es ermöglicht ein Fahrzeuginnenverkleidungsteil einer Laserbearbeitung und anschließend einer Prüfung zu unterziehen, ohne dass das Fahrzeuginnenverkleidungsteil aus der Vorrichtung in der die Laserbearbeitung durchgeführt wird, entnommen werden muss.
  • Es ist auch die Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung und Prüfung einer Schlitz-Steg Schwächungslinie in einem Fahrzeuginnenverkleidungsteil zu schaffen, mit dem das Fahrzeuginnenverkleidungsteil mittels ungeregelter Laserbearbeitung bearbeitet und unmittelbar geprüft und gegebenenfalls nachbearbeitet werden kann.
  • Die Aufgabe für ein Fertigungssystem wird durch ein Fertigungssystem, mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen bilden den Gegenstand der rückbezogenen Unteransprüche.
  • Die Erfindung betrifft ein Fertigungssystem, welches eine Laserbearbeitungsvorrichtung mit einem Laserstrahlgenerator und einem Laserscanner mit einem Scanbereich, zur Herstellung einer Schlitz-Steg Schwächungslinie in einem Bearbeitungsbereich eines Fahrzeuginnenverkleidungsteiles, eine Prüfvorrichtung mit einer Kameraanordnung, mit einem Kameraobjektbereich und einer Bildverarbeitungseinheit, zur Prüfung der Schlitz-Steg Schwächungslinie des Fahrzeuginnenverkleidungsteils und eine Rechen- und Speichereinheit umfasst.
  • Es ist erfindungswesentlich, dass das Fertigungssystem einen Maschinentisch mit einem Tischkoordinatensystem aufweist, auf dem eine Aufnahmevorrichtung wenigstens in x-Richtung des Tischkoordinatensystems zwischen der Laserbearbeitungsvorrichtung und der Prüfvorrichtung verfahrbar ist. Somit kann der Bearbeitungsbereich des in der Aufnahmevorrichtung gehaltenen Fahrzeuginnenverkleidungsteils alternativ mit dem Scanbereich oder mit dem Kameraobjektbereich zur Deckungsgleichheit gebracht werden. Dies ermöglicht eine direkt an den ungeregelten Bearbeitungsprozess anschließende Prüfung des Fahrzeuginnenverkleidungsteils ohne Entnahme des Fahrzeuginnenverkleidungsteils, sodass keine neue Ausrichtung des Fahrzeuginnenverkleidungsteils erforderlich ist, sondern sichergestellt werden kann, dass das Fahrzeuginnenverkleidungsteil gegenüber der Kameraanordnung und gegenüber der Laserbearbeitungsvorrichtung eine identische Ausrichtung hat.
  • Nach einem bevorzugten Aspekt ist ein den Scanbereich begrenzender Scanwinkel α gleich einem den Kameraobjektbereich begrenzenden Objektwinkel β. Damit wird vermieden, dass es durch eine Verschiebung des Fahrzeuginnenverkleidungsteils gegenüber dem Tischkoordinatensystem zu einer Abweichung des Abbildungsmaßstabes beim Abgleich der Soll - und Istdaten hinsichtlich Ort, Maß und Form kommt.
  • Es ist von Vorteil, wenn eine durch den Laserstrahlgenerator generierte Strahlung in einem Wellenlängenbereich von 1030 - 1090 nm liegt. In diesem Wellenlängenbereich stehen verschiedene Laserquellen zur Verfügung die in einem Faserlaser genutzt werden können. Insgesamt wird damit eine höhere Energieeffizienz erreicht, was u.a. zu einem geringerer CO2 -footprint im Vergleich zu einem „CO2-Laser“ führt. Ein Faserlaser benötigt zudem einen geringeren Bauraum und Lichtleitfasern erlauben eine vereinfachte Strahlführung. Damit kann mit dem Faserlaser sehr genau gearbeitet werden.
  • Ein vorteilhafter Aspekt sieht vor, dass der Laserstrahlgenerator ein Faserlaser ist. Aufgrund der sehr hohen Strahlqualität von Faserlasern können Schlitz-Steg Schwächungslinien mit Schlitzbreiten von weniger als 300 µm mit hoher Fertigungsgenauigkeit hergestellt werden. Insbesondere derartig schmale Schlitze müssen mit einer hohen Wiederholgenauigkeit gefertigt werden und genau fluchtend nacheinander angeordnet sein, damit die Schlitz-Steg Schwächungslinien mit einer reproduzierbaren Aufreißkraft geöffnet werden können, weshalb eine Prüfung notwendig ist. Vorteilhaft ist auch, dass weniger Material entfernt wird, womit eine geringere abzusaugende Menge an Abgasen entsteht und die Zone der Wärmeentwicklung vergleichsweise klein ist. Somit wird die Herstellung von Schlitzen mit exakt glatten Rändern beispielsweise auch in Materialien mit einem geschäumten Kernsubstrat ermöglicht.
  • Besonders vorteilhaft ist, wenn die Prüfvorrichtung eine Beleuchtungseinheit zur Durchleuchtung des Fahrzeuginnenverkleidungsteils aufweist, die unterhalb des Maschinentisches angeordnet ist. Dadurch kann zur Prüfung der erzeugten Schlitz-Steg Schwächungslinie eine Durchlichtprüfung durchgeführt werden.
  • Nach einem bevorzugten Aspekt ist die Prüfvorrichtung derart ausgebildet, um folgende Parameter der Schlitz-Steg Schwächungslinie zu ermitteln:
    • • Anzahl der Schlitze und der Stege
    • • Länge der Schlitze und Stege, sowie Breite der Schlitze
    • • Form der Schlitze und der Kontur
    • • Position der Kontur oder der Schlitze innerhalb des Fahrzeuginnenverkleidungsteils.
  • Dies ermöglicht eine attributive Prüfung nach Kundenspezifikation anhand eines Vergleiches von Ist - und Solldaten für die Schlitz-Steg Schwächungslinie.
  • Vorteilhafterweise ist eine vertikal verfahrbare Absaugvorrichtung über der Laserbearbeitungsvorrichtung angeordnet. Auf diese Weise wird u.a. eine Verschmutzung des Fahrzeuginnenverkleidungsteils durch abgetragenes Material vermieden.
  • Die Erfindung umfasst außerdem ein Verfahren zur Herstellung und Prüfung einer Schlitz-Steg Schwächungslinie in einem Fahrzeuginnenverkleidungsteil, unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Fertigungssystems, umfassend die Schritte:
    1. a) Einlegen eines Fahrzeuginnenverkleidungsteils in die Aufnahmevorrichtung,
    2. b) Verfahren der Aufnahmevorrichtung in die Laserbearbeitungsvorrichtung und Positionieren des Bearbeitungsbereiches des Fahrzeuginnenverkleidungsteils den Scanbereich überdeckend,
    3. c) Absenken der Absaugvorrichtung,
    4. d) Herstellung einer Schlitz-Steg Schwächungslinie in dem Bearbeitungsbereich durch mehrfaches Abscannen einer vorgegebenen Kontur, in einer vorgegebenen Anzahl, mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit, wobei der Laserstrahlgenerator Strahlung in einer vorgegebenen Pulsfrequenz generiert,
    5. e) Anheben der Absaugvorrichtung,
    6. f) Verfahren der Aufnahmevorrichtung in die Prüfvorrichtung und Positionieren des Bearbeitungsbereiches, den Kameraobjektbereich überdeckend,
    7. g) Bewertung der Schlitz-Steg Schwächungslinie im Fahrzeuginnenverkleidungsteil mittels der Prüfvorrichtung.
  • Dies ermöglicht die Herstellung und Prüfung einer Schlitz-Steg Schwächungslinie mittels ungeregelter (nicht sensorgesteuert) Laserbearbeitung innerhalb eines Fertigungssystems, sodass das Fahrzeuginnenverkleidungsteil für eine an die Herstellung anschließende Prüfung und gegebenenfalls Nacharbeitung nicht in zwei einzelnen Vorrichtungen beispielsweise innerhalb einer Fertigungsstraße ausgerichtet werden muss.
  • Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn im Schritt g) eine Einteilung der bewerteten Schlitz-Steg Schwächungslinie in OK und NOK vorgenommen wird. Auf diese Weise wird die Schlitz-Steg Schwächungslinie hinsichtlich der Qualität von Ort, Maß und Form der Schlitze und Stege in ausreichend (OK) und nicht ausreichend (NOK) unterteilt.
  • Das Fahrzeuginnenverkleidungsteil wird aus der Aufnahmevorrichtung entnommen, wenn es als OK eingeteilt ist. Das Ergebnis des Prüfprozesses wird vorzugsweise dem Fahrzeuginnenverkleidungsteil zugeordnet abgespeichert und steht so als Qualitätsnachweis zur Verfügung.
  • Nach einem bevorzugten Aspekt wird die Aufnahmevorrichtung erneut in die Laserbearbeitungsvorrichtung verfahren, wenn das darin enthaltene Fahrzeuginnenverkleidungsteil in NOK eingeteilt ist und das Verfahren wird erneut gestartet. Dadurch müssen weniger Fahrzeuginnenverkleidungsteile entsorgt werden, die im ersten Durchlauf noch nicht 100%ig gelasert wurden, was insgesamt zu einer Schonung der Ressourcen (Materialen, Kosten) und damit zu einer Verbesserung der Nachhaltigkeit führt.
  • Es ist von Vorteil, wenn im Schritt g) wenigstens einen der folgenden Parameter mittels der Prüfvorrichtung geprüft werden:
    • • Anzahl der Schlitze und der Stege
    • • Länge der Schlitze und Stege, sowie Breite der Schlitze
    • • Form der Schlitze und der Kontur
    • • Position der Schlitze oder der Kontur innerhalb des Fahrzeuginnenverkleidungsteils.
  • Insbesondere, wenn die Anzahl der Schlitze oder deren Länge nicht den Solldaten entspricht kann durch eine Nacharbeitung die Ausschussrate von fehlerhafte Fahrzeuginnenverkleidungsteile geringgehalten werden. Durch mehrfaches Bearbeiten und Prüfen des Fahrzeuginnenverkleidungsteils, welches dabei in der gleichen Aufnahme verbleibt, wird eine hohe Reproduzierbarkeit des Herstellungsprozesses und des Prüfprozesses sichergestellt.
  • Nachfolgend wird die Erfindung an Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen näher erläutert. Hierzu zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Fertigungssystems, und
    • 2 eine schematische Detaildarstellung der Laserbearbeitungsvorrichtung und der Prüfvorrichtung eines erfindungsgemäßen Fertigungssystems.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fertigungssystems 1, umfassend eine Laserbearbeitungsvorrichtung 5 mit einem Laserstrahlgenerator 2 und einem Laserscanner 4 mit einem Scanbereich SB, zur Herstellung einer Schlitz-Steg Schwächungslinie in ein Fahrzeuginnenverkleidungsteil 13. Ferner umfasst das Fertigungssystem 1 eine Prüfvorrichtung 6 mit einer Kameraanordnung 3, mit einem Kameraobjektbereich KB und einer Bildverarbeitungseinheit 10, zur Prüfung der Schlitz-Steg Schwächungslinie des Fahrzeuginnenverkleidungsteils und eine Rechen- und Speichereinheit 11. Das Fertigungssystem 1 weist einen Maschinentisch 12 mit einem Tischkoordinatensystem auf, auf dem eine Aufnahmevorrichtung 7 wenigstens in x-Richtung des Tischkoordinatensystems zwischen der Laserbearbeitungsvorrichtung 5 und der Prüfvorrichtung 6 verfahrbar ist. Für ein in der Aufnahmevorrichtung 7 aufgenommenes Fahrzeuginnenverkleidungsteil 13, die der Laserbearbeitungsvorrichtung 5 zugestellt ist, wird durch den Scanbereich SB auf dem Fahrzeuginnenverkleidungsteil 13 ein Bearbeitungsbereich BB begrenzt, innerhalb dem die Schlitz-Steg Schwächungslinie hergestellt werden kann. Der Kameraobjektbereich KB ist in seiner Größe an den Bearbeitungsbereich BB angepasst. Somit kann der Bearbeitungsbereich BB eines in der Aufnahmevorrichtung 7 gehaltenen Fahrzeuginnenverkleidungsteils 13 alternativ mit dem Scanbereich SB oder mit dem Kameraobjektbereich KB zur Deckungsgleichheit gebracht werden.
  • In diesem Ausführungsbeispiel ist ein den Scanbereich SB begrenzender Scanwinkel α gleich einem den Kameraobjektbereich KB begrenzenden Objektwinkel β. Der Scanwinkel α und der Objektwinkel β sind in anderen nicht weiter erläuterten Ausführungsbeispielen unterschiedlich, wobei der Laserscanner 4 und die Kameraanordnung 3 unterschiedliche Abstände zum Maschinentisch 12 aufweisen.
  • Das eingelegte Fahrzeuginnenverkleidungsteil 13 kann ein ebenes Ausstattungsteil für ein Fahrzeug sein. Denkbar ist aber auch, dass es eine gekrümmte Form z.B. durch eine Wölbung aufweist. Kennzeichnend für das Fahrzeuginnenverkleidungsteil 13 ist, dass es im Verhältnis zu seinen Außenmaßen eine geringe Dicke aufweist.
  • Zur Durchführung des Verfahrens wird das Fahrzeuginnenverkleidungsteil 13 in die Aufnahmevorrichtung 7, welche sich im Kameraobjektbereich KB befindet eingelegt und anschließend zur Bearbeitung in horizontale Richtung in den Bearbeitungsbereich BB verfahren. Im Bearbeitungsbereich BB werden mittels Laserstrahlung Materialaussparung in dem Fahrzeuginnenverkleidungsteil 13 zur Herstellung einer Schlitz-Steg Schwächungslinie erzeugt. Die durch den Laserstrahlgenerator 2 generierte Strahlung liegt in einem Wellenlängenbereich von 1030 - 1090nm. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Laserstrahlgenerator 2 ein Faserlaser. Die Breite der Materialaussparungen in diesem Ausführungsbeispiel liegt in einem Bereich von weniger als 300 µm. Durch diese sehr schmalen Materialaussparungen muss der Toleranzbereich in denen das Fahrzeuginnenverkleidungsteil 13 als OK eingeteilt wird sehr klein gewählt werden, damit die Schlitz-Steg Schwächungslinie im Bedarfsfall mit einer reproduzierbaren Aufreißkraft geöffnet wird.
  • In diesem Ausführungsbeispiel wird das Fahrzeuginnenverkleidungsteil 13 mit der B-Seite (der vom Fahrzeuginnsassen nicht sichtbaren Seite des Fahrzeuginnenverkleidungsteils 13) nach oben, also in Richtung des Laserstrahlgenerators 2 in die Aufnahmevorrichtung 7 eingelegt und in dieser gehalten. Die Aufnahmevorrichtung 7 enthält Öffnungen, sodass später problemlos eine Durchlichtprüfung am Fahrzeuginnenverkleidungsteil 13 durchgeführt werden kann.
  • In einem zweiten Ausführungsbeispiel für das Verfahren wird das Fahrzeuginnenverkleidungsteil 13 in die Aufnahmevorrichtung 7, welche sich außerhalb des Kameraobjektbereichs KB und des Scanbereiches SB befindet eingelegt und anschließend zur Bearbeitung in horizontale Richtung über den Kameraobjektbereich KB in den Scanbereich SB verfahren.
  • Zur Absaugung des abgetragenen Materials ist eine vertikal verfahrbare Absaugvorrichtung 8 über der Laserbearbeitungsvorrichtung 5 angeordnet.
  • Ein Verfahren zur Herstellung und Prüfung einer Schlitz-Steg Schwächungslinie in einem Fahrzeuginnenverkleidungsteil 13 unter Verwendung eines Fertigungssystems 1 lässt sich auch durch folgende Schritte beschreiben:
    1. a) Einlegen eines Fahrzeuginnenverkleidungsteils 13 in die Aufnahmevorrichtung 7,
    2. b) Verfahren der Aufnahmevorrichtung 7 in die Laserbearbeitungsvorrichtung 5 und Positionieren des Bearbeitungsbereiches BB des Fahrzeuginnenverkleidungsteils 13 den Scanbereich SB überdeckend,
    3. c) Absenken der Absaugvorrichtung 8,
    4. d) Herstellung einer Schlitz-Steg Schwächungslinie in dem Bearbeitungsbereich BB durch mehrfaches Abscannen einer vorgegebenen Kontur, in einer vorgegebenen Anzahl, mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit, wobei der Laserstrahlgenerator 2 Strahlung in einer vorgegebenen Pulsfrequenz generiert,
    5. e) Anheben der Absaugvorrichtung 8,
    6. f) Verfahren der Aufnahmevorrichtung 7 in die Prüfvorrichtung 6 und Positionieren des Bearbeitungsbereiches BB, den Kameraobjektbereich KB überdeckend,
    7. g) Bewertung der Schlitz-Steg Schwächungslinie im Fahrzeuginnenverkleidungsteil 13 mittels der Prüfvorrichtung 6.
  • Im Schritt d) erfolgt eine ungesteuerte Laserbearbeitung. Aus diesem Grund ist eine anschließende Prüfung unerlässlich, um sicherzustellen, dass die vorgegebenen Parameter in den jeweiligen Toleranzbereichen liegen. Es erfolgt dazu ein Abgleich der Istdaten (Parameter die am Fahrzeuginnenverkleidungsteil 13 durch die Laserbearbeitung erzeugt wurden) mit den hinterlegten Solldaten, die beispielsweise vom Kunden vorgegeben werden. Die Solldaten sind in der Rechen- und Speichereinheit 11 hinterlegt und werden mit den Istdaten verglichen, die durch die Bildverarbeitungseinheit 10 aus Aufnahmen des Bearbeitungsbereiches BB des Fahrzeuginnenverkleidungsteils 13 mittels der Kameraanordnung 3 gewonnen werden. Wird im Ergebnis des Vergleiches das geprüfte Fahrzeuginnenverkleidungsteil 13 als NOK bewertet, wird die Aufnahmevorrichtung 7 erneut der Laserbearbeitungsvorrichtung 5 zugestellt und die zentrale Steuereinheit 14 steuert den Laserstrahlgenerator 2 an, um durch mehrfaches Scannen einer vorgegebenen Kontur, in einer vorgegebenen, jetzt geringeren Anzahl, mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit die Schlitz-Steg Schwächungslinie nachzuarbeiten.
  • Im Schritt g) wird eine Einteilung der bewerteten Schlitz-Steg Schwächungslinie in OK und NOK vorgenommen. Dazu wird wenigstens einer der folgende Parameter mittels der Prüfvorrichtung 6 geprüft:
    • • Anzahl der Schlitze und der Stege
    • • Länge der Schlitze und Stege, sowie Breite der Schlitze
    • • Form der Schlitze und der Kontur
    • • Position der Schlitze oder der Kontur innerhalb des Fahrzeuginnenverkleidungsteils 13.
  • Es wird also geprüft, ob die an dem Fahrzeuginnenverkleidungsteil 13 erfassten Istdaten gegenüber den gespeicherten Solldaten innerhalb der Toleranz liegen. Ist dies der Fall wird das Fahrzeuginnenverkleidungsteil 13 in OK eingeteilt.
  • Optional wird in das in OK eingeteilte Fahrzeuginnenverkleidungsteil 13 ein Poka Yoke Element eingebracht, um sicherzustellen, dass ausschließlich in OK eingeteilte Fahrzeuginnenverkleidungsteile 13 verbaut werden. Anschließend wird das Fertigungssystem 1 geöffnet und das fertige Fahrzeuginnenverkleidungsteil 13 kann entnommen werden.
  • Wenn das enthaltene Fahrzeuginnenverkleidungsteil 13 in NOK eingeteilt ist, wird die Aufnahmevorrichtung 7 erneut in die Laserbearbeitungsvorrichtung 5 verfahren, und das Verfahren zur Herstellung und Prüfung einer Schlitz-Steg Schwächungslinie in einem Fahrzeuginnenverkleidungsteil 13 wird erneut gestartet. Bei einem erneuten Durchlauf, dem sogenannten Rework, wird der Laserscanner 4, im Vergleich zum ersten Durchlauf weniger oft ausgelenkt (ca. 1 - 3 mal). Kann das Fahrzeuginnenverkleidungsteil 13 auch nach erfolgtem Rework nicht in OK eingeteilt werden, wird es ausgeschleust und entsorgt, um zu vermeiden, dass fehlerhafte Fahrzeuginnenverkleidungsteile 13 im Fahrzeug verbaut werden. In Prozessen mit geringeren Qualitätsanforderungen kann die Anzahl der möglichen Reworks höher definiert werden.
  • Mit einem erfindungsgemäßen Fertigungssystem 1 können Materialien mit einer Stärke bis zu 4 mm problemlos bearbeitet werden.
  • In 2 ist eine schematische Detaildarstellung der Laserbearbeitungsvorrichtung 5 der Prüfvorrichtung 3 eines erfindungsgemäßen Fertigungssystems 1 gezeigt. Die Prüfvorrichtung 6 ist derart ausgebildet, um folgende Parameter der Schlitz-Steg Schwächungslinie zu ermitteln:
    • • Anzahl der Schlitze und der Stege
    • • Länge der Schlitze und Stege, sowie Breite der Schlitze
    • • Form der Schlitze und der Kontur
    • • Position der Kontur oder der Schlitze innerhalb des Fahrzeuginnenverkleidungsteils 13.
  • Wie in 2 zu erkennen, weist die Prüfvorrichtung 6 eine Beleuchtungseinheit 9 auf, die unterhalb des Maschinentisches 12 angeordnet ist. Die Beleuchtungseinheit 9 dient zur Durchleuchtung des Fahrzeuginnenverkleidungsteils 13. Dazu müssen der Maschinentisch 12 und die Aufnahmevorrichtung 7 eine Öffnung aufweisen, sodass ausgehend von der Beleuchtungseinheit 9 eine Durchlichtprüfung am Fahrzeuginnenverkleidungsteil 13 durchgeführt werden kann. Der Kamerastrahlengang ist dabei koaxial zum Strahlengang der Beleuchtungseinheit 9.
  • Zur Ermittlung aller oder auch nur ein Teil der genannten Parameter erfolgt eine Bildverarbeitung von Aufnahmen der Schlitz-Steg Schwächungslinie. Hierzu kann die Schlitz-Steg Schwächungslinie in unterschiedliche Prüfbereiche unterteilt werden zu denen jeweils unterschiedliche Parameter hinterlegt und erfasst werden können. Die Ergebnisse der Prüfung können sichtbar gemacht und abgespeichert werden. Mittels Barcode kann das Ergebnis dem Fahrzeuginnenverkleidungsteil 13 zugeordnet werden, was eine Rückverfolgbarkeit ermöglicht.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Fertigungssystem
    2
    Laserstrahlgenerator
    3
    Kameraanordnung
    4
    Laserscanner
    5
    Laserbearbeitungsvorrichtung
    6
    Prüfvorrichtung
    7
    Aufnahmevorrichtung
    8
    Absaugvorrichtung
    9
    Beleuchtungseinheit
    10
    Bildverarbeitungseinheit
    11
    Rechen- und Speichereinheit
    12
    Maschinentisch
    13
    Fahrzeuginnenverkleidungsteil
    14
    zentrale Steuereinheit
    SB
    Scanbereich
    KB
    Kameraobjektbereich KB
    BB
    Bearbeitungsbereich BB

Claims (12)

  1. Fertigungssystem (1), umfassend eine Laserbearbeitungsvorrichtung (5) mit einem Laserstrahlgenerator (2) und einem Laserscanner (4) mit einem Scanbereich (SB), zur Herstellung einer Schlitz-Steg Schwächungslinie in einem Bearbeitungsbereich (BB) eines Fahrzeuginnenverkleidungsteiles (13), eine Prüfvorrichtung (6) mit einer Kameraanordnung (3), mit einem Kameraobjektbereich (KB) und einer Bildverarbeitungseinheit (10), zur Prüfung der Schlitz-Steg Schwächungslinie des Fahrzeuginnenverkleidungsteils (13) und eine Rechen- und Speichereinheit (11), dadurch gekennzeichnet, dass das Fertigungssystem (1) einen Maschinentisch (12) mit einem Tischkoordinatensystem aufweist, auf dem eine Aufnahmevorrichtung (7) wenigstens in x-Richtung des Tischkoordinatensystems zwischen der Laserbearbeitungsvorrichtung (5) und der Prüfvorrichtung (6) verfahrbar ist, womit der Bearbeitungsbereich (BB) des in der Aufnahmevorrichtung (7) gehaltenen Fahrzeuginnenverkleidungsteils (13) alternativ mit dem Scanbereich (SB) oder mit dem Kameraobjektbereich (KB) zur Deckungsgleichheit gebracht werden kann.
  2. Fertigungssystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein den Scanbereich (SB) begrenzender Scanwinkel (α) gleich einem den Kameraobjektbereich (KB) begrenzenden Objektwinkel (ß) ist.
  3. Fertigungssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine durch den Laserstrahlgenerator (2) generierte Strahlung in einem Wellenlängenbereich von 1030 - 1090 nm liegt.
  4. Fertigungssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahlgenerator (2) ein Faserlaser ist.
  5. Fertigungssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfvorrichtung (6) eine Beleuchtungseinheit (9) zur Durchleuchtung des Fahrzeuginnenverkleidungsteils (13) aufweist, die unterhalb des Maschinentisches (12) angeordnet ist.
  6. Fertigungssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfvorrichtung (6) derart ausgebildet ist, um folgende Parameter der Schlitz-Steg Schwächungslinie zu ermitteln: • Anzahl der Schlitze und der Stege • Länge der Schlitze und Stege, sowie Breite der Schlitze • Form der Schlitze und der Kontur • Position der Kontur oder der Schlitze innerhalb des Fahrzeuginnenverkleidungsteils (13).
  7. Fertigungssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine vertikal verfahrbare Absaugvorrichtung (8) über der Laserbearbeitungsvorrichtung (5) angeordnet ist.
  8. Verfahren zur Herstellung und Prüfung einer Schlitz-Steg Schwächungslinie in einem Fahrzeuginnenverkleidungsteil (13) unter Verwendung eines Fertigungssystems (1) nach Anspruch 7, umfassend die Schritte: a) Einlegen eines Fahrzeuginnenverkleidungsteils (13) in die Aufnahmevorrichtung (7), b) Verfahren der Aufnahmevorrichtung (7) in die Laserbearbeitungsvorrichtung (5) und Positionieren des Bearbeitungsbereiches (BB) des Fahrzeuginnenverkleidungsteils (13) den Scanbereich (SB) überdeckend, c) Absenken der Absaugvorrichtung (8), d) Herstellung einer Schlitz-Steg Schwächungslinie in dem Bearbeitungsbereich (BB) durch mehrfaches Abscannen einer vorgegebenen Kontur, in einer vorgegebenen Anzahl, mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit, wobei der Laserstrahlgenerator (2) Strahlung in einer vorgegebenen Pulsfrequenz generiert, e) Anheben der Absaugvorrichtung (8), f) Verfahren der Aufnahmevorrichtung (7) in die Prüfvorrichtung (6) und Positionieren des Bearbeitungsbereiches (BB), den Kameraobjektbereich (KB) überdeckend, g) Bewertung der Schlitz-Steg Schwächungslinie im Fahrzeuginnenverkleidungsteil (13) mittels der Prüfvorrichtung (6).
  9. Verfahren zur Herstellung und Prüfung einer Schlitz-Steg Schwächungslinie nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt g) eine Einteilung der bewerteten Schlitz-Steg Schwächungslinie in OK und NOK vorgenommen wird.
  10. Verfahren zur Herstellung und Prüfung einer Schlitz-Steg Schwächungslinie nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeuginnenverkleidungsteil (13) aus der Aufnahmevorrichtung (7) entnommen wird, wenn es als OK eingeteilt ist.
  11. Verfahren zur Herstellung und Überprüfung einer Schlitz-Steg Schwächungslinie nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmevorrichtung (7) erneut in die Laserbearbeitungsvorrichtung (5) verfahren wird, wenn das darin enthaltene Fahrzeuginnenverkleidungsteil (13) in NOK eingeteilt ist und das Verfahren nach Anspruch 8 erneut gestartet wird.
  12. Herstellung und Überprüfung einer Schlitz-Steg Schwächungslinie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt g) wenigstens einen der folgenden Parameter mittels der Prüfvorrichtung (6) geprüft werden: • Anzahl der Schlitze und der Stege • Länge der Schlitze und Stege, sowie Breite der Schlitze • Form der Schlitze und der Kontur • Position der Schlitze oder der Kontur innerhalb des Fahrzeuginnenverkleidungsteils (13).
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