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Next Level Identification mit UHF-RFID: Audi vollzieht Technologie-Upgrade im Karosseriebau

Use Cases | von Pepperl+Fuchs | 21. April 2016
Tracking & Tracing in der Autoproduktion Tracking & Tracing in der Autoproduktion BILD: AUDI AG

Von Mikrowelle über HF zu UHF

Mehr als 4.000 Transportgestelle für Türen, Heckklappen und Motorhauben mit UHF-RFID-Transpondern für lückenlose Prozesstransparenz gekennzeichnet

Die Audi-Produktion im Werk Ingolstadt weist eine hohe Fertigungstiefe auf. Vom Karosseriebau bis zur Endmontage werden alle Prozessschritte inhouse abgebildet. Einer höchstmöglichen Transparenz in der Supply-Chain kommt somit eine tragende Rolle zu, um zur richtigen Zeit die richtigen Teile montieren zu können. Um den Transport von im hauseigenen Presswerk hergestellten Türen, Heckklappen und Motorhauben zu tracken und die Anlieferung an der Fertigungslinie zu überprüfen, setzt Audi heute auf UHF-RFID-Technologie von Pepperl+Fuchs. Im Gespräch mit „RFID im Blick“ berichten Dr. Klaus Schmitt und Michael Förste über die Projektumsetzung, die ursprünglich mit HF-RFID gelöst werden sollte, heute aber mit UHF reibungslos funktioniert.

Dr. Klaus Schmitt, Product Manager RFID, Business Unit Systeme und Michael Förste, Key Account Manager, Fabrikautomation, Pepperl+Fuchs, im Interview mit „RFID im Blick“

Die Ausgangslage

Ein über zehn Jahre im Einsatz befindliches Mikrowellen- Identsystem sollte abgelöst werden. Zum einen, da die genutzte aktive Transpondertechnologie regelmäßige Batteriewechsel erforderlich machten. Und zweitens, da die Lesesysteme nicht Profinet-fähig waren. Ein Technologiewechsel wurde somit nötig. Erste Planungen sahen den Einsatz eines HF-RFID-Systems vor. „Für den Projektbeginn im März 2013 suchte Audi per Ausschreibung nach einem Partner, der die benötigte HF-RFID-Technologie bereitstellen kann. Diesen Auftrag konnte Pepperl+Fuchs gewinnen“, berichtet Michael Förste.

Klaus SchmittKlaus Schmitt „Mit UHF-RFID hatten wir größere Freiheiten eine für die Prozesse bessere Lösung umzusetzen, ohne dass wir Hilfskonstruktionen benötigten. Auch das ist ein Teil von Industrie 4.0: Technologie, die heute Herausforderungen in der Fertigung lösen kann, die vor ein paar Jahren so noch nicht umsetzbar gewesen wären.“

„Bei der Überprüfung der technologischen Machbarkeit stellte sich heraus, dass die Anwendung mit HF-Technologie nicht zufriedenstellend zu lösen war. Daher vollzogen wir Mitte 2014 gemeinsam mit Audi einen Technologiewechsel zur UHF-Technologie. Die Gegebenheiten an den Förderstrecken und den Gestellparkpositionen mit unterschiedlichen Lesereichweiten haben den HF-Einsatz unmöglich werden lassen“, so der Key Account Manager.

Die Herausforderungen

Um eine UHF-Applikation in der Umgebung von Fördertechnik, Karosseriebau und Fertigungsstraße zu integrieren, mussten mehrere Herausforderungen gelöst werden. „In der Automobilfertigung kommt zunächst eine Menge Metall in der Umgebung vor. Im Presswerk und im Karosseriebau selbst, in der Fördertechnik und der Infrastruktur an den Gestellparkpositonen sowie die Gestelle selbst, die komplett aus Metall bestehen“, beschreibt Dr. Klaus Schmitt das für die UHF-Technologie grundsätzlich herausfordernde Umfeld und führt aus:

„Im Prozess selbst gab es zwei größerer Herausforderungen. Erstens werden die Gestelle mit wenig Abstand und zum Teil auf zwei Bahnen nebeneinander befördert. Um Überreichweiten zu vermeiden, musste die Ausrichtung der Leseköpfe präzise vorgenommen werden und auch die Sendeleistung entsprechend gedrosselt werden, um immer nur exakt ein Gestell zu erfassen. Die zweite Herausforderung bestand in der Erfassung der Gestelle an den Parkpositionen direkt an der Fertigungsstraße.“

Die Umsetzung

Ein Metallträgersystem markiert jeden Gestellabladeplatz. Dieses System besteht aus circa 15 Zentimeter hohen und leicht nach innen angeschrägten Trägern. Die Anschrägung sorgt dafür, dass jedes Gestell, wenn ein Stapler es von der Fördertechnik zum Abladeplatz bringt, in die exakt richtige Position gleitet. „Fertigungsroboter entnehmen die Teile aus den Gestellen. Eine exakte Positionierung ist also wichtig für den reibungslosen Ablauf“, erläutert Dr. Klaus Schmitt. Um zu überprüfen, ob das richtige Gestell am richtigen Ort abgeladen wurde, erfasst ein UHF-Lesekopf, der im Träger am Boden verbaut ist, den UHF-Transponder, der seitlich an die Gestelle angeschraubt wurde.

„Hier war die Herausforderung, dass der Lesekopf am Boden montiert ist und quasi nach oben – und damit zweimal vorbei an dem seitlich angebrachten Transponder – ‚vorbeischaut‘. Diesem eher unüblichen Reader-Tag-Arrangement konnten wir mit einer optimalen Hardware-Abstimmung zu einer sinnvoll einsetzbaren Lösung verhelfen. Dagegen war die Abstimmung der an der Förderstrecke montierten Leseköpfe vergleichsweise einfach“, führt Dr. Schmitt aus.

Die Auswirkungen

„Der Technologiewechsel vom ursprünglich geplanten HF-System zum jetzt installierten UHF-System war der Schlüssel für die erfolgreich in Betrieb genommene Lösung. Trotz der Projektgröße mit mehr als 350 verbauten Leseköpfen an über vier Kilometern Fördertechnik und Gestellabladeplätzen, funktioniert die Anwendung reibungslos“, sagt Michael Förste. Dr. Klaus Schmitt ergänzt: „Diese Projekt ist ein anschauliches Beispiel, dass sich mit der UHF-Technologie auch Herausforderungen in industriellen Anwendungen lösen lassen, die auf den ersten Blick nicht für die Technologie geeignet erscheinen.

Mit einem langjährigen Erfahrungsschatz ist es möglich, auch hier die passenden Einstellungen zu finden. Manchmal ist beispielsweise weniger Sendeleistung besser als zu viel.“ Die Technologie müsse nicht immer komplett ausgereizt werden, um bestmögliche Ergebnisse zu erzielen. „Das Zusammenspiel aus Lesekopf und Transponder entscheidet am Ende über den funktionalen Wert einer Lösung. Und dieser konnte bei Audi erreicht werden.“

Letzte Änderung am Donnerstag, 21 April 2016 12:16
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