Intelligente Automatisierung revolutioniert Montage von Unterbodenverkleidungen bei PKW und entlastet Mitarbeitende.

8. Juli 2026

Effizientere Montage von Unterbodenverkleidungen bei PKW durch intelligente Automatisierung

Die Automatisierung repetitiver und ergonomisch belastender Tätigkeiten kann die Arbeit von Mitarbeitenden erheblich erleichtern. Insbesondere in der Fahrzeugmontage sind jedoch zahlreiche Faktoren zu berücksichtigen, um Automatisierungslösungen wirtschaftlich und praxisgerecht umzusetzen. Ein gemeinsames Projekt des Fraunhofer IWU und der Volkswagen Sachsen GmbH entwickelt derzeit ein hybrid-autonomes Montagesystem (HAutoMont), das die teilautonome und wirtschaftliche Montage von Unterbodenverkleidungen (UBV) bei PKW ermöglicht. Ziel ist es, Empfehlungen für automatisierungsgerechte Montageprozesse und Bauteile zu erarbeiten.

Herausforderungen bei der Montage von Unterbodenverkleidungen

Die Montage von Unterbodenverkleidungen erfolgt häufig in Über-Kopf-Arbeit oder in ungünstigen Körperhaltungen, was zu Belastungen von Schultern, Nacken und Rücken führt. Die Bauteile sind groß, flexibel und besitzen komplexe Formen, was das Positionieren mit hohem Kraftaufwand verbunden macht. Zur Befestigung werden meist Clips oder Schrauben verwendet, die zunächst aufgenommen und mitgeführt werden müssen. Besonders bei großen Bauteilen ist oft eine zweite Person zur Verschraubung erforderlich, zudem sind die Bewegungsräume häufig eingeschränkt.

Automatisierungspotenziale und technische Herausforderungen

Obwohl eine Automatisierung dieser Aufgaben naheliegend erscheint, bestehen erhebliche Herausforderungen. Menschen verfügen über eine hohe Flexibilität und sensorische Fähigkeiten, die es ihnen erlauben, Bauteile präzise zu positionieren, auch wenn diese variieren oder weich sind. Automatisierungssysteme benötigen hingegen exakte Positionierungsdaten und haben Schwierigkeiten mit biegeschlaffen Bauteilen. Zudem erfordern Fehlfunktionen wie nicht korrekt eingerastete Clips oft zeitintensive Nacharbeiten, die im engen Taktplan kaum berücksichtigt werden können.

Weiterhin erschweren die voluminösen und schwer stapelbaren Bauteile mit ihrem hohen Platzbedarf das maschinelle Handling. Produktanpassungen im Laufe der Modellpflege erhöhen die Variantenvielfalt, was wiederum den Bedarf an Sonderwerkzeugen und -vorrichtungen erhöht und die Flexibilität der Automatisierung einschränkt.

Entwicklung einer flexiblen Hybridlösung am Beispiel eines Bauteils

Das Projektteam konzentrierte sich auf ein spezifisches Bauteil des Volkswagen ID.3, ein Abschirmungsbauteil zur Verbesserung der Fahrzeug-Aerodynamik. Dieses Bauteil ist 110 cm lang, 88 cm breit und besteht aus 2 mm dünnem Polypropylen mit geringer Eigensteifigkeit. Zur Minimierung von Verformungen wird es mittels Saugern an drei Punkten aufgenommen. Ein Schraubroboter identifiziert die exakten Bohrungen für jede Schraube, führt diese ein und zieht sie fest.

Diese automatisierten Teilprozesse sind in einen Fertigungsabschnitt eingebettet, der ansonsten manuelle Tätigkeiten umfasst, wodurch eine hybride, teilautonome Montage realisiert wird. Die gewonnenen Erkenntnisse dienen dazu, zukünftige Bauteilgenerationen und Fertigungsprozesse besser auf Automatisierung auszurichten.

Empfehlungen für automatisierungsgerechte Bauteil- und Prozessgestaltung

Frühzeitige Integration von Automatisierungsanforderungen in die Produktentwicklung zur besseren Abstimmung von Bauteilen und Fertigungsprozessen.
Bauteile sollten an definierten Stellen gut greifbar, verwindungsarm und einfach positionierbar sein. Konstruktionen, die ein problemloses Einrasten, Positionieren und Ausrichten ermöglichen, sind vorteilhaft.
Ein verformungsarmes Handling der Bauteile ist essenziell. Änderungen während der Modelllaufzeit sollten den erreichten Automatisierungsgrad nicht beeinträchtigen.
Geringe Toleranzen bei angrenzenden Komponenten wie der Frontschürze erleichtern automatisierte Montageprozesse.
Die Kombination von zwei sehr nachgiebigen Komponenten erschwert die Herstellung von Schraubverbindungen.
Reduzierte Varianz bei Verbindungstechniken sowie eine geringere Vielfalt an Schrauben und Clips minimieren den Bedarf an Sonderwerkzeugen, deren Wechsel in kurzen Taktzeiten kaum möglich ist.
Da Flächen in der Endmontage begrenzt sind, sollten Automatisierungslösungen möglichst platzsparend gestaltet werden. Bei paralleler Tätigkeit von Menschen und Robotern erhöht sich der Flächenbedarf durch Sicherheitsmaßnahmen.
Die menschliche Sensitivität beim Einpassen von Bauteilen ist schwer durch Maschinen ersetzbar. Automatisierung sollte daher dort eingesetzt werden, wo sie wirtschaftlich und ergonomisch den größten Nutzen bringt.

Projektpartner und Förderung

Das Projekt HAutoMont wird gemeinsam von der Volkswagen Sachsen GmbH, der Müller und Pfeiffer GmbH, der Stella Systemhaus GmbH sowie dem Fraunhofer IWU durchgeführt. Die Finanzierung erfolgt durch Steuermittel auf Grundlage des vom Sächsischen Landtag beschlossenen Haushalts.