Brake-by-Wire-Systeme verbinden mechanische Komponenten mit Sensoren, Aktuatoren, elektronischen Steuergeräten und Software. Ihre Herstellung erfordert daher mehr als eine Reihe voneinander unabhängiger Montagestationen.
Jeder Prozess muss auf den nächsten abgestimmt sein. Bauteile müssen eindeutig identifiziert, präzise positioniert und zuverlässig montiert werden. Sensoren und Aktuatoren sind zu kalibrieren, relevante Funktionen zu prüfen und sämtliche Qualitätsdaten dem richtigen Produkt zuzuordnen.
Ein durchgängiges Automatisierungskonzept verbindet diese Anforderungen und schafft die Grundlage für eine zuverlässige, rückverfolgbare und skalierbare Brake-by-Wire-Fertigung.
Unterschiedliche Brake-by-Wire-Architekturen verstehen
Brake-by-Wire ist ein Oberbegriff für verschiedene Bremssystemkonzepte. Welche Fertigungsprozesse benötigt werden, hängt von der jeweiligen Systemarchitektur und dem Produktdesign ab.
Elektrohydraulische Systeme werden elektronisch gesteuert, behalten jedoch die hydraulische Betätigung an den Rädern bei. Elektromechanische beziehungsweise Dry-Brake-by-Wire-Systeme erzeugen die Bremskraft unmittelbar über elektrisch angesteuerte Aktuatoren. Weitere relevante Produkte sind Pedalmodule, Bremspedalsimulatoren, Sensoren und elektronische Steuergeräte.
Daraus entstehen unterschiedliche Anforderungen an die Montage und Prüfung. Bei einer elektrohydraulischen Einheit können beispielsweise Befüll-, Dichtheits- und Druckprüfungen erforderlich sein. Bei elektromechanischen Aktuatoren stehen dagegen die Motormontage, elektrische Verbindungen und die mechanische Krafterzeugung im Mittelpunkt.
Produktionskonzepte müssen deshalb an das konkrete Produkt angepasst werden. Der Beitrag Brake-by-Wire: Wie elektronische Bremssysteme die Fahrzeugarchitektur verändern bietet eine grundlegende Einführung in die Technologie und ihre Bedeutung für zukünftige Fahrzeugplattformen.
Typischer Ablauf einer Brake-by-Wire-Fertigung
Obwohl sich die einzelnen Produkte unterscheiden, kann ein automatisierter Fertigungsprozess folgende Schritte umfassen:
- Bauteilzuführung und Identifikation
- Positionierung und Vormontage
- Pressen, Fügen und Schrauben
- Integration von Sensoren und elektronischen Komponenten
- Dosieren, Abdichten und gegebenenfalls Befüllen
- Aufspielen der Software und Parametrierung
- Kalibrierung von Sensoren und Aktuatoren
- Prozessintegrierte Qualitätskontrollen
- End-of-Line-Funktionsprüfung
- Produktkennzeichnung und Speicherung der Fertigungsdaten
Die genaue Abfolge hängt von der jeweiligen Komponente, den benötigten Stückzahlen und dem vorgesehenen Automatisierungsgrad ab. In frühen Produktionsphasen können zunächst manuelle und automatisierte Prozesse kombiniert werden. Mit zunehmender Produktreife lässt sich der Automatisierungsumfang anschließend schrittweise erweitern.
Entscheidend ist die Verknüpfung der einzelnen Produktionsstufen. Die bei Montage, Kalibrierung und Prüfung erzeugten Informationen müssen über den gesamten Fertigungsprozess hinweg eindeutig dem jeweiligen Produkt zugeordnet bleiben.
Automatisiertes Bauteilhandling und präzise Montage
In der Brake-by-Wire-Fertigung werden Komponenten mit unterschiedlichen Größen, Materialien und Empfindlichkeiten verarbeitet. Robuste Gehäuse und mechanische Bauteile treffen auf elektronische Module, Sensoren und empfindliche Kontakte.
Automatisierte Handhabungssysteme können diese Komponenten identifizieren, ausrichten und für den nächsten Prozessschritt positionieren. Kamerasysteme prüfen, ob die richtige Variante vorliegt und das Bauteil korrekt aufgenommen oder eingesetzt wurde.
Typische Montageprozesse sind:
- Pressen und Fügen
- Kontrolliertes Schrauben
- Einsetzen von Dichtungen und Lagern
- Dosieren von Kleb- und Dichtstoffen
- Montage von Sensoren und Aktuatoren
- Herstellung elektrischer Verbindungen
- Kamerabasierte Anwesenheits- und Positionskontrollen
Qualitätsrelevante Parameter lassen sich direkt während dieser Prozesse überwachen. Kraft-Weg-Kurven, Drehmomentwerte oder Dosierergebnisse zeigen unmittelbar, ob der jeweilige Montageschritt innerhalb der definierten Grenzwerte ausgeführt wurde.
Der Beitrag Brake-by-Wire-Fertigung: Montage, Prüfung und Qualitätssicherung behandelt das Zusammenspiel von Montage, Qualitätskontrolle und Prüfdokumentation ausführlicher.
Sensoren, Elektronik und Software integrieren
Die Integration elektronischer Komponenten unterscheidet die Brake-by-Wire-Fertigung wesentlich von der Produktion rein mechanischer Bremskomponenten.
Sensoren müssen exakt montiert werden, damit sie zuverlässige Messwerte liefern. Aktuatoren benötigen sowohl eine präzise mechanische Montage als auch eine elektrische Prüfung. Steuergeräte und Kommunikationsschnittstellen müssen angeschlossen werden, ohne empfindliche Bauteile zu beschädigen.
Abhängig vom Produkt kann der Fertigungsprozess folgende Schritte umfassen:
- Aufspielen der Software
- Produktspezifische Parametrierung
- Kalibrierung der Sensoren
- Kalibrierung der Aktuatoren
- Elektrische Durchgangs- und Isolationsprüfung
- Prüfung der Kommunikationsschnittstellen
Diese Prozesse erfordern eine enge Abstimmung zwischen Produktionsanlage, Prüfsystem und Produktsoftware. Kalibrierwerte, Softwarestände und Prüfergebnisse sollten ebenfalls in der digitalen Fertigungshistorie des Produkts erfasst werden.
Rückverfolgbarkeit und Produktionsdatenmanagement
Brake-by-Wire-Komponenten sind sicherheitskritische Produkte. Hersteller müssen deshalb nachweisen können, dass alle relevanten Montage- und Prüfschritte ordnungsgemäß durchgeführt wurden.
Eine eindeutige Seriennummer oder ein Data-Matrix-Code identifiziert das Produkt bereits ab der ersten Station. Im weiteren Verlauf können unter anderem folgende Informationen erfasst werden:
- Bauteil- und Materialdaten
- Montageparameter
- Kraft-Weg-Kurven
- Drehmoment- und Drehwinkelwerte
- Softwarestände
- Kalibrierergebnisse
- Ergebnisse von Qualitäts- und Funktionsprüfungen
- Informationen zu Nacharbeiten
Durch die Anbindung der Produktionsanlage an MES- oder ERP-Systeme lassen sich diese Daten durchgängig verwalten. Tritt eine Abweichung auf, können das betroffene Produkt, der entsprechende Prozessschritt und die jeweiligen Produktionsbedingungen schneller ermittelt werden.
Die Daten unterstützen darüber hinaus die Optimierung der Fertigung. Wiederkehrende Abweichungen können beispielsweise auf Werkzeugverschleiß, Materialschwankungen oder Veränderungen in der Anlagenleistung hinweisen. Rückverfolgbarkeit dient somit nicht nur der Dokumentation, sondern auch der langfristigen Prozessstabilität.
Von der Pilotfertigung zur Serienproduktion skalieren
Viele Brake-by-Wire-Produkte werden schrittweise industrialisiert. Während der Entwicklung und Pilotfertigung sind Flexibilität und ein direkter Zugriff auf einzelne Prozesse häufig wichtiger als ein maximaler Ausstoß. Mit zunehmender Produktreife steigen die Anforderungen an Stückzahl und Taktzeit.
Ein modulares Automatisierungskonzept unterstützt diesen Übergang. Manuelle oder teilautomatisierte Stationen können in frühen Produktionsphasen eingesetzt und später durch weitere automatisierte Prozesse ergänzt oder ersetzt werden.
Skalierbare Produktionskonzepte können folgende Elemente umfassen:
- Modulare Montage- und Prüfstationen
- Flexible Werkstückaufnahmen für verschiedene Produktvarianten
- Konfigurierbare Prozess- und Prüfsoftware
- Erweiterbare Materialflusssysteme
- Zusätzliche Stationen für steigende Produktionsmengen
- Integration neuer Funktionen und Produktgenerationen
Dadurch kann der Automatisierungsgrad an die aktuelle Produktreife und den tatsächlichen Produktionsbedarf angepasst werden. Gleichzeitig sinkt das Risiko, zu früh eine hoch spezialisierte Anlage für noch nicht vollständig definierte Produkt- und Prozessanforderungen zu entwickeln.
Ein durchgängiges Brake-by-Wire-Produktionskonzept entwickeln
Eine zuverlässige Brake-by-Wire-Fertigung erfordert einen ganzheitlichen Blick auf den Produktionsprozess. Bauteilhandling, mechanische Montage, Elektronikintegration, Kalibrierung, Funktionsprüfung und Datenmanagement müssen aufeinander abgestimmt sein.
Die geeignete Lösung richtet sich nach der Systemarchitektur, dem Produktreifegrad, der Variantenanzahl und der benötigten Ausbringung. Werden diese Faktoren von Beginn an gemeinsam berücksichtigt, entstehen durchgängige Produktions- und Datenflüsse statt voneinander isolierter Einzelprozesse.
Die HAHN Automation Group verbindet Erfahrung in Montageautomation, Prüftechnik und Produktionsdatenmanagement, um Konzepte für zukünftige Bremstechnologien zu entwickeln. Die Case Study Brake-by-Wire-Systeme: Automatisierungskompetenz für die Produktion der Zukunft zeigt relevante Kompetenzen entlang unterschiedlicher Produktionsstufen.
Modulare Anlagen und vernetzte Prozessdaten ermöglichen Produktionskonzepte, die aktuelle Anforderungen erfüllen und gleichzeitig an neue Brake-by-Wire-Architekturen, Varianten und Stückzahlen angepasst werden können.
Weiterführende Inhalte
Brake-by-Wire-Systeme: Automatisierungskompetenz für die Produktion der Zukunft
Brake-by-Wire: Wie elektronische Bremssysteme die Fahrzeugarchitektur verändern
Brake-by-Wire-Fertigung: Montage, Prüfung und Qualitätssicherung
Automatisierungslösungen für die Mobility-Industrie
Bereiten Sie Ihre Brake-by-Wire-Produktion auf die nächsten Schritte vor
Ob Pilotanlage, Skalierung eines bestehenden Prozesses oder neues Produktionskonzept für eine Brake-by-Wire-Komponente: Wir unterstützen Sie mit flexiblen Lösungen für Montage, Prüfung und Rückverfolgbarkeit.
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