Brake-by-Wire-Fertigung: Montage, Prüfung und Qualitätssicherung

Brake-by-Wire verändert nicht nur die Funktionsweise der Fahrzeugbremse. Die Technologie stellt auch neue Anforderungen an die Herstellung, Montage und Prüfung der einzelnen Komponenten.

Sensoren, elektronische Steuergeräte, Aktuatoren und mechanische Bauteile müssen als Gesamtsystem zuverlässig zusammenarbeiten. Diese Verbindung von Mechanik, Elektronik und Software macht die Fertigung besonders anspruchsvoll – insbesondere, weil das Bremsen zu den sicherheitskritischsten Fahrzeugfunktionen gehört.

Für die Industrialisierung sind deshalb ganzheitliche Produktionskonzepte erforderlich. Sie müssen Präzisionsmontage, integrierte Prüfprozesse, lückenlose Rückverfolgbarkeit und die notwendige Flexibilität für zukünftige Produktgenerationen miteinander verbinden.

Warum die Brake-by-Wire-Fertigung besonders anspruchsvoll ist

Bereits konventionelle Bremskomponenten stellen hohe Anforderungen an die Prozesssicherheit. Bei Brake-by-Wire kommen elektronische Steuerungen, Sensorik, Kommunikationsschnittstellen und softwarebasierte Funktionen hinzu.

Abhängig von der jeweiligen Systemarchitektur umfasst die Produktion beispielsweise elektrohydraulische Einheiten, elektromechanische Aktuatoren, Pedalmodule, Sensoren oder elektronische Steuergeräte. Jedes Produkt bringt eigene Anforderungen an Montage und Prüfung mit sich.

Zu den zentralen Herausforderungen gehören:

Enge mechanische Toleranzen
Empfindliche elektronische Komponenten
Zuverlässige elektrische und mechanische Verbindungen
Präzise überwachte Füge- und Schraubprozesse
Kalibrierung von Sensoren und Aktuatoren
Unterschiedliche Produktvarianten und Systemarchitekturen
Vollständige Dokumentation qualitätsrelevanter Daten

Gleichzeitig befinden sich viele Brake-by-Wire-Produkte noch in der Entwicklung. Die Produktionssysteme müssen daher den Übergang von ersten Konzepten und der Pilotfertigung bis hin zu stabilen Serienprozessen unterstützen.

Der Beitrag Brake-by-Wire: Wie elektronische Bremssysteme die Fahrzeugarchitektur verändern bietet zusätzliche Informationen zur Technologie und ihrer Bedeutung für elektrische, automatisierte und softwaredefinierte Fahrzeuge.

Präzisionsmontage mechanischer und elektronischer Komponenten

Brake-by-Wire-Produkte vereinen Bauteile mit sehr unterschiedlichen Eigenschaften. Robuste mechanische Komponenten müssen gemeinsam mit empfindlichen Sensoren, elektronischen Modulen und elektrischen Schnittstellen montiert werden.

Automatisierte Produktionsprozesse können unter anderem folgende Schritte umfassen:

Zuführung und Handhabung der Komponenten
Präzise Positionierung und Ausrichtung
Press- und Fügeprozesse
Kontrollierte Schraubprozesse
Dosierung von Kleb- oder Dichtstoffen
Montage von Sensoren und Aktuatoren
Herstellung elektrischer Verbindungen
Kamerabasierte Anwesenheits- und Positionskontrollen

Eine kontinuierliche Prozessüberwachung ist dabei unerlässlich. Kraft-Weg-Kurven, Drehmomentwerte, Dosierparameter und Ergebnisse der Bildverarbeitung können unmittelbar während der Montage erfasst werden. Abweichungen lassen sich erkennen, bevor das Bauteil den nächsten Produktionsschritt erreicht.

Dadurch sinkt das Risiko, fehlerhafte Komponenten durch den gesamten Fertigungsprozess weiterzubearbeiten. Gleichzeitig liefern die erfassten Daten eine wichtige Grundlage für die kontinuierliche Prozessoptimierung.

Prüfprozesse direkt in die Fertigung integrieren

Die Qualitätssicherung sollte sich nicht auf eine abschließende Prüfung am Linienende beschränken. Bei der Brake-by-Wire-Fertigung können relevante Merkmale unmittelbar nach kritischen Montageschritten überprüft werden.

Abhängig vom Produkt und der Systemarchitektur sind beispielsweise folgende Prüfungen möglich:

Kraft-Weg-Überwachung
Drehmoment- und Drehwinkelkontrolle
Kamerabasierte Qualitätsprüfung
Elektrische Prüfung
Prüfung der Kommunikationsschnittstellen
Kalibrierung von Sensoren und Aktuatoren
Dichtheits- und Druckprüfung
Funktionale Validierung

Inline-Prüfungen ermöglichen es, Abweichungen dort zu erkennen, wo sie entstehen. Das erleichtert die Ursachenanalyse und verhindert, dass fehlerhafte Komponenten weitere Fertigungsschritte durchlaufen.

Bei der End-of-Line-Prüfung wird die montierte Einheit schließlich als vollständiges Funktionssystem überprüft. Mechanisches Verhalten, elektrische Signale, Kommunikationsfunktionen und definierte Betriebszustände können mit den jeweiligen Vorgaben abgeglichen werden. Das konkrete Prüfkonzept richtet sich dabei immer nach der Komponente, ihren Sicherheitsanforderungen und der vorgesehenen Bremssystemarchitektur.

Qualitätssicherung durch lückenlose Rückverfolgbarkeit

Bei sicherheitskritischen Produkten reicht es nicht aus, lediglich das Bestehen der Endprüfung zu dokumentieren. Hersteller müssen auch nachvollziehen können, wie eine Komponente montiert wurde und welche Prozessparameter dabei vorlagen.

Über eine eindeutige Seriennummer oder einen Data-Matrix-Code lässt sich das Produkt mit seiner vollständigen Fertigungshistorie verknüpfen. Diese kann unter anderem folgende Informationen umfassen:

Material- und Bauteildaten
Montageparameter
Drehmoment- und Kraft-Weg-Daten
Kalibrierwerte
Ergebnisse der Qualitätskontrollen
Informationen zu Nacharbeiten
Resultate der Endprüfung

Die Anbindung der Produktionsanlage an MES- oder ERP-Systeme unterstützt ein konsistentes Datenmanagement über den gesamten Fertigungsprozess hinweg. Tritt eine Abweichung auf, können betroffene Produkte und Prozessschritte schneller identifiziert werden.

Rückverfolgbarkeit dient deshalb nicht nur der Qualitätsdokumentation. Die Prozessdaten helfen auch dabei, wiederkehrende Abweichungen zu erkennen, vorbeugende Wartungsmaßnahmen abzuleiten und einzelne Stationen gezielt zu optimieren.

Flexible Automation für neue Bremssystemarchitekturen

Brake-by-Wire-Technologien und Produktdesigns werden sich weiterentwickeln. Produktionsanlagen müssen deshalb auf neue Varianten, veränderte Komponenten und steigende Stückzahlen reagieren können.

Modulare Automatisierungskonzepte ermöglichen es, Prozesse schrittweise einzuführen. Hersteller können mit einer manuellen oder teilautomatisierten Pilotfertigung beginnen und später zusätzliche Stationen für Montage, Handhabung und Prüfung integrieren.

Flexible Werkstückaufnahmen, konfigurierbare Software und modular aufgebaute Prüffunktionen erleichtern außerdem die Verarbeitung neuer Varianten. Dadurch ist nicht bei jeder neuen Produktgeneration oder veränderten Systemanforderung eine vollständig neue Produktionsanlage erforderlich.

Die HAHN Automation Group verbindet Erfahrungen in der Präzisionsmontage, Prüftechnik und Produktionsdatenerfassung, um Konzepte für zukünftige Bremstechnologien zu entwickeln. Die Case Study Brake-by-Wire-Systeme: Automatisierungskompetenz für die Produktion der Zukunft zeigt relevante Automatisierungsmöglichkeiten für unterschiedliche Komponenten und Produktionsstufen, ohne sich auf eine einzelne Systemarchitektur zu beschränken.

Montage, Prüfung und Qualitätssicherung verbinden

Eine zuverlässige Brake-by-Wire-Fertigung basiert nicht auf einzelnen Montage- oder Prüfprozessen. Mechanische Fertigung, Elektronikintegration, Kalibrierung, Qualitätskontrolle und Datenmanagement müssen als zusammenhängendes Produktionskonzept betrachtet werden.

Wer Qualitätsprüfungen direkt in den Fertigungsprozess integriert und relevante Prozessdaten durchgängig erfasst, schafft eine stabile Grundlage für die Industrialisierung neuer Bremstechnologien. Modulare Automatisierung bietet zusätzlich die notwendige Flexibilität, um die Produktion zu skalieren und an zukünftige Systemgenerationen anzupassen.

So können aus innovativen Brake-by-Wire-Konzepten zuverlässige, rückverfolgbare und skalierbare Fertigungsprozesse entstehen.