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Quality Engineering Plus 02.18

Themen Fertigungsmesstechnik zur Fachmesse AMB, Stuttgart

Themen Fertigungsmesstechnik zur Fachmesse AMB, Stuttgart

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P2.18<br />

Messe AMB: Fertigungsmesstechnik für Fortgeschrittene<br />

Reportage | Klumpp setzt bei Drehteil-Prüfung stark auf Fertigungsmesszellen<br />

5-Achs-Fräszentren | Inprozess-Messtechnik zur Prozessoptimierung<br />

Automation | Zimmer & Kreim integriert Messtechnik in der Fertigungszelle<br />

PLUS<br />

TITELTHEMA<br />

Megaschnelle Multisensor-Messungen<br />

Wie das 5-Achsen-Messsystem von Renishaw Messzeiten drastisch reduziert<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> PLUS 02.2018 1


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2 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> PLUS 02.2018<br />

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Ansichten ::<br />

Messtechnik wird zum<br />

Prozessstabilisator<br />

Die AMB in Stuttgart zeigt, dass die Grenzen des Machbaren<br />

bei der zerspanenden Fertigung ständig weiter<br />

hinausgeschoben werden. Die Entwicklung zur Komplettbearbeitung<br />

hält weiter an, Bauteile sollen möglichst<br />

in einer Maschine und von sechs Seiten fertig bearbeitet<br />

werden. So finden zum Beispiel zunehmend<br />

Schleiftechnologien Eingang in klassische Dreh- und<br />

Fräsmaschinen. Dies ist nicht nur der Effizienz geschuldet,<br />

sondern auch der Tatsache, dass bestimmte Qualitäten<br />

überhaupt nur so herstellbar sind. Beispiele dafür<br />

sind laut Dr. Oliver Gossel, Vertriebsleiter bei Röders, einem<br />

Hersteller von Hochgeschwindigkeitsfräsmaschinen,<br />

Oberflächengüten bis hin zur Glanzbearbeitung in<br />

Stahl und immer höhere Werkstückgenauigkeiten.<br />

„Die Messtechnik wird<br />

zunehmend dafür<br />

eingesetzt, die Dreh-,<br />

Fräs- oder Schleifprozesse<br />

stabil zu<br />

halten.“<br />

Sabine Koll, Redaktion<br />

qe.redaktion@konradin.de<br />

Dies alles funktioniert ohne präzise Messtechnik nicht.<br />

Deshalb haben viele Hersteller ihre CNC-Bearbeitungszentren<br />

mittlerweile mit Messtechnik ausgestattet –<br />

sei es Inprozess-Messtechnik, Messtechnik in der Fertigungszelle<br />

oder in direkter Nachbarschaft dazu. Denn<br />

vielfach müssen alle Bauteile einer Produktionscharge<br />

auf Dimensionen oder Oberflächengüte gemessen<br />

werden. Das heißt, 100-Prozent-Messungen werden<br />

immer mehr zum Standard. Mehr noch: Die Messtechnik<br />

wird zunehmend dafür genutzt, die Dreh-, Fräsoder<br />

Schleifprozesse stabil zu halten. Wenn sich bei einem<br />

Bauteil auffällige Messergebnisse zeigen, kann die<br />

Fertigung oder sogar die Bearbeitungsmaschine reagieren<br />

– bevor noch der Prozess aus dem Ruder zu laufen<br />

droht.<br />

Sie lesen in dieser Sonderausgabe von <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong><br />

zur AMB in mehreren Beiträgen, wie die Fertigungsmesstechnik<br />

von morgen schon heute funktionieren<br />

kann.<br />

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<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> PLUS 02.2018 3


:: Inhalt<br />

▶ Messen direkt in der Fertigung:<br />

Die Automatendreherei Klumpp ersetzt<br />

zunehmend Handmessgeräte<br />

durch Fertigungsmesszellen<br />

▼ Renishaws 5-Achsen-Messsystem<br />

reduziert die Messzeiten<br />

drastisch – auch durch<br />

neue Rauheitsmess sensoren<br />

10<br />

17<br />

Management<br />

06 Messtechnik-Trends auf der AMB<br />

Digitalisierung und Messen im<br />

Fertigungsprozess sind die bestimmenden<br />

Themen, schnelle und geschlossene<br />

Regelkreise sind das Ziel<br />

Titelthema<br />

10 Megaschnelle Multisensor-Messungen<br />

Renishaws 5-Achsen-Messsystem Revo<br />

beschleunigt die Zykluszeit bei der<br />

Fertigung des Antriebsstrangs um bis<br />

zu 70 %<br />

Technik<br />

14 Rotationssymmetrische Bauteile<br />

Klingelnberg deckt mit seinen<br />

Präzisionsmesszentren große<br />

Bandbreite an Aufgaben ab<br />

17 Drehteil-Prüfung<br />

Automatendreherei Klumpp baut die<br />

Qualitätssicherung um und nutzt eine<br />

Messzelle direkt in der Fertigung<br />

20 Wellenmesstechnik<br />

Dr. Heinrich Schneider Messtechnik<br />

hat die smarte Fabrik im Visier<br />

23 Präzisionstechnik<br />

Disterhoft optimiert mit Software<br />

von Blum seine 5-Achs-Fräszentren<br />

26 Automobilproduktion<br />

Viele Anwendungsmöglichkeiten<br />

für Horizontalarm-Systeme und<br />

Portalmessgeräte von Wenzel<br />

28 Automatisierung<br />

Kleiner Stanztechnik kombiniert in<br />

einer Fertigungszelle Werkzeugmaschinen,<br />

Messtechnik und Robotik<br />

30 Werkzeug- und Formenbau<br />

Softwaregestützte Automation vereinfacht<br />

Prozesse – Messtechnik liefert Ergebnisse<br />

an die Bearbeitungsmaschine<br />

32 Hochpräzise Fertigung<br />

Wittenstein überwacht die<br />

Messraumtemperatur mit einem<br />

System von Zeiss<br />

34 Optische Messtechnik<br />

Von Wellenmessgeräten bis<br />

Oberflächenprüfung – Jenoptik mit<br />

breitem Produktspektrum<br />

36 Schleifprozesse<br />

Schott setzt bei der CNC-Bearbeitung<br />

auf Längenmessgeräte von Heidenhain<br />

Branchennews<br />

38 Messtechnik-Highlights der AMB<br />

<strong>Quality</strong> World<br />

41 Prüfen im Mikrobereich<br />

Magnetisches Verfahren für<br />

nichtmagnetischen Stahl<br />

42 Firmenindex<br />

42 Impressum<br />

4 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> PLUS 02.2018


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<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> PLUS 02.2018 5


:: Management<br />

Die Digitalisierung ist auch in der Zerspanung<br />

und der dabei verwendeten<br />

Messtechnik angekommen<br />

Bild: Messe Stuttgart<br />

Messtechnik-Trends auf der AMB<br />

Basis für die smarte Produktion<br />

Digitalisierung und Messen im Fertigungsprozess sind die bestimmenden Themen für die<br />

Anbieter von Messlösungen und Qualitätstechnologien auf der AMB. Schnelle und geschlossene<br />

Regelkreise sind das Ziel. Doch damit ist auch ein erhöhter Aufwand für die Firmen verbunden.<br />

Herausforderung ist auch die additive Fertigung, die auf der Messe ebenfalls eine Rolle spielt.<br />

Der Autor<br />

Markus Strehlitz<br />

Redaktion<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong><br />

Für die Messtechnik in der zerspanenden Metallbearbeitung<br />

gilt das Gleiche wie für ihren Einsatz auf anderen<br />

Feldern: Sie rückt zunehmend in die Fertigung. Der<br />

Trend, der sich schon auf der vergangenen AMB zeigte,<br />

ist auch dieses Mal deutlich zu erkennen.<br />

Das Messen im Prozess ist in der Metallbearbeitung<br />

bereits weit verbreitet. Viele Maschinen sind entsprechend<br />

ausgerüstet. Die Messtechnologien werden robuster,<br />

um mit den zum Teil rauen Bedingungen im Produktionsprozess<br />

fertig zu werden. Und die Preise der integrierten<br />

Messtechnik fallen. Auf der anderen Seite<br />

steigen die Anforderungen an die Genauigkeit. Dies alles<br />

trägt dazu bei, dass Messtechnik zunehmend in die<br />

Fertigung eingebunden wird.<br />

Diese deckt dabei ein großes Spektrum an Messungen<br />

ab: von der Einrichtung von Werkzeugen und Werkstücken<br />

in der Werkzeugmaschine, über das Erkennen<br />

von Verschleiß und Bruch von Werkzeugen bis hin zur finalen<br />

Kontrolle des Werkstücks vor dem Abspannen.<br />

Ausschuss, der etwa durch Werkzeugbruch und –verschleiß,<br />

Temperaturgang des Bearbeitungszentrums<br />

oder menschliche Fehler verursacht wird, lässt sich auf<br />

ein Mindestmaß reduzieren.<br />

Zum Einsatz kommen dabei sowohl taktile als auch<br />

optische Systeme. Wie in anderen Bereichen sind aber<br />

auch hier die optischen Technologien auf dem Vormarsch.<br />

So hat zum Beispiel Isra Vision (Halle 7, Stand<br />

A39) einen 3D-Multi-Stereo-Sensor entwickelt, der sich<br />

inline, atline und offline nutzen lässt. Auf Basis einer<br />

exakten 3D-Formerfassung überprüft er sämtliche<br />

Merkmale eines Objekts wie Bohrlöcher oder Spaltmaße<br />

in einem Messvorgang. Die Ergebnisse stehen per<br />

CAD-Abgleich sofort zur Verfügung.<br />

Daneben gibt es Lösungen, die optische und taktile<br />

Verfahren miteinander kombinieren. Dazu zählt etwa<br />

das Hybrid-Lasermesssystem von Blum Novotest (AMB:<br />

Halle 7, Stand A15). Der auf der Digilog-Technik basierende<br />

Laser erzeugt tausende Messpunkte pro Sekunde.<br />

Die taktile Messung wird mit dem adaptierten Blum-<br />

Messtaster mit planverzahntem Shark360-Messwerk<br />

durchgeführt. Laut Anbieter ergibt die Kombination<br />

Sinn. Denn bei rotierenden Werkzeuge empfehle es sich,<br />

diese schnell und sicher per Laser zu messen. Nicht-rotierende<br />

Werkzeuge sollten dagegen taktil überwacht<br />

werden.<br />

Messtechnik greift proaktiv ein<br />

Die Messtechnik in oder sehr nahe an der Werkzeugmaschine<br />

sorgt für kurze, schnelle Regelkreise. Damit legt<br />

sie auch die Basis für eine smarte Produktion. Denn die<br />

Digitalisierung ist auch in der Zerpanung und der dabei<br />

verwendeten Messtechnik angekommen.<br />

Der Grundgedanke ist dabei, dass alle Systeme miteinander<br />

vernetzt sind und Daten austauschen – von der<br />

Produktion über die Konstruktion bis zur ERP-Software.<br />

Die Messtechnik ist dabei ein integraler Bestandteil der<br />

Fertigung. Sie soll proaktiv schon während der Fertigung<br />

eingreifen und die Produktion korrigieren , wenn<br />

ein Bauteil nicht den richtigen Toleranzen entspricht.<br />

Grundgedanke der so genannte Closed-Loop-Ansatz.<br />

Produktionssysteme, Maschinen und Messtechnik bil-<br />

6 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> PLUS 02.2018


den einen geschlossenen und miteinander kommunizierenden<br />

Kreislauf, der es ermöglicht, das Erstteil bereits<br />

als Gutteil zu produzieren. Die eingebundene<br />

Messtechnik verifiziert bereits in einem sehr frühen Fertigungsstadium<br />

Dimensionen, Toleranzen und Oberflächengüte.<br />

Erkennt der Messsensor, dass ein Bauteil fehlerhaft<br />

ist, wird diese Information im Produktionskreislauf<br />

eingespeist.<br />

Ein Hersteller, der den Closed-Loop-Ansatz verfolgt,<br />

ist zum Beispiel Alicona (AMB: Halle 7, Stand B34). Die<br />

Geräte des Anbieters wie etwa das Infinitefocus fügen<br />

sich in dieses Konzept ein. „Wir stellen die Schnittstellen<br />

und das Knowhow für die Einbindung in die Unternehmensarchitektur<br />

bereit“, erklärt Geschäftsführer Stefan<br />

Scherer.<br />

Seiner Meinung nach ist Closed Loop vor allem dann<br />

sinnvoll, wenn bei einem Fertigungsschritt viele Parameter<br />

einzustellen sind. Die Voraussetzung zur Umsetzung<br />

des Konzepts seien vollständig automatisierte<br />

Messsysteme, die jeder Werker ohne Vorkenntnisse bedienen<br />

kann.<br />

„Die wenigsten Hersteller haben einen Überblick<br />

über die Qualität, die sie fertigen. Sie überlassen dies<br />

stattdessen dem Maschineneinsteller oder dem Produktionsleiter“,<br />

sagt Alicona-Geschäftsführer Stefan Scherer.<br />

Ein besserer Überblick über die produzierte Qualität<br />

sei aber essenziell für den Erfolg des Unternehmens. Eine<br />

solchen Überblick soll eine smarte Produktion ermöglichen.<br />

Firmen müssen in Zeit und Personal investieren<br />

Doch diese in die Realität umzusetzen, ist kein Selbstläufer.<br />

Die IT- wie die Maschinenlandschaft ist in den<br />

meisten Unternehmen sehr heterogen aufgebaut. Daher<br />

ist ein entsprechendes Projekt laut Scherer immer<br />

mit sehr viel Consulting verbunden. „Außerdem ist<br />

Smart Manufacturing in der Philosophie der meisten<br />

Firmen noch nicht verankert. Den Unternehmen sollte<br />

klar sein, dass sie dabei zunächst in Zeit und Personal investieren<br />

müssen.“<br />

Dass die digitale Transformation eine Herausforderung<br />

für die Firmen ist, belegt auch eine Studie der Kreditanstalt<br />

für Wiederaufbau (KfW). Demnach liegt der<br />

Anteil der Mittelständler, der in den zurückliegenden<br />

drei Jahren erfolgreich Digitalisierungsprojekte abgeschlossen<br />

hat, bei gerade mal 26 %. Damit sei er deutlich<br />

kleiner als bisher vermutet, heißt es bei der KfW.<br />

„Zahlreiche mittelständische Unternehmen haben<br />

Projekte in Richtung Industrie 4.0 laufen“, berichtet<br />

www.mitutoyo.de<br />

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Effizienz steigern und Geld sparen – mit den Drei-<br />

Koordinaten-Messlösungen von Mitutoyo, die sich in den<br />

Fertigungsprozess integrieren lassen. Hohe Beschleunigung<br />

und Verfahrgeschwindigkeit heben den Produktionsprozess<br />

auf ein neues Level. Die Einbindung eines CNC-KMGs in die<br />

Produktionslinie macht einen separaten Messraum und einen<br />

Werkstücktransport überflüssig. So sparen KMGs wie Mitutoyo<br />

MACH-V oder MACH-3A enorm Zeit und Geld.<br />

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AMB, 18.–22. SEPTEMBER 2018, STUTTGART, HALLE 7, STAND 7B15<br />

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<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> PLUS 02.2018 7


:: Management<br />

Giari Fiorucci, Vice President Services bei Mapal (AMB:<br />

Halle 1, Stand D10). „Allerdings fungieren die meisten<br />

lediglich als Insellösung und bieten keine Vision für einen<br />

weiteren umfassenden Ausbau, wie es für eine<br />

durchgängige Digitalisierung erforderlich ist.“<br />

Der deutsche Maschinenbau sei in der Vergangenheit<br />

nicht auf den Hype Industrie 4.0 oder Digitalisierung<br />

aufgesprungen, meint außerdem Markus Frank,<br />

Abteilungsleiter für „Net4Industry“ beim Werkzeugmaschinenhersteller<br />

Grob (AMB: Halle 10, Stand B11). In<br />

den vergangenen 18 Monaten sei jedoch „eine deutliche<br />

Steigerung von Aktivitäten und Bemühungen in<br />

diesem Bereich“ zu beobachten. Der Nutzen ist seiner<br />

Meinung nach vorhanden: „Industrie 4.0 bildet die<br />

Grundlage, um ressourcenschonend, flexibel und produktiv<br />

die Maschinen und Anlagen zu betreiben.“<br />

3D-Druck braucht mechanische Bearbeitung<br />

Wenn es um die Digitalisierung in der Produktion geht,<br />

ist auch ein weiterer Trend nicht weit: die additive Fertigung.<br />

Diese gewinnt selbst auf einer Messe wie der<br />

AMB an Bedeutung. Denn ohne mechanische Bearbeitung<br />

kommt auch der 3D-Druck nicht aus. „Die Bauteile<br />

müssen von der Grundplatte gelöst werden und bestimmte<br />

Oberflächengüten oder Funktionsflächen lassen<br />

sich nur mechanisch herstellen“, sagt Alexander<br />

Broos, Leiter Forschung und Technik beim Verein Deutscher<br />

Werkzeugmaschinenfabriken ( VDW.<br />

Die Vorteile von AM-Verfahren liegen für Broos „überall<br />

dort, wo komplexe Teile in kleinen Stückzahlen oder<br />

sogar individualisiert gefertigt werden müssen, also<br />

beispielsweise im Formenbau oder der Medizintechnik“.<br />

Additiv hergestellte Bauteile erforderten jedoch auf jeden<br />

Fall eine ganz spezifische Betrachtung des Einzelfalls,<br />

um auch wirtschaftlich erfolgreich zu sein. „Eine<br />

solche Beurteilung ist jedoch deutlich anspruchsvoller<br />

als für konventionelle Dreh-/Fräs-Teile.“<br />

Kostengünstige QS-Maßnahmen sind gefragt<br />

Eine besondere Betrachtung erfordern die additiv gefertigten<br />

Teile auch aus Sicht der Qualitätssicherung. Denn<br />

an diese stellen die Verfahren spezielle Herausforder -<br />

ungen.<br />

Benötigt werden schnelle und kostengünstige Qua -<br />

litätssicherungsmaßnahmen. Außerdem müssen die<br />

Prüfmethoden zerstörungsfrei sein. Denn bei der additiven<br />

Fertigung ist häufig Losgröße 1 das Ziel. Und wenn<br />

nur ein Teil produziert wird, ist es nicht möglich dieses<br />

zu zerstören, um festzustellen, dass es funktioniert<br />

hätte.<br />

Weitere Anforderung: Aufgrund der zum Teil komplexen<br />

Geometrien ist der Einsatz von taktiler Messtechnik<br />

wenig sinnvoll und oft auch nicht möglich.<br />

So wird häufig die Computertomografie (CT) genannt,<br />

wenn man Experten nach der geeigneten Methode<br />

fragt, um die Qualität von additiv produzierten<br />

Bauteilen zu bewerten. Der Anwender erhält einen<br />

Datensatz, der die Geometrie sowie innere Strukturen<br />

vollständig beschreibt. Der Soll-Ist-Vergleich mithilfe<br />

der CT bietet die Möglichkeit, mit einem Blick zu er -<br />

kennen, ob es Probleme geben könnte.<br />

Doch im Vergleich zu Kunststoff ist der Einsatz<br />

der Technologie bei Metallteilen schwieriger. Der Nutzer<br />

muss dabei über deutlich mehr Know-how verfügen.<br />

So können etwa Metalle mit stark variierenden Wandstärken<br />

Probleme bereiten, weil zum Beispiel im<br />

CT-Scan Löcher auftauchen, die gar nicht vorhanden<br />

sind.<br />

■<br />

Messe mit digitalem Fokus<br />

Bild: Messe Stuttgart<br />

Zur AMB 2018 in Stuttgart werden vom 18. bis<br />

22. September rund 90.000 internationale Fachbesucher<br />

und 1.500 Aussteller erwartet. Sie zeigen<br />

auf einer Fläche von mehr als 120.000 Bruttoquadratmetern<br />

Innovationen und Weiterentwicklungen<br />

für spanende und abtragende Werkzeugmaschinen,<br />

Präzisionswerkzeuge, Messtechnik<br />

und Qualitätssicherung, Roboter, Werkstück- und<br />

Werkzeughandhabungstechnik, Industrial Software<br />

& <strong>Engineering</strong>, Bauteile, Baugruppen und<br />

Zubehör. Die Lösungen rund um die Messtechnik<br />

und Qualitätssicherung sind in Halle 7 zu finden.<br />

Neu in diesem Jahr: die Sonderschau „Digital<br />

Way“. Diese sollen Wege aufzeigen, wie Industrieunternehmen<br />

mithilfe aktueller Informationstechnologie<br />

die Potenziale der Digitalisierung heben<br />

können.<br />

■<br />

8 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> PLUS 02.2018


Unsere Geräte lassen sich nicht täuschen!<br />

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<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> PLUS 02.2018 9


:: Titelthema<br />

5-Achsen-Messsystem reduziert Messzeiten drastisch<br />

Megaschnelle<br />

Multisensor-<br />

Messungen<br />

Bei der Fertigung des Antriebsstrangs sucht die Automobilindustrie kontinuierlich nach<br />

kostensenkenden Produktionslösungen. Ein technologischer Durchbruch, der die<br />

Zykluszeiten je nach Anwendung um bis zu 70 % verkürzt, ist das 5-Achsensystem<br />

Revo, das dimensionelle Merkmale und Rauheitsdaten in einer Aufspannung erfasst.<br />

Der Autor<br />

Risshu Bergmann<br />

Marketing-Koordinator<br />

Renishaw<br />

www.renishaw.de<br />

Herkömmliche Koordinatenmessgeräte mit nur drei linearen<br />

X-, Y- und Z-Achsen leiden unter einer variablen<br />

Scangenauigkeit, die mit höherer Geschwindigkeit<br />

schlechter wird. Der Grund: Die Beschleunigungs- und<br />

Verlangsamungskräfte verursachen eine nicht unerhebliche<br />

Verdrehung der Maschinenstruktur, was wiederum<br />

zu Fehlern in den Messdaten führt. Um diese Fehler<br />

zu vermeiden und die geforderte Genauigkeit zu erreichen,<br />

wird die Scangeschwindigkeit niedrig gehalten;<br />

meist liegt sie unter 25 mm/s.<br />

Mit dem Revo 5-Achsen-Messsystem hat Renishaw<br />

(AMB: Halle 7, Stand A11) schon vor Jahren eine Technologie<br />

entwickelt, die den Konflikt zwischen Geschwindigkeit<br />

und Genauigkeit radikal verändert hat: Der<br />

Messkopf hat zwei zusätzliche Drehachsen, die diese<br />

dynamischen Fehler bei hohen Messgeschwindigkeiten<br />

(bis 500 mm/s) vermeiden. Dies wird erreicht, indem ein<br />

reaktionsschneller Messkopf zur Durchführung zum<br />

Beispiel von Kreis-Scans eingesetzt wird, während die<br />

Maschinenstruktur fest bleibt. Wenn Messpfade mehr<br />

als zwei synchronisierte Achsen benötigen, wie etwa<br />

beim spiralförmigen Scannen, können die X-, Y- und<br />

Z-Achsen so programmiert werden, dass sie sich in einem<br />

Vektor bei konstanter Geschwindigkeit bewegen<br />

und der Kopf die schnellen Scanbewegungen ausführt.<br />

Die Maschinenstruktur fährt in diesem mit konstanter<br />

Geschwindigkeit und die oben genannten Fehler können<br />

vermieden werden. Beispielsweise steigern Revo<br />

und die 5-Achsen-Technologie den Durchsatz bei Ventilsitzen<br />

und -führungen drastisch: Die Datenerfassung<br />

dauert nur etwa 20 s. Die Messung von Ventilsitzen und<br />

-führungen war bislang immer sehr problematisch. Die<br />

angewandten Methoden sind zeitaufwändig und können<br />

die Aufgabe oftmals nicht zufriedenstellend erfüllen.<br />

Revo löst dieses Problem: Die Erfassung großer Datenmengen,<br />

aus denen die geometrischen Abmessungen<br />

sowohl für Ventilsitze als auch für Ventilführungen<br />

errechnet werden können, lässt sich damit sehr schnell<br />

durchführen. Bei Reproduzierbarkeitsprüfungen erbringt<br />

diese Methode hervorragende Ergebnisse.<br />

Zwei helixförmige Scans während eines Messvorgangs<br />

Während des Messvorgangs werden zwei helixförmige<br />

Scans durchgeführt, einer in der Ventilführungsbohrung<br />

und der zweite im Bereich der Ventilsitzfläche. An<br />

der Ventilführung wird ein einzelner helixförmiger<br />

Scanvorgang, typischerweise mit einer Steigung von 0,5<br />

mm und einer Scangeschwindigkeit von 150 mm/s,<br />

durchgeführt.<br />

Revo ermöglicht das adaptive Scannen des Ventilsitzes,<br />

bei dem mittels eines einzigen Scanbefehls die Bereiche<br />

ober- und unterhalb der relevanten Ventilsitzfläche<br />

abgedeckt werden. Am Ventilsitz wird ein einzelner<br />

10 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> PLUS 02.2018


Der Revo mit dem SFP 2 Messtaster beim Messen einer<br />

Kurbelwelle. Der SFP 2 ermöglicht Rauheitsmessungen<br />

auf dem Koordinatenmessgerät. Das Revo 5-Achsen-<br />

Messsystem von Renishaw ist das einzige Scan-System für<br />

Koordinatenmessgeräte, das die Bewegung von drei Maschinen-<br />

und zwei Kopfachsen gleichzeitig steuert und<br />

dabei Werkstückdaten erfasst Bilder: Renishaw<br />

helixförmiger Scan-Vorgang, typischerweise mit einer<br />

Steigung von 0,1 mm und einer Scan-Geschwindigkeit<br />

von 500 mm/s, durchgeführt.<br />

Die in der Mess-Software Modus von Renishaw integrierte<br />

Analysefunktion für Ventilsitze und -führungen<br />

wertet die Scan-Daten aus und bietet Aufschluss über<br />

die folgende Eigenschaften:<br />

• Formfehler des Ventilsitzes<br />

• Rundheit des Sitzes in beliebig festgelegter Höhe<br />

• Ventilsitzbreite<br />

• Konzentrizität des Ventilsitzes zur Führungsbohrung<br />

• Durchmesser der Führungsbohrung<br />

• Geradheit der Führungsbohrung<br />

• Zylindrizität der Führungsbohrung<br />

• Rundheit der Führungsbohrung in beliebig festgelegter<br />

Höhe<br />

• Formfehler der Kegel ober- und unterhalb des Ventilsitzkegels<br />

Das Revo System bietet fünf verschiedene Tasterfamilien<br />

an, von der jede konstruiert wurde, um die Vorteile<br />

der 5-Achsen-Bewegung und der stufenlosen Positionierung<br />

zu maximieren. Die Messtaster können automatisch<br />

gewechselt werden und es sind Taster für taktiles<br />

Scannen, berührend schaltende Taster, Taster für<br />

Rauheitsmessungen sowie berührungslose optische<br />

Taster enthalten. Alle werden innerhalb eines gemeinsamen<br />

Koordinatenreferenzsystem verwendet und bieten<br />

die Wahl des optimalen Werkzeugs zur Messung<br />

mehrerer Merkmale auf einer einzigen Koordinatenmessgeräte-Plattform.<br />

Rauheitsmessungen ohne Umspannen<br />

Schon seit ein paar Jahren wird dank des 5-Achsen-<br />

Scannings geometrischer Merkmale Zeit eingespart.<br />

Neue Entwicklungen rechtfertigen jetzt den Einsatz von<br />

5-Achsen Koordinatenmessgeräte-Technologien in der<br />

Fertigung von Antriebssträngen, einschließlich der erweiterten<br />

SFP2 Rauheits-Messsensoren für den neuesten<br />

Revo 2 Kopf.<br />

Der SFP2 ist ein gleitender Messtaster mit einem<br />

Diamanteinsatz und einem Radius von 2 μm. Der Auflagering<br />

wird mit einer geregelten Kraft von zirka 0,2 N<br />

gegen die Oberfläche gedrückt, während die Kraft der<br />

Tastereinsatzspitze 0,005 N beträgt. Jedes Modul verfügt<br />

über eine einzigartige Geometrie und ein Gelenkstück,<br />

durch das sich der Winkel zwischen dem SFH (Sur-<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> PLUS 02.2018 11


:: Titelthema<br />

Die Technik der 5-Achsenmessung in Verbindung mit<br />

der automatisierten SFP2 Rauheitsmessung bedeutet<br />

eine erhebliche Zeitersparnis, weniger Aufwand bei<br />

der Werkstückzuführung und eine schnelle Amortisation<br />

des Koordinatenmessgeräts<br />

dauert nur noch rund die Hälfte der bisherigen Zeit. Bei<br />

der programmgesteuerten Oberflächenprüfung werden<br />

die Daten im selben Koordinatenreferenzsystem<br />

wie andere Taster erfasst und die Ergebnisse zur späteren<br />

Verwendung automatisch gespeichert. Die Betriebsmitteleinsparungen<br />

betragen bei neuen Linien circa 25<br />

%, wenn ein 3-Achsen-Koordinatenmessgerät mit manueller<br />

Prüfstation durch ein 5-Achsen-Gerät mit Rauheitsmessfähigkeit<br />

ersetzt wird.<br />

Weniger Tastereinsätze<br />

face Finish Holder) Tastereinsatzhalter und dem SFM<br />

(Surface Finish Modul) Modul mithilfe des Einstellwerkzeugs<br />

(MST) in einem Bereich von 180° einstellen lässt.<br />

Der Rauheitsmesstaster ist für Bohrungen bis 5 mm<br />

Durchmesser verwendbar. Der Messbereich für Oberflächenmessungen<br />

liegt zwischen 6,3 und 0,05 μm Ra.<br />

Mit der stufenlosen Positionierung von Revo können<br />

alle Oberflächenmerkmale – einschließlich kleiner Bohrungen<br />

wie Ventilführungen in Zylinderköpfen – geprüft<br />

werden. Dank dieser zusätzlichen Option besteht kein<br />

Anlass mehr für den Einsatz traditioneller, handgehaltener<br />

Oberflächenwerkzeuge und die Rauheitsmessung<br />

Auf Koordinatenmessgeräten mit Revo werden folglich<br />

weniger Konfigurationen von Tastereinsätzen benötigt,<br />

wodurch sowohl der Werkzeugbestand als auch die Zykluszeiten<br />

reduziert werden. In den meisten Fällen können<br />

selbst hochkomplexe Antriebsstrangteile mit zwei<br />

Tastereinsätzen, häufig auch nur mit einem einzigen<br />

Tastereinsatz komplett geprüft werden. Dies ist besonders<br />

wichtig, da Koordinatenmessgeräte einen Großteil<br />

ihrer Zykluszeiten beim Kalibrieren oder Tastereinsatzwechsel<br />

verbrauchen.<br />

Zwei Designfeatures des Revo 5-Achsen-Systems ermöglichen<br />

dies: Zum einen erlaubt das System unbegrenzte<br />

rotatorische Positioniermöglichkeiten, damit al-<br />

Nachrüstung möglich<br />

Die 5-Achsen-Technologie ist Standard auf den neuesten Koordinatenmessgeräten, kann<br />

aber auch an vielen älteren Maschinen nachgerüstet werden, um dieselben Vorteile und<br />

Einsparungen zu erzielen. Dafür bietet Renishaw Revo auch als Nachrüstung an. In diesem<br />

Fall wird das vorhandene Koordinatenmessgerät beim Kunden einer intensiven Prüfung unterzogen,<br />

um den Zustand seiner mechanischen und elektrischen Komponenten zu beurteilen.<br />

Durch langjährige Erfahrung von Renishaw mit nahezu allen Koordinatenmessgerät-Fabrikaten<br />

kann eine definierte Leistungssteigerung des Systems sowie die Planung für eine<br />

Nachrüstung sehr gut vorausgesagt werden. Renishaw verfügt über flexibel gestaltete Wartungs-<br />

und Kalibrierlösungen sowie die Möglichkeit, regelmäßig die Maschinengenauigkeit<br />

mit Analysetools prüfen zu lassen. Das nachgerüstete System ist offen und der Kunde bleibt<br />

Eigentümer seiner Systemdatendateien. So bleibt die freie Wahl der Dienstleistungsanbieter<br />

für die laufende Wartung und Unterstützung seines Systems gewährleistet.<br />

■<br />

12 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> PLUS 02.2018


An der Ventilführung wird mit dem Revo<br />

ein einzelner helixförmiger Scanvorgang,<br />

typischerweise mit einer Steigung von 0,5<br />

mm und einer Scangeschwindigkeit von<br />

150 mm/s, durchgeführt, während am<br />

Ventilsitz ein einzelner helixförmiger Scan<br />

mit einer feineren Steigung von 0,1 mm<br />

und einer schnelleren Scangeschwindigkeit<br />

von 500 mm/s stattfindet.<br />

le Schrägeingriffe programmgesteuert sind und nicht<br />

vom Wechsel verschiedener Tastereinsatzkonfigurationen<br />

mit festen Winkeln abhängen.<br />

Zum anderen verfügt Revo über die Fähigkeit des<br />

Hochgeschwindigkeits-Scannens mit sowohl kurzen als<br />

auch langen Tastereinsätzen, und zwar dank der Tip-<br />

Sensing-Tastertechnologie. Beim Tip-Sensing wird die<br />

Position direkt hinter der Tastereinsatzspitze mit einem<br />

Laserstrahl, der auf einen Reflektor am Tastereinsatz gerichtet<br />

ist, gemessen. Der Reflektor verändert seine Position,<br />

sobald der Tastereinsatz das Werkstück berührt<br />

und sich dabei leicht biegt. Der veränderte Rückkehrweg<br />

des Laserstrahls wird dann erfasst und die exakte Position<br />

der Tastereinsatzspitze ist bekannt, da der Reflektor<br />

und die Tastereinsatzkugel nahe beieinander liegen. Daher<br />

kann bei Revo auch der längste Tastereinsatz, der für<br />

das am tiefsten liegende Merkmal benötigt wird, Merkmale<br />

an der Oberfläche akkurat messen.<br />

Vorteile für die digitale Fabrik<br />

Das 5-Achsen-Messystem spielt seine Rolle auch in der<br />

digitalen Fabrik aus: Im Idealfall werden dort Größe und<br />

Lage der Merkmale automatisch überwacht und es werden<br />

automatische Anpassungen der vorgeschalteten<br />

spanenden Bearbeitungsvorgängen, basierend auf<br />

Trends, durchgeführt. So sollten Toleranzen innerhalb<br />

der Prozessgrenzen bleiben. Der Bedarf an einer schnellen<br />

Datenerfassung ist also sehr wichtig und die schnelle<br />

5-Achsen-Prüfung ermöglicht eine höhere Anzahl an<br />

Stichproben beziehungsweise die Umsetzung einer<br />

100-Prozent-Inline-Prüfung.<br />

■<br />

Webhinweis<br />

Welche Vorteile das Revo 5-Achsen-Messsystem hat und<br />

wie der SFP2 Rauheitsmesstaster in Kombination mit<br />

dem Revo funktioniert, sehen Sie in diesen beiden Videos<br />

von Renishaw:<br />

http://hier.pro/SXJrE<br />

http://hier.pro/8PbLw<br />

Die SFP2 Produktfamilie für die Rauheitsmessung<br />

besteht aus diesen Mitgliedern<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> PLUS 02.2018 13


:: Technik<br />

Messung rotationssymmetrischer Bauteile in der Produktion<br />

Komplettmessung<br />

in einer Aufspannung<br />

Produktivitätssteigerungen lassen sich erzielen, wenn möglichst viele unterschiedliche<br />

Prozessschritte auf einer Maschine vereint sind. Was für Produktionsanlagen gilt, ist auch ein<br />

entscheidender Aspekt bei der Messtechnik. Die Präzisionsmesszentren der P-Serie decken eine<br />

große Bandbreite an Messaufgaben ab – und können direkt in der Produktion eingesetzt werden.<br />

Dr. Christof Gorgels<br />

Bereichsleiter<br />

Präzisionsmesszentren<br />

Klingelnberg<br />

www.klingelnberg.com<br />

Die Autoren<br />

Mit der Integration unterschiedlicher Prozessschritte<br />

auf einer Maschine lässt sich in der Fertigung die Produktivität<br />

deutlich steigern, insbesondere im Hinblick<br />

auf Rüst- und Durchlaufzeiten. Gleiches ist auch in der<br />

Messtechnik möglich: Die Zusammenführung unterschiedlicher<br />

Messaufgaben auf einer Maschine hilft,<br />

möglichst den gesamten Prozess in einem automatisierten<br />

Ablauf zu realisieren. So lassen sich auch auf einer<br />

Messmaschine Rüst- beziehungsweise Umspannzeiten<br />

einsparen und Durchlaufzeiten reduzieren. Die<br />

Präzisionsmesszentren von Klingelnberg (AMB: Halle 5,<br />

Stand C80) folgen diesem Ansatz konsequent. Die Verknüpfung<br />

unterschiedlicher Messaufgaben aus den Bereichen<br />

Koordinaten- und Verzahnungsmessung in Verbindung<br />

mit der Form- und Rauheitsmessung macht es<br />

möglich, selbst bei der vollständigen End-of-Line-Prüfung<br />

wellenförmiger Bauteile alle Aufgaben in einem<br />

automatisierten Ablauf abzuarbeiten.<br />

Neben der Verzahnungsmessung halten die Präzisionsmesszentren<br />

des Unternehmens eine Vielzahl weiterer<br />

Messaufgaben bereit. Der spezielle Aufbau mit<br />

drei hochgenauen Linearachsen und dem Präzisionsrundtisch<br />

bietet die ideale Voraussetzung für zusätzliche<br />

Anwendungen. Die Lagerung des Präzisionsrundtisches<br />

weist eine radiale Drehführungsabweichung von<br />

unter 0,2 μm (optional) auf und<br />

besitzt somit eine für die Formprüfung<br />

geeignete Genauigkeit.<br />

Hinzu kommt ein hochgenaues<br />

Tastsystem, das optimal auf die<br />

Anforderungen der Verzahnungs-,<br />

Form- und Koordinatenmessung<br />

abgestimmt ist.<br />

So sind die Voraussetzungen<br />

erfüllt, um nahezu alle Messaufgaben<br />

an rotationssymmetrischen<br />

Bauteilen durchzuführen<br />

– und das an jedem Punkt in der<br />

Georg Mies<br />

Prozesskette. Vor dem Verzahnungsfräsen<br />

kann der Rohling<br />

Leiter Entwicklung<br />

Präzisionsmesszentren bereits komplett mit allen relevanten<br />

Merkmalen vermessen<br />

werden. Dabei lassen sich sowohl<br />

dimensionale Messaufgaben<br />

als auch Formmessaufga-<br />

Für die Entkopplung gegen Bodenschwingungen hat Klingelnberg<br />

bei der P 65 eine Schwingungsisolierung integriert. Somit ist keine<br />

aufwändige schwingungsisolierte Plattform mehr nötig<br />

Bilder: Klingelnberg<br />

ben integrieren. Gleiches gilt natürlich auch für die Bearbeitung<br />

der Formelemente nach der Wärmebehandlung<br />

und vor der Hartfein-Bearbeitung der Verzahnung.<br />

Zusätzlich zu der klassischen Verzahnungsmessung<br />

lassen sich auch die eingesetzten Werkzeuge vermessen.<br />

Hinzu kommt nach der Hartfein-Bearbeitung die<br />

Messung der Welligkeit auf den Zahnflanken. Diese<br />

hochgenaue Erfassung der Welligkeiten ist möglich, da<br />

die Formmessfähigkeit ein wesentlicher Bestandteil der<br />

P-Baureihe ist. Mit der entsprechenden Auswertesoftware<br />

„Abweichungsanalyse“ können Geräuschphänomene<br />

wie zum Beispiel sogenannte Geisterfrequenzen<br />

analysiert und wichtige Informationen zu deren Vermeidung<br />

gewonnen werden.<br />

Rauheitsmessung auf einem Klingelnberg Präzisionsmesszentrum<br />

bietet mehrere Vorteile. Die hochgenauen<br />

Achsen des Messgerätes stehen zur Positionierung<br />

des Rauheitstastsystems zur Verfügung. Die Messung<br />

kann somit immer an exakt derselben Stelle<br />

durchgeführt werden. Darüber hinaus lässt sich die<br />

Rauheitsmessung in den Messablauf integrieren. In Ver-<br />

14 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> PLUS 02.2018


indung mit einem automatischen Tasterwechsler entfallen<br />

Rüst- und Einrichtzeiten vollständig.<br />

Klingelnberg verwendet für die Rauheitsmessung ein<br />

Gleitkufen-Tastsystem. Somit ist die Bezugsebene für<br />

das Messergebnis die Oberfläche des Bauteils und nicht<br />

die Vorschubachse der Maschine. Die Kufe selbst weist<br />

einen großen Radius auf, sodass die Messergebnisse<br />

nicht durch die Bezugsebene verfälscht werden können.<br />

Die Kufe mit der Tastspitze ist drehbar gelagert. Die Drehung<br />

in die Messposition erfolgt automatisch und wird<br />

durch die Messsoftware gesteuert. Auf diese Weise können<br />

an einer Verzahnung beide Zahnflanken ohne manuellen<br />

Rüstaufwand mit einem Taster gemessen werden.<br />

Auch komplette Wellen lassen sich<br />

in derselben Aufspannung messen<br />

Bei der P-Maschine sind die Voraussetzungen erfüllt, um nahezu alle<br />

Messaufgaben an rotationssymmetrischen Bauteilen durchzuführen<br />

– und das an jedem Punkt in der Prozesskette<br />

Darüber hinaus ist es möglich, in derselben Aufspannung<br />

auch Geometrieelemente wie etwa die Welle, auf<br />

der das Zahnrad sitzt, direkt mitzumessen. Durch diesen<br />

Aufbau lassen sich unterschiedliche Verzahnungen und<br />

Lagersitze an einem Bauteil in einer Aufspannung prüfen.<br />

Dabei werden die üblichen Kenngrößen der Rauheitsmessung<br />

ausgegeben.<br />

Auf Präzisionsmesszentren von Klingelnberg wird die<br />

Rauheitsmessung auf evolventischen Zahnflanken wälzend<br />

durchgeführt. Dabei führen, wie bei der Verzahnungsmessung,<br />

die C- und die X-Achse eine gekoppelte<br />

Bewegung aus. So wird die gekrümmte Zahnflanke relativ<br />

zum Tastsystem in eine Ebene überführt, wodurch<br />

die Tastspitze immer in einem rechten Winkel zur vermessenen<br />

Oberfläche steht.<br />

Bei der P 65 wurde die bewährte Technologie der<br />

P-Maschinen gezielt weiterentwickelt, um die hohen<br />

Anforderungen an die Messgenauigkeit bei der Komplettvermessung<br />

von rotationssymmetrischen Präzisionsbauteilen<br />

zu erfüllen. Über die technischen Funktionen<br />

hinaus wird nicht nur bei Bearbeitungs-, sondern<br />

auch bei Messmaschinen die Bedienbarkeit und Ergonomie<br />

immer wichtiger. Aus diesem Grund hat Klingelnberg<br />

das Design und die Ergonomie seiner Produktpalette<br />

grundlegend überarbeitet und vereinheitlicht.<br />

Neben der Verzahnungsmessung gewinnen die Koordinaten-<br />

und Formmessaufgaben bei der Komplettmessung<br />

auf den Maschinen der P-Baureihe zunehmend an<br />

Bedeutung. Dabei spielt das Tastsystem eine besondere<br />

Rolle. Für eine Vielzahl von Messaufgaben ist ein<br />

3D-Tastsystem erforderlich, welches in allen Koordinatenrichtungen<br />

gleiche Eigenschaften bezüglich Genau-<br />

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<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> PLUS 02.2018 HexagonMI.com 15


:: Technik<br />

Webhinweis<br />

Wie Klingelnberg taktile und optische Messtechnik<br />

miteinander kombiniert, sehen Sie in<br />

diesem Video des Unternehmens:<br />

http://hier.pro/CdlOD<br />

Klingelnberg hat für seine<br />

3D-Tastsystemen eine spezielle<br />

Kinematik entwickelt.<br />

Eine Besonderheit ist die geringe<br />

bewegte Masse, die<br />

darüber hinaus auch in allen<br />

drei Koordinatenrichtungen<br />

identisch ist<br />

Die hochgenauen Achsen des<br />

Messgeräts stehen zur Positionierung<br />

des Rauheitstastsystems<br />

zur Verfügung<br />

igkeit, Dynamik und Antastverhalten aufweist – und einen<br />

großen linearen Messbereich bei paralleler Auslenkung<br />

gewährleistet. Für hochgenaue Formmessaufgaben<br />

sind zusätzliche Eigenschaften wie geringe Antastkraft<br />

und höchste Auflösung erforderlich. Bei der Verzahnungsmessung<br />

ist darüber hinaus besonders wichtig:<br />

die Auslenkrichtung gezielt beeinflussen zu können.<br />

Um diese unterschiedlichen Aufgaben zu erfüllen,<br />

hat Klingelnberg eine spezielle Kinematik entwickelt,<br />

die in den 3D-Tastsystemen eingesetzt wird. Eine Besonderheit<br />

dieser Kinematik ist die geringe bewegte Masse,<br />

die darüber hinaus auch in allen drei Koordinatenrichtungen<br />

identisch ist. Dadurch wird die Auslenkung der<br />

Tastkugel mit hoher Dynamik verlustfrei auf die inte-<br />

grierten Längenmesssysteme übertragen. Diese Längenmesssysteme,<br />

mit einer Auflösung von weniger als<br />

0,004 μm, arbeiten nach dem gleichen optisch-interferentiellen<br />

Messverfahren wie die Systeme in den Messachsen.<br />

Durch die hochdynamische, speziell auf dieses<br />

Verfahren abgestimmte Signalverarbeitung werden alle<br />

Messsysteme inklusive des 3D-Tastsystems synchron<br />

ausgelesen und weiterverarbeitet.<br />

Die Kombination aus diesem kinematischen Aufbau,<br />

den hochgenauen Messsystemen und der Echtzeit-Signalverarbeitung<br />

gewährleistet ein lineares, hysteresefreies<br />

Übertragungsverhalten, das insbesondere beim<br />

dynamischen 3D-Scanning mit hoher Auflösung erforderlich<br />

ist. Somit können auch feinste Formabweichungen<br />

im Nanometerbereich erfasst werden, die zum Beispiel<br />

bei der Verzahnungs-Geräuschanalyse, aber auch<br />

bei vielen Formmessaufgaben relevant sind.<br />

Thermische Entkopplung<br />

von der Umgebungstemperatur<br />

Die Möglichkeit, mit der P-Baureihe direkt in der Produktion<br />

zu messen, nutzen Kunden von Klingelnberg bereits<br />

seit über zehn Jahren. Die Entwicklung der P 65<br />

wurde konsequent darauf ausgerichtet, die dazu erforderlichen<br />

Eigenschaften weiter zu verbessern. Entsprechend<br />

umhüllt die neue Maschinenverkleidung die gesamte<br />

Maschine jetzt komplett. Damit wird eine bessere<br />

thermische Entkopplung der für die Geometrie der<br />

Maschine relevanten Maschinenkomponenten von der<br />

Umgebungstemperatur erzielt.<br />

Für die Entkopplung gegen Bodenschwingungen hat<br />

Klingelnberg die integrierte Schwingungsisolierung, die<br />

bei den Maschinen P 26 und P 40 bereits seit einigen<br />

Jahren eingesetzt wird, auf die P 65 übertragen. Durch<br />

umfangreiche FE-Berechnungen ließ sich die Maschinenstruktur<br />

so gestalten, dass die für Maschinen in<br />

Ständerbauweise optimale Aufstellung auf drei Luftfedern<br />

(Dreipunkt-Lagerung) jetzt auch für die P 65 genutzt<br />

werden kann. Dank dieser Art der Schwingungsisolierung<br />

ist für die P 65 keine aufwändige schwingungsisolierte<br />

Plattform mehr nötig – und dies bei<br />

gleichzeitig deutlich verbesserter Ergonomie.<br />

Denn die neue Positionierung des Gegenhalters und<br />

des Containers sorgen für einen besseren Zugang zur<br />

Werkstück-Achse. Dadurch wird das Be- und Entladen,<br />

Aufspannen und Fixieren des Werkstücks erleichtert.<br />

Dank einer optimierten Achslagenbestimmung ist zudem<br />

eine genaue Ausrichtung des Werkstücks nicht<br />

mehr nötig. Somit entfällt auch die dazu bisher erforderliche<br />

pneumatische Tischanhebung.<br />

■<br />

16 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> PLUS 02.2018


Drehteil-Prüfung bei Klumpp<br />

Fertigungsmesszellen ersetzen<br />

zunehmend Handmessgeräte<br />

Ihre Qualitätssicherung hat die Automatendreherei Klumpp auf den Prüfstand gestellt –<br />

und anschließend grundlegend umgebaut. Die Besonderheit: Die Prüfung findet nun in einer<br />

Messzelle direkt in der Fertigung statt.<br />

Berührungslose Messung<br />

der Außenkontur des<br />

Prüflings mit der Matrixkamera<br />

des Wellenmesssystems<br />

Marshaft Scope<br />

350 plus Bilder: Mahr<br />

Der Autor<br />

Thomas Köhler<br />

Produktmanagement<br />

Wellenmesstechnik<br />

Mahr<br />

www.mahr.com<br />

Kleine Drehteile sind in vielen Baugruppen unterschiedlichster<br />

Branchen im Einsatz. Die anspruchsvollen Werkstücke<br />

werden auf den tausendstel Millimeter exakt<br />

nach Vorgabe produziert. Die Automatendreherei<br />

Klumpp in Bretten bei Karlsruhe ist als einer der weltweit<br />

führenden Drehteil-Hersteller auf Großserien solch<br />

hochpräziser Drehteile spezialisiert. Die Produkte des<br />

1969 gegründeten Unternehmens sind zwischen 4 und<br />

32 mm groß.<br />

Klumpp fertigt sie aus unterschiedlichen Materialien<br />

und mit hochkomplexer Funktionalität. Etwa 18.000 m 2<br />

umfasst die Produktionsfläche in Bretten: mehr als 400<br />

Mitarbeiter fertigen hier an über 200 Ein- und Mehrspindeldrehautomaten<br />

Großserienteile insbesondere<br />

für die Automobilindustrie sowie die Branchen Elektronik,<br />

Hydraulik, Pneumatik und Medizintechnik.<br />

Um den Ansprüchen seiner Kunden gerecht zu werden,<br />

setzt Klumpp auf moderne Fertigungstechnik und<br />

hochwertige Verarbeitungsmethoden. Die Werkzeuge<br />

zur Produktion stellt Klumpp im eigenen Werkzeugbau<br />

und auf neuesten Maschinen her. Moderne Schleifmaschinen<br />

gewähren die Fertigung kleinster Toleranzen.<br />

Die Qualität der Werkstücke wird außerdem maßgeblich<br />

durch eine kontrollierte Wärmebehandlung während<br />

beziehungsweise nach der Fertigung bestimmt.<br />

Auf Wunsch übernimmt Klumpp auch die Nachbehandlung<br />

und Weiterverarbeitung der Drehteile. Die Kunden<br />

profitieren davon, weil sie ihre eigene Produktion entsprechend<br />

flexibel und schlank halten können.<br />

Wer präzise und hochgenau produziert, braucht<br />

auch eine ausgezeichnete und moderne Qualitätssicherung.<br />

Deshalb hat Klumpp das eigene Qualitätsmana-<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> PLUS 02.2018 17


:: Technik<br />

Eine Messlösung auf<br />

kompaktem Raum: Der<br />

Blick in die Messzelle<br />

mitten in der Produktion<br />

vom Klumpp<br />

Digitale Messuhren senden<br />

per Kabel die Messdaten<br />

der Innenmaße an<br />

das Wellenmesssystem.<br />

Informationen darüber vor, ob ihre Anlage innerhalb der<br />

zulässigen Toleranzen fertigt.<br />

Innerhalb der Messzelle hat Kobiljar ein aufeinander<br />

abgestimmtes System der Prüfmittel aufgebaut. Es ist<br />

prozesssicher, hält Absolutmessungen stabil und ist<br />

vom Feinmessraum abgenommen. Um ein einheitliches<br />

System an Prüfmitteln zu gewährleisten, kommen ausschließlich<br />

Messgeräte von Mahr zum Einsatz. Die eingesetzten<br />

Messprogramme entstehen weiterhin im<br />

Feinmessraum, da dort die Hoheit über das Qualitätsmanagement<br />

liegt. Alle Geräte rufen von dort das aktuelle<br />

Messprogramm ab – eine wichtige Grundlage, damit<br />

Messungen sicher und zuverlässig sind.<br />

gement auf den Prüfstand gestellt. Die Erkenntnis: das<br />

bisherige Vorgehen, bei dem stichprobenhaft Werkstücke<br />

mit verschiedenen Handmessgeräten überprüft<br />

wurden, war sehr aufwändig und durch den Einfluss der<br />

Bediener nicht hundertprozentig zuverlässig. Außerdem<br />

konnten die Ergebnisse nicht nach heutigen Standards<br />

dokumentiert werden. Die Kontrollen mussten<br />

zudem im Feinmessraum durchgeführt werden – also<br />

abseits der Fertigung und mit einer zeitaufwändigen<br />

Logistik verbunden.<br />

Für das Unternehmen waren diese Schwachpunkte<br />

Grund genug, sich bei der Qualitätssicherung neu zu<br />

orientieren. Den passenden Partner hierfür fand Evelin<br />

Kobiljar, der als Bereichsleiter die Messtechnik verantwortet,<br />

in Mahr. „Bei Mahr haben mich nicht nur die<br />

modernen Messgeräte überzeugt, sondern auch die innovativen<br />

Ideen für ganzheitliche und individuelle<br />

Messlösungen“, so Kobiljar. „Hinzu kommt, dass Mahr<br />

einen sehr kundenorientierten Service bietet.“<br />

Gemeinsam mit Mahr (AMB: Halle 7, Stand B54) hat<br />

Kobiljar ein neues Konzept erarbeitet, um die Qualität<br />

der Fertigung kontinuierlich, fertigungsnah und dokumentierbar<br />

zu überwachen. Herzstück ist eine klimatisierte<br />

und überdachte Messzelle, die direkt in der Fertigung<br />

steht. Diese bietet Schutz vor Verschmutzungen<br />

und gewährleistet gleichbleibende Klimabedingungen.<br />

Die Maschinenbediener selbst führen hier die Messungen<br />

durch. Binnen weniger Minuten liegen ihnen also<br />

Automatisierte Auswahl des richtigen Messprogramms<br />

durch Identifizierung per QR-Code<br />

Die Qualitätssicherung nach dem neuen Messkonzept<br />

erfolgt in insgesamt vier Schritten. Ganz am Anfang stehen<br />

die Identifizierung des zuständigen Mitarbeiters<br />

sowie des Prüflings selbst. Letzterer wird über das Einlesen<br />

eines QR-Codes erkannt. Dieser Schritt ist für die<br />

Dokumentation wichtig – und bietet zugleich noch einen<br />

weiteren Vorteil: Die Messung erfolgt immer über<br />

das richtige und aktuelle Messprogramm.<br />

Im Anschluss daran werden mit vier digitalen Messuhren<br />

von Mahr automatisiert die Innenmaße gemessen.<br />

Die Übertragung der Messergebnisse erfolgt kabelgebunden<br />

an das Wellenmesssystem, mit dem anschließend<br />

weitere Prüfungen erfolgen. Dort stehen sie<br />

später zur Verfügung, um sie in das Gesamtmessprotokoll<br />

zu integrieren.<br />

Nach der Erfassung der Innenmaße prüft der<br />

Klumpp-Mitarbeiter im dritten Schritt die Außenmaße<br />

des Werkstücks mit dem vollautomatischen, optischen<br />

Messsystem Marshaft Scope 350 plus. Dazu spannt der<br />

Bediener das Werkstück in das Messsystem ein und<br />

startet anschließend die Messung. Insgesamt 40 Merkmale<br />

der Außenkontur – beispielsweise Durchmesser,<br />

Längen, Radien und Winkel – misst das System in 15 s.<br />

Die Messabläufe erfolgen vollautomatisch und sind frei<br />

von Bedienereinflüssen.<br />

Der Messplatz ist ein universelles, vollautomatisches<br />

optisches Wellenmesssystem zur Prüfung rotations-<br />

18 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> PLUS 02.2018


symmetrischer Werkstücke. Der optische Sensor ist eine<br />

Matrix-Kamera mit 1280 x 1024 Pixel. Das Messsystem<br />

verfügt über eine hochgenaue Rundheitsmessachse (C),<br />

eine vertikale (Z) und eine horizontale Messachse (X). Es<br />

ist grundsätzlich sowohl für den Einsatz im rauen Werkstattbetrieb<br />

als auch im Feinmessraum geeignet. Zoomfunktionen<br />

erlauben die Vermessung kleinster Einzelheiten,<br />

die mit herkömmlichen Messverfahren nur<br />

Die neue Messlösung bringt Klumpp und den Mitarbeitern<br />

in der Qualitätssicherung viele Vorteile: Zum einen<br />

konnten die Kosten der Qualitätssicherung gesenkt<br />

werden, da die Anzahl der Handmessgeräte deutlich reduziert<br />

wurde. Damit verbunden verringern sich auch<br />

die Kosten und der Aufwand für Kalibrierungen und für<br />

das Messmittel-Management.<br />

Die Investition in die Messgeräte und -systeme<br />

amortisierte sich in wenigen Monaten. Dank des neuen<br />

Konzepts liegen nun sehr schnell Ergebnisse darüber<br />

vor, ob die Produktion innerhalb der Fertigungstoleranzen<br />

liegt. Teurer Ausschuss oder Reklamationen werden<br />

so wirksam und messbar vermieden. Insgesamt ist die<br />

gesamte Sicherung der Fertigungsqualität nun effizienter<br />

und sicherer – und stets unabhängig vom Einfluss<br />

des Bedieners. Ein weiteres <strong>Plus</strong>: Die neue Messzelle ist<br />

sehr sauber und motiviert somit auch alle Mitarbeiter<br />

zum sauberen und strukturierten Arbeiten.<br />

Den Aufbau weiterer Messzellen<br />

hat Klumpp schon angedacht<br />

Optische Messung der Außenkontur: Das Drehteil im<br />

Wellenmessplatz<br />

Nachdem das neue Messkonzept erfolgreich getestet<br />

wurde, möchte Klumpp die Handmesstechnik zukünftig<br />

weitgehend aus der Produktion entfernen. Stattdessen<br />

sollen insgesamt sieben standardisierte Messzellen aufgebaut<br />

werden. Dann hat das Unternehmen sein Ziel erreicht:<br />

Die Fertigungsqualität der Präzisionsdrehteile in<br />

der Produktion zuverlässig zu sichern.<br />

■<br />

schwer oder gar nicht prüfbar sind. In der Messzelle von<br />

Klumpp verfügt das Messsystem über einen PC und<br />

zwei Monitore. Bedient wird das System per Touchscreen.<br />

Nachdem alle Messungen abgeschlossen sind, gehen<br />

abschließend sämtliche Messdaten der Innen- und<br />

Außenmessungen an das Qualitätmanagementsystem.<br />

Dort werden die Messungen ausgewertet und dokumentiert.<br />

Webhinweis<br />

Wie die Wellenmessmachine Marshaft Scope 250<br />

funktioniert, sehen Sie in diesem Video<br />

von Mahr: http://hier.pro/<br />

2MGWx<br />

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<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> PLUS 02.2018 19


:: Technik<br />

Heinrich Schneider hat die smarte Fabrik im Visier<br />

Schaltzentrale für die QS<br />

Wellenmesstechnik bildet einen Schwerpunkt in der Produktstrategie von Dr. Heinrich Schneider<br />

Messtechnik. Die Geräte sowie die dazugehörige Mess- und Auswertsoftware fügen sich dabei in<br />

ein übergreifendes Industrie-4.0-Konzept . Der Anwender kann damit laut Hersteller auch seine<br />

Messtechniklandschaft übersichtlicher gestalten.<br />

Der Autor<br />

Die Verantwortlichen bei Dr. Heinrich Schneider Messtechnik<br />

(AMB: Halle 7, Stand A10) sehen einen klaren<br />

Trend in Richtung optischer Messtechnik. Leistungsstärkere<br />

Prozessoren und eine effizientere Kameratechnologie<br />

ermöglichten den Einsatz der Technologien, heißt es<br />

im Unternehmen.<br />

„Je nach Kamerasystem können optische Messgeräte<br />

über 1000 Messpunkte gleichzeitig aufnehmen und erzeugen<br />

dadurch ein deutlich besseres und genaueres<br />

Abbild einzelner, gemessener Elemente und des gesamten<br />

Werkstücks“, sagt Uwe Keller, Chief Marketing Officer<br />

bei Heinrich Schneider. „Dies erhöht die Prozesssicherheit<br />

und reduziert Folgekosten durch aufwändige<br />

Nacharbeit.“<br />

Wellenmessung kontinuierlich weiterentwickelt<br />

Ein Schwerpunkt bildet dabei für den Technikanbieter<br />

die optische Wellenmessung. Diese habe<br />

sich über Jahrzehnte kontinuierlich<br />

weiterentwickelt, so Schneider.<br />

Durchmesser, Abstände, Radien und<br />

Winkel an der Außenkontur seien<br />

heutzutage in vielen Fällen nicht mehr<br />

ausreichend und machten weitere<br />

Messgeräte notwendig. „Moderne<br />

Wellenmessmaschinen können heutzutage<br />

auch 3D-Messungen durchführen<br />

und decken große Messbereiche<br />

ab“, sagt Keller. „Maximale Messlängen<br />

von 65 bis 2.200 mm und zu messende<br />

Durchmesser von 40 bis<br />

400 mm bieten hierbei für alle Anwendungsfälle<br />

die passende Maschinenlösung.<br />

Intelligente Roboterintegrationen<br />

ergänzen dabei die hochflexiblen<br />

Wellenmessmaschinen und ermöglichen<br />

einen störungsfreien Lauf von<br />

autark arbeitenden Fertigungsinseln.“<br />

Heinrich Schneider hat dafür ein<br />

breites Spektrum an Lösungen im Programm.<br />

Mit den Maschinen der WMM-Serie steht dem<br />

Anwender laut Hersteller ein präzises System zur<br />

schnellen Messung rotationssymmetrischer Objekte bis<br />

2200 mm Länge und maximal 400 mm im Durchmesser<br />

zur Verfügung. In einem Arbeitsgang können in der Basisausstattung<br />

Längen und Durchmesser, Radien, Winkel,<br />

Fasen sowie alle notwendigen Form- und Lagetoleranzen<br />

gemessen und ermittelt werden.<br />

Der wesentliche Vorteil der Systeme ist laut Hersteller<br />

die hohe Messgenauigkeit nicht nur bei Durchmessern,<br />

sondern auch bei Längen, kleinsten Konturen, Radien<br />

und Einstichen. Zusätzlich besteht die Möglichkeit<br />

der präzisen Auflichtmessung von Grundbohrungen,<br />

Nuten und sonstigen, nicht im Durchlicht messbaren<br />

Konturen und Elementen.<br />

Vor kurzem wurde dem<br />

Portfolio mit der WMB 350<br />

noch ein Einstiegsgerät für<br />

Markus Strehlitz<br />

Redaktion<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong><br />

Heinrich Schneider bietet ein breites<br />

Spektrum an Wellenmesstechnik<br />

Bilder: Dr. Heinrich Schneider Messtechnik<br />

20 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> PLUS 02.2018


die Wellenmesstechnik hinzugefügt. Das System wurde<br />

ebenfalls für den Einsatz direkt in der Produktion konzipiert<br />

und ausgelegt. Vollautomatische Messungen von<br />

rotationssymmetrischen Werkstücken sind dank der<br />

mathematisch integrierten Drehachse auf Knopfdruck<br />

von jedem Bediener durchführbar. Im Gegensatz zur<br />

WMM 300 und WMM 450 hat Heinrich Schneider bei<br />

der WMB 350 allerdings auf die Möglichkeit der Auflicht-<br />

und Tasterintegration verzichtet.<br />

„Die Qualitätssicherung ist ein wichtiges<br />

Bindeglied bei der Integration der<br />

Smart Factory in den Unternehmen“,<br />

sagt Geschäftsführer Wolfram Kleuver<br />

Form und Rauheit.<br />

In einem System.<br />

Von Alicona.<br />

Das ist<br />

Messtechnik!<br />

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Halle 7 / Stand B34<br />

Mit seiner gesamten Produktpalette hat Heinrich<br />

Schneider die smarte Fabrik im Visier. So beschreibt es<br />

Geschäftsführer Wolfram Kleuver. „Die Qualitätssicherung<br />

ist ein wichtiges Bindeglied bei der Integration der<br />

Smart Factory in den Unternehmen, unterstützt den gesamten<br />

Prozess durch Transparenz und stellt die notwendigen<br />

Informationen zur Verfügung“, sagt Kleuver.<br />

Dabei sei ein hohes Maß an Integration in den Prozessablauf<br />

gefragt, aber auch intelligente Kommunikationsplattformen<br />

für eine prozesssichere Verfügbarkeit der<br />

ermittelten Daten. „Auf der anderen Seite müssen sich<br />

die Messabläufe sehr flexibel auf die Messaufgabe anpassen<br />

lassen, um die notwendigen Merkmale in kürzester<br />

Zeit zu messen.“<br />

Intuitive Technik soll den Nutzer entlasten<br />

Bei der Entwicklung seiner Produkte legt Heinrich<br />

Schneider daher den Fokus auf smarte und intuitive<br />

Messtechnik, welche den Bediener entlasten, die Nutzung<br />

der Maschine vereinfachen und die Integration in<br />

Industrie-4.0-Umgebung ermöglichen soll. „Hierzu haben<br />

wir unterschiedliche Kommunikationsschnittstellen<br />

integriert und auch eine deutliche Reduzierung der<br />

Messzeiten durch Optimierungen im Bereich der Hardund<br />

Software umsetzen können“, berichtet Kleuver.<br />

„Insbesondere kommt das der Wellenmesstechnik zu<br />

Gute, durch die Measurement-on-the-fly-Funktionalität<br />

und die erweiterte Saphir-Shaft-Bedienoberfläche.“<br />

Die Mess- und Auswertesoftware Saphir unterstützt<br />

alle Geräte von Heinrich Schneider und bildet die Basis<br />

InfiniteFocus basiert auf der Technologie<br />

der Fokus-Variation. Anwender messen<br />

Form und Rauheit im µm und sub- µm<br />

Bereich. Mit der neuen Generation des<br />

3D Messsystems bietet Alicona den<br />

schnellsten optischen Sensor seiner<br />

Klasse.<br />

Optische 3D Oberflächenmesstechnik<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> PLUS 02.2018 21


:: Technik<br />

Saphir ermöglicht den<br />

Einsatz unterschiedlicher<br />

Sensoren in einem Software-Paket<br />

für die hauseigene Produktstrategie. Laut Anbieter stellt<br />

sie die „Schaltzentrale für die Qualitätssicherung“ dar.<br />

Sie ermöglicht den Einsatz unterschiedlicher Sensoren<br />

in einem Software-Paket.<br />

Ganz gleich, ob der Anwender grob- oder feintolerierte,<br />

matte oder glänzende, helle oder dunkle Werkstücke<br />

zu messen habe, der passende Sensor stehe immer zur<br />

Verfügung, heißt es in einer Produktbeschreibung des<br />

Systems. Während des Messablaufs können alle Sensoren<br />

automatisch gewechselt und eingesetzt werden,<br />

ohne dabei das Messprogramm zu stoppen oder zu<br />

wechseln.<br />

Die angesprochene Shaft-Funktion bietet laut Marketing-Chef<br />

Keller klare Vorteile für den Werker: „Werkstück<br />

einlegen, abscannen, Merkmale anklicken – und<br />

schon steht ein fertigungstaugliches Messprogramm<br />

zur Verfügung.“ Auch ein Facharbeiter ohne messtechnische<br />

Vorbildung sei nach kurzer Zeit in der Lage, das<br />

Gerät eigenständig zu bedienen.<br />

Die Software denkt mit<br />

Intuitive Bedienung steht auch bei Saphir-Version QD<br />

im Vordergrund. Dabei denkt die Software laut Hersteller<br />

sogar mit. So können zum Beispiel Bauteile auch<br />

spiegelverkehrt aufgelegt werden. Das Programm erkannt<br />

das Teil dennoch und führt die Messung durch.<br />

Mit Saphir QD lassen sich außerdem mehrere Teile –<br />

identisch oder verschieden – gleichzeitig messen. Die<br />

Software erkennt alle im Messbereich befindlichen Teile<br />

automatisch. „Wird ein Teil ohne bislang vorhandenes<br />

Programm aufgelegt, macht sich die Software trotzdem<br />

ans Werk: Kontur erkennen, CAD-Zeichnung erstellen,<br />

Ausrichtung machen – messen“, heißt es bei Heinrich<br />

Schneider.<br />

Saphir passt in die Smart-Factory-Strategie des Unternehmens.<br />

Die Software ist laut Keller auf Industrie<br />

4.0 ausgerichtet. „Die Software kann mit übergeordneten<br />

Systemen kommunizieren“, erklärt Keller. „Ergebnisse<br />

können so auch für andere Anwendungen verfügbar<br />

gemacht werden.“<br />

Anwender kann sich auf eine Sache konzentrieren<br />

Für den Anwender bietet die Software seiner Meinung<br />

nach einen deutlichen Nutzen. „Wir können die Vielfältigkeit<br />

an Messsystemen, die oft beim Kunden vorhanden<br />

sind, reduzieren“, erklärt er. „Wir haben die Möglichkeit,<br />

unsere Saphir-Software auf 2D, auf 2,5D, auf 3D<br />

und sogar in der Wellenmessung einzusetzen.“ So könne<br />

sich der Nutzer auf eine Sache konzentrieren. „Er<br />

muss sich nicht immer wieder auf unterschiedliche Programme<br />

einstellen und hat gleichzeitig ein breites Anwendungsspektrum<br />

zur Verfügung.“<br />

Damit gehe dann auch eine<br />

Kostenreduzierung einher.<br />

Die Arbeit des Werkers wird laut<br />

Kleuver auch durch die intelligente<br />

Werkzeugverwaltung des Voreinstellgerätes<br />

STP 500 erleichtert.<br />

„Hiermit kann ein komplettes Lebenszyklus-Management<br />

der einzelnen<br />

Zerspanwerkzeuge abgebildet<br />

und in direkter Kommunikation<br />

mit den BAZ die Daten ausgetauscht<br />

werden“, so Kleuver. „Hierzu<br />

steht bereits im Standard eine Reihe<br />

von Postprozessoren zu Verfügung,<br />

welche auch jederzeit problemlos<br />

durch den Kunden erweitert und ergänzt<br />

werden können.“<br />

Durch solche und weitere Stärken<br />

des eigenen Produktportfolios<br />

sieht Keller sein Unternehmen im<br />

Markt gut aufgestellt. Dieser präsentiere<br />

sich nach wie vor sehr nachfragestark – sowohl<br />

national als auch international.<br />

„Wir sehen, dass es derzeit einen Trend zu großen<br />

Projekten gibt. Und zur Globalisierung innerhalb großer<br />

Unternehmen – auch im Bereich Qualitätssicherung.“<br />

Heißt konkret: Die global aufgestellten Firmen arbeiten<br />

zunehmend daran, weltweit einheitliche Systeme einzusetzen.<br />

Und das passt nach Meinung von Keller perfekt<br />

zur Produktstrategie von Heinrich Schneider. ■<br />

Webhinweis<br />

Wie sich mit dem Voreinstellgerät STP 500 Werkzeuge<br />

intelligent verwalten lassen, zeigt<br />

dieses Video:<br />

http://hier.pro/omDR8<br />

22 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> PLUS 02.2018


Die Software Kinematicsperfect<br />

ermöglicht<br />

Disterhoft die kinematische<br />

Genauigkeit der<br />

5-achsigen Fanuc-Bearbeitungszentren<br />

vollautomatisch<br />

zu erfassen,<br />

Einflüsse zu identifizieren<br />

und Ungenauigkeiten<br />

zu korrigieren<br />

Bilder: Blum-Novotest<br />

Disterhoft nutzt Gesamtpaket von Blum-Novotest zum automatisierten Messen<br />

Geisterschicht dank Messtechnik<br />

Eine extrem hohe Präzision bei extrem kleinen und komplexen Teilen – das ist die Spezialität von<br />

Präzisionstechnik Disterhoft. Dabei vertraut das Unternehmen aus Spaichingen auf Messtechnik<br />

von Blum-Novotest. Als einer der ersten Kunden nutzt es die neu entwickelte Software Kinematicsperfect<br />

zur Optimierung der Präzision seiner 5-Achs-Fräszentren.<br />

Der Autor<br />

David Cousins<br />

Technisches Marketing<br />

Blum-Novotest<br />

www.blum-novotest.com<br />

Die Brüder Waldemar und Alexander Disterhoft leben<br />

den Traum, den viele haben: In die Selbständigkeit gehen,<br />

Herr über einen eigenen Maschinenpark werden<br />

und das eigene Unternehmen aufbauen. Im hart umkämpften<br />

Markt der Lohnfertigung braucht man dafür<br />

Unternehmergeist, Wille zu langen Arbeitstagen und<br />

die richtigen Werkzeuge und Maschinen. Die beiden<br />

Brüder gründeten das Unternehmen im Jahr 2014 in<br />

Spaichingen auf der Schwäbischen Alb. Beide hatten zuvor<br />

viele Jahre bei einem Lohnfertigungsunternehmen<br />

in der Umgebung Erfahrungen in der Zerspanung gesammelt<br />

und auch schon gemeinsam die Ausbildung<br />

absolviert. Mit einer gebrauchten 5-Achs-Fräsmaschine<br />

von Spinner begann Alexander Disterhoft zunächst, alleine<br />

Aufträge für Firmen in der näheren und weiteren<br />

Umgebung zu erledigen.<br />

Schon nach einem halben Jahr liefen die Geschäfte<br />

so gut, dass Bruder Waldemar wie geplant in die Firma<br />

einstieg und eine zweite, baugleiche Spinner-Fräsmaschine<br />

gekauft werden konnte. Inzwischen sind die beiden<br />

bei vier Maschinen angelangt, es wurden nacheinander<br />

zwei Fanuc-Fräszentren mit vierter und fünfter<br />

Achse sowie einer Automatisierungslösung angeschafft.<br />

Erst kürzlich mietete Disterhoft weitere Hallenflächen<br />

an, um Platz für zukünftige Erweiterungen zu<br />

haben.<br />

Die Kunden des noch jungen Unternehmens finden<br />

sich überwiegend in den Bereichen Maschinenbau und<br />

Medizintechnik. Letztere ist inzwischen der wichtigere<br />

Umsatzbringer, denn hier können die Disterhofts ihre<br />

Qualitäten ausspielen: Höchste Präzision bei extrem<br />

kleinen und komplexen Teilen. Ein gutes Beispiel dafür<br />

sind Teile für Biopsiezangen.<br />

Die Zusammenarbeit mit Blum-Novotest (AMB: Halle<br />

7, Stand A15) bestand von Anfang der Firmengeschichte<br />

an, da schon in der ersten Spinner-Maschine<br />

ein Lasermesssystem von Blum installiert war. Dieses<br />

wird hauptsächlich zur Werkzeuglängenmessung und<br />

zur Bruchkontrolle benutzt. Hinzu kam der Messtaster<br />

TC50, der aus dem Werkzeugmagazin eingewechselt<br />

und zum Messen der Bauteile genutzt wird. Die zweite<br />

Spinner-Maschine ist exakt gleich bestückt, die beiden<br />

Fanuc-Maschinen sind mit dem Werkzeug-Messtaster<br />

Z-Nano IR und jeweils einem Messtaster TC52 ausgestattet,<br />

so dass auch in diesen Maschinen Werkzeuge<br />

und Werkstücke automatisiert vermessen werden können.<br />

Zur Steigerung der Präzision der Maschinen setzt<br />

Disterhoft auf die Blum-Software Kinematics Perfect.<br />

Damit können die kinematische Genauigkeit der 5-achsigen<br />

Fanuc-Bearbeitungszentren vollautomatisch erfasst,<br />

Einflüsse identifiziert und Ungenauigkeiten korri-<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> PLUS 02.2018 23


:: Technik<br />

giert werden. Dazu wird eine Kalibrierkugel bei unterschiedlichen<br />

Schwenkpositionen der vierten und fünften<br />

Achse gemessen. Die Messung selbst wird mit Hilfe<br />

der von Blum entwickelten Messzyklen durchgeführt.<br />

Anhand der Messwerte wird der Kinematikfehler für jede<br />

Stellung der Achsen berechnet und die Kinematikparametertabellen<br />

der Maschinensteuerung bei Bedarf<br />

automatisch korrigiert. Dann kann die Maschine die<br />

Fehler ausgleichen, sodass eine sehr hohe Präzision erreicht<br />

wird.<br />

Zur erweiterten Messdatenanalyse nutzt Disterhoft die Kinematicsperfect<br />

PC-Software. Sie erlaubt eine einfache Leistungsbeurteilung<br />

der Maschinenkinematik<br />

Waldemar und Alexander<br />

Disterhoft vor einem<br />

der automatisierten<br />

Fanuc-Bearbeitungszentren<br />

Messtechnik deckt<br />

sich verändernde Kinematikfehler auf<br />

Bei kritischen Teilen überprüfen die Firmenchefs den Kinematikfehler<br />

– der sich über die Erwärmung der Maschine<br />

verändert – durch regelmäßiges Messen nach einer<br />

bestimmten Anzahl gefertigter Teile. Die Kalibrierkugel<br />

ist auf einer Palette montiert und kann so auch im<br />

mannlosen Betrieb auf den Fanuc-Bearbeitungszentren<br />

eingewechselt werden.<br />

Zur erweiterten Messdatenanalyse nutzt Disterhoft<br />

die Kinematicsperfect PC-Software. Sie erlaubt eine einfache<br />

Leistungsbeurteilung der Maschinenkinematik.<br />

Einfach verständliche Visualisierungen der Messergebnisse<br />

ermöglichen die Beurteilung der Präzision des Bearbeitungszentrums.<br />

Lagerschäden oder mechanische<br />

Formabweichungen der Schwenkachsen lassen sich<br />

ebenso erkennen wie Rundheitsabweichungen und das<br />

Taumeln des Tisches oder einer Drehachse.<br />

„Die Darstellung der Kreisabweichung gibt uns ein<br />

gutes Gefühl, wo wir mit der Präzision unserer Maschinen<br />

stehen“, berichtet Alexander Disterhoft. „Gerade<br />

bei den winzigen Löffelchen, deren Kanten oder Ver -<br />

zahnung genau aufeinanderpassen müssen und die im<br />

Fünfachsbetrieb gefräst werden, ist das wichtig. Zu -<br />

dem ist die Messung sehr präzise.“ Er wusste von der Vermessung<br />

der Frästeile, dass die Y-Achse einer der Maschinen<br />

im kalten Zustand einen Fehler von 0,04 mm hat, die<br />

Messung mit Kinematicsperfect ergab 0,039 mm.<br />

„Wenn möglich, fertigen wir rund um die Uhr“, so<br />

Alexander Disterhoft, „und dazu ist es notwendig, dass<br />

wir im gesamten Bearbeitungszyklus immer wieder<br />

messen. Jedes Werkzeug wird nach der Bearbeitung im<br />

Laser oder mit dem Tastkopf gemessen, damit die Bearbeitung<br />

gestoppt werden kann, wenn ein Werkzeug gebrochen<br />

ist. Sonst würden die nachfolgenden Werkzeuge<br />

mit dem Werkstück kollidieren, da am Werkstück weniger<br />

bearbeitet wäre als gedacht. Dies könnte verheerende<br />

Folgen haben, nicht nur für die Werkzeuge, sondern<br />

auch für die Spindel und die Maschine selbst.“<br />

Die Maschine bleibt je nach Programmierung und<br />

Anzahl der verfügbaren Werkzeuge nach dem Erkennen<br />

eines Werkzeugbruchs stehen oder sie wechselt ein<br />

Schwesterwerkzeug ein, vermisst dieses und fährt mit<br />

dem nächsten Rohteil fort. „Wir haben kleine Bohrer mit<br />

0,5 mm Durchmesser im Einsatz, die brechen schnell“,<br />

betont Waldemar Disterhoft. „Da lohnt sich die Bruchkontrolle.<br />

Außerdem sparen wir uns das teure Voreinstellgerät,<br />

indem wir neue Werkzeuge in der Maschine<br />

vermessen. Unsere Vorgehensweise ist zudem noch genauer.“<br />

Bei vielen Werkzeugen nutzen die Brüder die<br />

Systeme auch zur Verschleißmessung und können diese<br />

so länger, also bis zum Standzeitende einsetzen.<br />

Messsysteme halten hohen<br />

Antast-Geschwindigkeiten stand<br />

„Für uns ist Geschwindigkeit wichtig, damit wir zu zweit<br />

die anstehenden Aufträge fristgerecht abarbeiten können“,<br />

so Waldemar Disterhoft weiter. „Wenn vor jedem<br />

Werkzeugwechsel das Werkzeug vermessen wird, summiert<br />

sich das im Laufe des Tages zu einem spürbaren<br />

Zeitaufwand. Da ist es sehr wichtig, dass die Blum-<br />

Messsysteme sehr hohen Geschwindigkeiten standhalten.“<br />

Disterhoft tastet mit 1.000 mm/min an und fährt<br />

den Taster im Eilgang bis ganz kurz vor die Messstelle,<br />

das macht dem Messtaster nichts aus. „Zudem misst<br />

der Taster, weil er nicht wie andere Taster auf einem<br />

Dreibeinsystem basiert, in alle Richtungen gleich gut,<br />

sodass wir uns um die Ausrichtung des Tasters keine Ge-<br />

24 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> PLUS 02.2018


danken machen müssen“, erkläutert Waldemar Disterhoft.<br />

Auch bei den Tastköpfen des Typs Z-Nano ließ sich<br />

mit Hilfe von Blum noch einiges an Zeit herausholen,<br />

wie sich Alexander Disterhoft erinnert: „Wir fahren inzwischen<br />

im Eilgang bis auf die längste mögliche Werkzeuglänge<br />

an den Tastkopf heran und bremsen dann<br />

nur auf 2.000 mm/min ab, bis der Taster erreicht ist. Andere<br />

Tastköpfe können nur mit 300 mm/min angefahren<br />

werden, das dauert schon wesentlich länger.“ Messtaster<br />

wie Tastkopf liefern ihre Daten mittels Infrarotübertragung<br />

an die Maschine, „das hat bisher immer<br />

problemlos funktioniert“, unterstreicht<br />

Disterhoft. „Die Batterien<br />

müssen durchschnittlich<br />

zweimal im Jahr gewechselt<br />

werden – und das bei tausenden<br />

Messungen pro Tag. Der<br />

kompakte Tastkopf Z-Nano fügt<br />

sich ideal in den kleinen Arbeitsraum<br />

der Fanuc-Maschinen ein<br />

und liefert einen echten Mehrwert.“<br />

Auch unter Kühlschmiermittel<br />

und Spänen gibt es mit den<br />

Blum-Messsystemen keine Probleme,<br />

wie Waldemar Disterhoft<br />

berichtet. „Wir fahren vor<br />

dem Messen mit dem Z-Nano<br />

kurz mit der Kühlschmiermitteldüse<br />

an den Tastkopf und geben<br />

einen kurzen Impuls. Dann werden<br />

alle Späne, die vielleicht auf<br />

dem Taster liegen, weggespült<br />

und die Messung wird nicht<br />

verfälscht. Und die Lasersysteme<br />

haben nicht einmal bei innengekühlten<br />

Werkzeugen und<br />

den damit verbundenen Kühl -<br />

mitteltropfen ein Problem, die<br />

Messungen sind stets zuver -<br />

lässig.“<br />

Sehr wichtig ist diese Zuverlässigkeit<br />

in der nächtlichen<br />

„Geisterschicht“, in der die Maschinen<br />

unbeaufsichtigt laufen.<br />

„Wir könnten die Maschinen<br />

nachts nicht laufen lassen,<br />

wenn wir nicht automatisiert<br />

messen würden“, betont Alexander<br />

Disterhoft. „Wenn wir<br />

keine Bruchkontrolle machen,<br />

ist die Gefahr von Beschädigungen<br />

viel zu groß. Und auch den<br />

Verschleiß haben wir unter Kontrolle,<br />

wenn wir die Werkzeuge<br />

regelmäßig messen. Es nutzt<br />

uns nichts, wenn die Maschine<br />

die ganze Nacht läuft, wir dann<br />

Änderungen vorbehalten.<br />

aber 200 Teile wegwerfen müssen, weil ein Fräser verschlissen<br />

war und die Tiefe einer Tasche nicht innerhalb<br />

der Toleranz ist. Durch das direkte Messen in der Spindel<br />

können wir zudem das durch die Erwärmung verursachte<br />

Wachstum der Z-Achse kompensieren.“<br />

Sein Bruder Waldemar fügt hinzu: „Durch die hohen<br />

Antast-Geschwindigkeiten, die sowohl bei Tastkopf als<br />

auch Messtaster möglich sind, verlieren wir kaum Bearbeitungszeit.<br />

Das ist sehr wichtig, wenn man rund um<br />

die Uhr produziert und viele tausend Messungen am<br />

Tag durchführt – am Ende wird aus Messzeit Bearbeitungszeit<br />

und die bringt bares Geld.“<br />

■<br />

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<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> PLUS 02.2018 KLINGELNBERG PRÄZISIONSMESSZENTREN<br />

KLINGELNBERG ANTRIEBSTECHNIK 25


:: Technik<br />

Lösungen von Wenzel in der Fahrzeugindustrie<br />

Messgeräte für jedes Autoteil<br />

Messtechnik ist in der Automobilproduktion an vielen Stellen gefragt. Für Technikanbieter<br />

Wenzel ist dies eines der Spezialgebiete. So kommen etwa die Horizontalarm-Geräte beim<br />

Bearbeiten von Blechteilen zum Einsatz. Daneben bieten die Portalmessgeräte hohe Genauigkeit<br />

– zum Beispiel um die Qualität eines Bauteils zur Abgasrückführung zu gewährleisten.<br />

Auf dem Weg vom Blech zur Karosserie kommt der<br />

Qualitätssicherung eine wichtige Aufgabe zu. Strenge<br />

Toleranzen sind dabei einzuhalten. Nur so ist gewährleistet,<br />

dass die Endmontage reibungslos verläuft. Auch<br />

Teile die durch Zulieferer gefertigt wurden, müssen problemlos<br />

montiert werden können.<br />

Mit seinen Horizontalarm-Messgeräten der R-Serie<br />

hat Wenzel (AMB: Halle 7, Stand A50) dafür entsprechende<br />

Technik im Programm. Laut Hersteller steht dem<br />

Anwender dabei eine große Auswahl für den Einsatz<br />

von schaltenden, scannenden und optischen Messsystemen<br />

zur Verfügung. Die Messgeräte eignen sich sowohl<br />

für produktionsbegleitende Serienmessungen als<br />

auch für spezifische Bauteilanalysen.<br />

In Produktions- und Pressenumgebung werden die<br />

Messmaschinen mit aktiven pneumatischen Schwingungsdämpfern<br />

ausgeliefert, um die Ergebnisse vor<br />

dem Einfluss von Vibrationen zu schützen. Dank aktiver<br />

Temperaturkompensation sollen sich trotz Tempera -<br />

turschwankungen genaue Messergebnisse ermitteln<br />

lassen.<br />

Innerhalb der R-Serie werden fünf Ausführungen angeboten.<br />

Die RS-plus ist ein universell einsetzbares<br />

Messgerät mit seitlich an der Basisplatte angebrachten<br />

Führungselementen.<br />

Die RA-plus-Baureihe erfüllt laut Anbieter zusätzlich<br />

höchste Anforderungen an Geschwindigkeit und Präzision.<br />

Das Unterflur-Messgerät RUF ergänzt ein RADund<br />

ein RAD-plus-Messgerät, wenn es darum geht,<br />

schwer zugängliche Prüfbereiche von unten zu messen.<br />

Das Hochleistungs-Messgerät RAX bietet bereits in der<br />

Standardausführung einen weit überdurchschnittlichen<br />

Messbereich bei hoher Präzision.<br />

Qualitätssicherung im Vorseriencenter<br />

Der Autor<br />

Markus Strehlitz<br />

Redaktion<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong><br />

Das Koordinatenmessgerät LH 65 stellt<br />

sicher, dass ein Bauteil die strömungstechnischen<br />

Vorgaben erfüllt<br />

Bild: USD Formteiltechnik<br />

Die Geräte der RAX-Reihe kommen zum Beispiel bei der<br />

Qualitätssicherung im Vorseriencenter von Volkswagen<br />

zum Einsatz. Um Qualität, Produktivität und Prozesseffizienz<br />

stetig zu verbessern, wird dort bereits in der Entwicklungsphase<br />

sichergestellt, dass jedes Automobil<br />

des Konzerns messbar ist. Dies gilt für die komplette<br />

Marken- und Variantenvielfalt – vom Dach bis zur Bodengruppe.<br />

Die RAX-Geräte bietet bereits in der Standardausführung<br />

einen großen Messbereich von 3.100 mm in der<br />

Z-Achse. Je nach Tastsystem beginnt der Messbereich in<br />

Z ab 70 mm über der Basisplatte. Dies bedeutet, dass<br />

26 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> PLUS 02.2018


Das SF 87 Shopfloor eignet sich als Einstiegsgerät für die Fertigungsumgebung<br />

Bild: Wenzel<br />

der Messarm unter das Fahrzeug in Straßenniveau gefahren<br />

werden kann.<br />

Die Y-Achse hat eine Länge von 1.600 mm in der Simplex-<br />

beziehungsweise 3.000 mm in der Duplexversion.<br />

Durch den spiegelbildlichen Aufbau der Duplexversion<br />

wird der Messbereich in der X-Achse optimal ausgenutzt.<br />

Bei Volkswagen beträgt die X-Achse 6.000 mm, da<br />

die Fundamentgruben der alten Anlagen benutzt wurden.<br />

Wenn erforderlich können auch wesentlich längere<br />

Mehrständeranlagen realisiert werden.<br />

Die kompletten Lösungen von Wenzel umfassen<br />

auch die Präzisionssoftware Metrosoft Quartis. Mit dieser<br />

ließen sich aussagekräftige Messberichte auf Knopfdruck<br />

schnell und einfach konfigurieren, heißt es beim<br />

Hersteller. Außerdem ermöglicht die Software auf Duplex-<br />

oder Mehrständer-Messanlagen im Mehrgerätebetrieb<br />

zu arbeiten, um Werkstücke in kürzerer Zeit zu<br />

prüfen. Bis zu acht Messgeräte können verbunden werden.<br />

Somit können vor allem große Bauteile schneller<br />

vermessen und die Zykluszeit reduziert werden.<br />

Automatisierte Messabläufe<br />

Quartis kommt auch bei den Portalmessgeräten von<br />

Wenzel zum Einsatz. Diese werden ebenfalls genutzt,<br />

um Automobilteile zu messen. So arbeitet zum Beispiel<br />

USD Formteiltechnik mit dem Portalmessgerät LH 65<br />

von Wenzel. Das Unternehmen beliefert neben der Automobilindustrie<br />

auch andere Branchen wie etwa die<br />

Lebensmittelindustrie oder die Medizintechnik.<br />

Das LH 65 ist laut Anbieter ein universelles und flexibel<br />

einsetzbares Messgerät für die unterschiedlichsten<br />

Anwendungen. Ausgestattet mit dem motorischen<br />

Dreh-/Schwenkkopf PH10M und dem kompakten Messtaster<br />

TP200 von Renishaw misst das Portalmessgerät<br />

mit einer Genauigkeit von 2,1 + L/300 μm.<br />

USD Formteiltechnik verwendete das Portalmessgerät<br />

zum Beispiel, um die Qualität eines Bauteil zur Abgasrückführung<br />

zu sichern, das für einen deutschen Automobilhersteller<br />

gefertigt wurde. Ein besonders wichtiges<br />

Kriterium war dabei die Profilformtoleranz.<br />

Mit dem Koordinatenmessgerät wurde verifiziert,<br />

dass das Bauteil die strömungstechnischen Vorgaben<br />

erfüllt. Wichtig war unter anderem, den Einfluss des Bedieners<br />

auf die Ergebnisse möglichst zu vermeiden und<br />

die Messabläufe weitestgehend zu automatisieren. Die<br />

Messungen gegen 3D-Daten konnten zeitsparend<br />

durchgeführt und der Fertigungsauftrag termingerecht<br />

abgewickelt werden.<br />

Highlights auf der AMB<br />

Auf der AMB wird Wenzel mit dem LH 87 ein weiteres<br />

Portalmessgerät präsentieren. Dieses ist mit dem Revo<br />

Multisensor 5-Achsen-Messsystem von Renishaw ausgestattet.<br />

Das LH 87 erziele wesentlich kürzere Durchlaufzeiten<br />

gegenüber konventionellen Lösungen und<br />

biete eine ausgezeichnete Messflexibilität ohne Genauigkeitsverlust,<br />

heißt es bei Wenzel.<br />

Daneben zeigt der Messtechnikspezialist sein Koordinatenmessgerät<br />

SF 87 Shopfloor, das sich als Einstiegsgerät<br />

für die Fertigungsumgebung eignet. Es profitiert<br />

laut Anbieter von einem in Relation zur Stellfläche<br />

optimalen Messvolumen für diese Bauart. Eine weitere<br />

Effizienzsteigerung könne durch die Nutzung von<br />

leistungsstärkeren Tastköpfen sowie optischen Sensoren<br />

erzielt werden.<br />

■<br />

Webhinweis<br />

Über das Angebot von Wenzel in Sachen Messtechnik<br />

sprach CEO Dr. Heike Wenzel auch<br />

auf der Control im Interview mit der<br />

Redaktion von <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong>.<br />

Hier geht es zum Video:<br />

http://hier.pro/BfLNs<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> PLUS 02.2018 27


:: Technik<br />

Fertigungszelle mit integrierter Messtechnik<br />

Vollautomatisch zum Werkzeug<br />

Kleiner Stanztechnik kombiniert in einer neuen Fertigungszelle Werkzeugmaschinen,<br />

Messtechnik und Robotik. Ziel ist die autarke Fertigung von Werkzeugkomponenten inklusive<br />

Messprotokoll. Zum Einsatz kommt Messtechnologie von Alicona, mit der der Messvorgang<br />

automatisch durchgeführt wird<br />

„Ob wir mit unserer neuen Fertigungszelle weltweit alleinstehend<br />

sind, kann ich nicht so ohne Weiteres sagen.<br />

Doch unsere Kunden bestätigen, dass sie eine vergleichbare<br />

Fertigungszelle mit integrierter Messtechnik<br />

und diesem hohen Automatisierungsgrad noch nicht<br />

gesehen haben“, sagt Christian Hamann, Geschäftsfeldleiter<br />

Werkzeugtechnik bei Kleiner Stanztechnik. Das<br />

Unternehmen aus Pforzheim ist stolz darauf, seit seiner<br />

Gründung Kompetenzen aus dem Bereich Präzisionsstanzteile<br />

und Hochleistungsstanzwerkzeuge mit neuen<br />

Technologien zu kombinieren.<br />

„Im Moment interagieren Mensch und die einzelnen<br />

Komponenten der Zelle noch miteinander“, so Hamann.<br />

Die Fertigungszelle in ihrem finalen Zustand soll dann<br />

eine völlig autarke Fertigung mit vollautomatischem<br />

Ablauf ermöglichen. „Wir übergeben der Zelle einen<br />

Rohling, und am Ende erhalten wir ohne weiteren Eingriff<br />

ein komplett gefertigtes Werkzeug inklusive Messprotokoll.“<br />

Die Fertigungszelle basiert auf der Kombination unterschiedlicher<br />

hochmoderner Technologien und Maschinen.<br />

Eingesetzt werden derzeit zwei HSC-Fräsmaschinen,<br />

eine Senkerodiermaschine, eine Reinigungsanlage<br />

sowie taktile und optische Messtechnik. Ein<br />

6-Achs-Industrieroboter steuert die Fertigung und sorgt<br />

für die Bestückung.<br />

Ein Palettensystem wird mit dem Rohling bestückt,<br />

das mittels einer Übergabestation an die Zelle beziehungsweise<br />

den Roboter übergeben wird. Zunächst<br />

übernimmt eine taktile Messstation die Bestimmung<br />

der Lage des Werkstücks. Diese Referenzen beziehungsweise<br />

Koordinaten werden der Fräsmaschine zugeführt,<br />

die dann die Elektrode fräst. Die Elektrode wird in weiterer<br />

Folge optisch mit einem System von Alicona (Halle 7,<br />

Stand B34) in 3D gemessen und an die Senkerodiermaschine<br />

übergeben, die das Werkzeugeinzelteil schlussendlich<br />

fertigt.<br />

Die optische Messung der Elektrode erfolgt schon<br />

jetzt automatisiert. Die Messergebnisse werden aktuell<br />

Die Fertigungszelle basiert auf<br />

der Kombination unterschied -<br />

licher Technologien und<br />

Maschinen. Wichtiges Element:<br />

das Messsystem von Alicona<br />

Bild: Alicona<br />

28 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> PLUS 02.2018


von einem Mitarbeiter erfasst, der – basierend auf den<br />

Messdaten – notwendige Maßnahmen und Änderungen<br />

im Fertigungsprozess manuell einleitet.<br />

„Mit Alicona schaffen wir es jetzt schon, dass der<br />

Messvorgang in unserem Fertigungsprozess automatisch<br />

gestartet und durchgeführt wird“, erklärt Hamann.<br />

„Derzeit arbeiten wir an der Vernetzung mit weiteren<br />

Maschinen, sodass Maschinenparameter auf der<br />

Basis der Messergebnisse automatisch und kontinuierlich<br />

angepasst werden“.<br />

Perfekte Positionierung dank Drehachse<br />

Alicona wird hauptsächlich zur Messung von Formen<br />

eingesetzt, die in einem Toleranzbereich von bis zu 0, 01<br />

mm liegen. Die Formgenauigkeit spielt eine entscheidende<br />

Rolle für die weitere Fertigung und Einhaltung<br />

sämtlicher Qualitätsvorgaben der Werkzeuge. Das<br />

Stanztechnikunternehmen profitiert besonders von der<br />

motorisierten Dreh- und Schwenkeinheit, die gemeinsam<br />

mit dem hochauflösenden Messsystem Infinitefocus<br />

beschaffen wurde.<br />

„Durch die Drehachse können wir Werkstücke ideal<br />

positionieren. Wir messen in nur einem Messvorgang<br />

beliebig viele Flächen und Oberflächenmerkmale. Das<br />

macht die Messung im Vergleich zu unserem bislang<br />

eingesetzten Messmittel nicht nur sehr präzise, sondern<br />

aufgrund der geringen Messzeit auch sehr wirtschaftlich“,<br />

berichtet Hamann.<br />

Schnelle Messzeiten, hohe Genauigkeit und intuitive<br />

Bedienbarkeit waren gemeinsam mit der Vorgabe, Messungen<br />

in der Produktion automatisieren zu können,<br />

ausschlaggebende Kriterien bei der Evaluierung eines<br />

geeigneten Messsystems. Teil des Pflichtenheftes war<br />

zudem die Implementierung von offenen Schnittstellen<br />

zur Einbindung in die Systemlandschaft der Fertigungszelle.<br />

„Spätestens ab dem Zeitpunkt, wo es darum ging,<br />

die steilen Flanken unserer Formen zu messen, haben<br />

viele andere Messtechnikanbieter nur noch mit den<br />

Schultern gezuckt. Lediglich Alicona hat alle von uns gestellten<br />

Kriterien erfüllt“, so Hamnn.<br />

Ein zusätzlicher Bonus ist die Messung in registrierter<br />

3D-Echtfarbinformation, die „Anwendern ein erstes<br />

eindeutiges und schnelles Ergebnis liefern“, so der Leiter<br />

der Werkzeugtechnik. „Unsere Augen erfassen Farbe<br />

wesentlich schneller als einfache Zahlenergebnisse. Die<br />

Farbinformation ist mittlerweile ein gängig eingesetztes<br />

Verfahren, das wir nicht mehr missen möchten.“<br />

Kleiner erwartet sich durch den Einsatz<br />

der Fertigungszelle höhere Produktivität bei<br />

Die Autorin<br />

gleichbleibenden Ressourcen. „Wir können<br />

mit der gleichen Mannschaft eine deutlich<br />

höhere Produktivität und Effizienz - Astrid Krenn<br />

steigerung erzielen, da wir an Schnelligkeit Head of Marketing &<br />

und Flexibilität gewinnen. Schon heute stellen<br />

wir in diesem Stadium der Zelle in kürze-<br />

Alicona<br />

Communication<br />

rer Zeit mehrere, verschiedene Werk - www.alicona.com<br />

zeugkomponenten her“, fasst Hamann zusammen.<br />

■<br />

Vertrauensbasis<br />

Die leistungsstarken Textur-Analysatoren der<br />

EZ-Test SX/LX-Serie sind ideal geeignet für<br />

Applikationen in der Lebensmittel-, Kosmetikund<br />

Elektronik-Industrie sowie in der Qualitäts -<br />

kontrolle von Kunststoffen und Gummi.<br />

• Datentransfer in einer 1 ms Durchlaufzeit<br />

• Hohe Rücklaufgeschwindigkeit<br />

• Dynamische Messbereiche<br />

• Hochpräzise Kraftmessdose<br />

• Effiziente Software-Pakete<br />

www.shimadzu.de/ez-x-serie<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> PLUS 02.2018 29


:: Technik<br />

Softwaregestützte Automation vereinfacht Prozesse im Werkzeug- und Formenbau<br />

Automation ist Trumpf<br />

Die messtechnische<br />

Hardware von Hexagon,<br />

die auch für den Einsatz<br />

unter rauen Industriebedingungen<br />

konzipiert ist,<br />

und die bedienerfreundliche<br />

Software werden<br />

bei Zimmer & Kreim direkt<br />

in die Fertigungszelle<br />

integriert<br />

Bild: Hexagon<br />

Durch die Integration der Messtechnik in die Produktionszelle gewinnen die Kunden des<br />

Erodiermaschinenbauers Zimmer & Kreim Zeit und Geld. Die Qualitätssicherung findet somit<br />

direkt in der Linie findet statt – und die Messtechnik liefert Ergebnisse zurück an die<br />

Bearbeitungsmaschine.<br />

Der Autor<br />

Steffen Richter<br />

Application Engineer<br />

Hexagon Manufacturing<br />

Intelligence<br />

www.hexagonmi.com<br />

Seit der Unternehmensgründung von Zimmer & Kreim<br />

vor mehr als 30 Jahren haben sich die Kundenanforderungen<br />

enorm verändert. „Als mittelständisches Unternehmen<br />

mit vielfältigem und hohem Expertenwissen<br />

unter einem Dach, mit der Offenheit für Neues und mit<br />

einem klugen Blick über den Tellerrand hinaus leben<br />

und praktizieren wir bereits seit Jahren Industrie 4.0“,<br />

erklärt Michael Huth, Leiter Vertrieb und Marketing.<br />

Um den individuellen Anforderungen seiner Kunden<br />

gerecht zu werden, kombiniert das mittelständische<br />

Maschinenbauunternehmen mit Sitz in Brensbach/<br />

Odenwald innovative Technologien und viel Erfahrung.<br />

„Auf diese Weise bringen wir Hard- und Software in ein<br />

effizientes Zusammenspiel“, so Huth. In Hexagon (AMB:<br />

Halle 7, Stand B50) habe der Maschinenbauer „einen<br />

verlässlichen Partner gefunden, um unsere Prozesse<br />

weiter zu optimieren und einen hohen Automationsgrad<br />

zu erreichen“.<br />

Auch für die Kunden aus dem Werkzeug- und Formenbau<br />

hat sich in den vergangenen Jahrzehnten vieles<br />

verändert. Designwechsel und der Wunsch nach mehr<br />

Individualität erfordern eine deutlich höhere Flexibilität<br />

und kleinere Chargen. Wurden früher aus einer Ur-Form<br />

rund 5 Millionen Teile produziert, sind es heute meist<br />

nur noch 500.000 Stück. Die geforderte Rückführbarkeit<br />

bedingt eine Nachweisverpflichtung. Hier helfen RFID-<br />

Chip und QR-Codes, die mitgelieferten Messprotokolle<br />

zuzuordnen. Sie ermöglichen die Identifikation der Einzelteile<br />

und ersparen dem Endkunden eine Wareneingangskontrolle.<br />

Beim Andruck des Lieferscheins wird<br />

das passende Messprotokoll automatisch mit ausgedruckt.<br />

Aus Wettbewerbsgründen und aufgrund kürzerer<br />

Produktlebenszyklen ist eine volle Kapazitätsauslastung<br />

unabdingbar. Rund-um-die-Uhr-Schichten erhöhen<br />

aber auch die Personalkosten.<br />

Zimmer & Kreim liefert die Bausteine für automatisierte<br />

Lösungen zum präzisen Fräsen oder Erodieren, die<br />

sich in vorhandene Abläufe integrieren lassen. Bei sich<br />

verändernden Anforderungen können die Systeme angepasst<br />

und ausgebaut werden.<br />

Durch die Integration der Messtechnik in die Produktion<br />

gewinnen die Kunden von Zimmer & Kreim nicht<br />

nur Zeit, sondern sparen lange Wege und Geld. Statt im<br />

Messlabor, findet die Qualitätssicherung an der Linie<br />

statt. Mögliche Fehler werden so frühzeitig erkannt und<br />

abgestellt. Der Weg vom Rohteil zum Fertigteil wird<br />

durch die Einbindung der Messungen in die Abläufe vereinfacht<br />

und die Ressource Personal dabei geschont. Die<br />

messtechnische Hardware, die auch für den Einsatz unter<br />

rauen Industriebedingungen konzipiert ist und die<br />

30 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> PLUS 02.2018


edienerfreundliche Software lassen sich direkt in die<br />

Fertigungsabläufe integrieren. Die Mitarbeiter der Fertigung<br />

bedienen die selbsterklärende Software, während<br />

sich die Experten der Qualitätssicherung auf andere<br />

Aufgaben konzentrieren können. Eine kontinuierliche<br />

Anwesenheit der Fachkräfte während des Schichtbetriebes<br />

ist nicht mehr zwingend erforderlich.<br />

Mit der Software Preset & Measure von Hexagon lassen<br />

sich die Versatzdaten für das Voreinstellen der Elektroden<br />

problemlos ermitteln. Eine datentechnische Verbindung<br />

zwischen Produktionslinie und Messraum ermöglicht<br />

die Qualitätsmessung in der Fertigung. Ergänzt<br />

durch den Hexagon Inspection Planer werden diese<br />

Versatzdaten und Qualitätsmesspunkte schnell offline<br />

am CAD-Modell generiert und anschließend automatisch<br />

am realen Bauteil gemessen. Ein leistungsfähiger<br />

und flexibler Postprozessor stellt die ermittelten<br />

Messdaten im gewünschten Format für die Weiterbearbeitung<br />

mit der Erodier-, Fräs- oder anderen Maschinen<br />

zur Verfügung. Der Supervisor fungiert als Schnittstelle<br />

zwischen dem Roboter SPS und der Messtechnik; er<br />

kann flexibel an die bestehende Hard – und Softwareumgebung<br />

angepasst werden.<br />

QUALITÄT UNTER<br />

KONTROLLE<br />

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AUF DER FORMNEXT<br />

Halle 3.1<br />

Stand 3.1 - F21<br />

Synergieeffekte wie zum Beispiel<br />

Anpassung der Software an die Elektrodenmessung<br />

Die Kooperation beider Unternehmen hat zu Synergieeffekten<br />

geführt. Einerseits konnte die Software immer<br />

besser an die Anforderungen der Elektrodenmessung<br />

angepasst werden, andererseits wurde die Hardware<br />

vereinfacht. Die Entwicklung eines Schnittstellen-Steckers,<br />

der die bisherigen Klemmen ersetzt, erleichtert<br />

beispielsweise nun die Inbetriebnahme deutlich und<br />

hilft auch, Fehler bei der Installation zu vermeiden.<br />

Die Interpretation der eingehenden Signale kann<br />

weiterhin im Supervisor flexibel angepasst werden. Die<br />

offenen Schnittstellen der Software ermöglichen beste<br />

Integration der Messungen in den Produktionsprozess<br />

und Rückmeldung in übergeordnete Leitsysteme wie<br />

zum Beispiel ERP-Systeme. Dadurch sind individuelle<br />

Kundenwünsche mit wenigen Programmierungsschritten<br />

umsetzbar. Solche Parameter machen die Inbetriebnahme<br />

des Gesamtsystems deutlich einfacher, sicherer<br />

und letztendlich kostengünstiger.<br />

Künftig will Zimmer & Kreim seine Marktpräsenz mit<br />

Automations- und Softwarelösungen für den Messraum<br />

ausbauen. Die Ausstattung mit moderner Messtechnik<br />

sowie schnelle Reaktion auf Marktveränderungen<br />

sind hierfür unerlässlich. Die Zusammenarbeit mit<br />

Hexagon eröffnet in diesem Zusammenhang neue Wege.<br />

Zumal das Wetzlarer Unternehmen als globaler Anbieter<br />

auch in Asien stark vertreten ist, wo ebenfalls<br />

zahlreiche Kunden von Zimmer & Kreim ansässig sind.<br />

Das stellt kurze Informationswege und schnelle technische<br />

Hilfe vor Ort sicher. „Wir gehen erst von der Baustelle,<br />

wenn beim Kunden alles optimal läuft und seine<br />

Mitarbeiter mit allen Prozessen vertraut sind“, erklärt<br />

Huth die Philosophie seines Unternehmens.<br />

■<br />

<br />

<br />

Seit 40 Jahren Ihr Spezialist für:<br />

• Messtechnik für Lauf- und Passverzahnungen<br />

• Verzahnte Höchstpräzision<br />

• Messlehren und Zweikugelmaßerfassung<br />

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<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

von Passverzahnungen<br />

<br />

Lehrung von Passverzahnungen.<br />

• Gutlehrring aus Material HX wird in Gauger eingespannt.<br />

• Werkstück wird zur Lehrung herangefahren, Gauger erlaubt<br />

Bewegungen in 4 Richtungen ähnlich einer Lehrung von Hand.<br />

<br />

<br />

www.frenco.de<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> PLUS 02.2018 31<br />

FRENCO GmbH I Verzahnungstechnik I Messtechnik I 90518 Altdorf I www.frenco.de


:: Technik<br />

Die Zahnträger des<br />

Galaxie Getriebes müssen<br />

hochpräzise sein<br />

Bilder: Zeiss<br />

Wittenstein überwacht die Messraumtemperatur mit einem System von Zeiss<br />

Null Spiel für die<br />

Umgebungstemperatur<br />

Dynamisierte Einzelzähne statt Zahnrad, Flächen- statt Linienkontakt und Verzahnung mit<br />

logarithmischer Spirale: Damit bei der Getriebekinematik Galaxie von Wittenstein alles perfekt<br />

ineinandergreift, müssen alle Komponenten hochpräzise gefertigt werden. Gemessen werden<br />

sie mit einer Zeiss Prismo Ultra, die Umgebungsbedingungen im Messraum mit dem<br />

Überwachungssystem Tempar.<br />

Die Autorin<br />

Katharina Schmidl<br />

Content Managerin<br />

Zeiss Industrielle<br />

Messtechnik<br />

www.zeiss.de/messtechnik<br />

Galaxie ist eine Getriebegattung, die das Prinzip des<br />

Getriebes komplett neu gedacht hat: Anstatt aus Zahnrädern<br />

besteht das Galaxie aus 48 dynamisierten Einzelzähnen.<br />

Die Verzahnung ist als logarithmische Spirale<br />

ausgeformt – ähnlich wie in einer Galaxie. Wird bei<br />

Planetengetrieben ein Linienkontakt zur Übertragung<br />

des Drehmoments genutzt, so entsteht bei Galaxie ein<br />

nahezu vollständiger Flächenkontakt. Der Vorteil: viel<br />

höhere Drehmomente. Das alles führt zu einem völlig<br />

spielfreien Getriebe mit hoher Steifigkeit. Dadurch ist es<br />

viel leistungsfähiger als andere Getriebearten und perfekt<br />

für den Hochleistungsmaschinenbau geeignet. Für<br />

seine innovative Technologie wurde das Getriebe auch<br />

mit dem „Oscar für Ingenieure“, dem Hermes Award<br />

2015, ausgezeichnet.<br />

Um die Weiterentwicklung, Produktion und Vermarktung<br />

von Galaxie voranzutreiben, hat Wittenstein ein<br />

internes Start-up gegründet. Peter Lesch, bereits seit 29<br />

Jahren bei Wittenstein, ist Leiter Produktion & Logistik<br />

für das Start-Up: „Wir haben bei Galaxie ganz neue Fertigungsprozesse.<br />

Um diese erfolgreich zu meistern, bauen<br />

wir aktuell eine eigene Fertigungsinsel auf. Dort sind<br />

neben der Produktion die Montage, der interne Teststand<br />

sowie die Qualitätssicherung integriert.“<br />

Auch die anderen Abteilungen des Start-ups wie zum<br />

Beispiel Logistik, Entwicklung oder Vertrieb sind direkt<br />

an die Fertigungsinsel angeschlossen. Marco Gravera ist<br />

Leiter der Qualitätssicherung und sieht in der räumlichen<br />

Nähe einen entscheidenden Vorteil: „Dadurch fühlen<br />

sich alle Mitarbeiter wie eine Einheit. Das führt zu<br />

einer besseren und schnelleren Zusammenarbeit – allen<br />

voran zwischen den Qualitäts- und Fertigungsmitarbeitern.<br />

Wir können unsere Messprozesse somit viel<br />

schneller an die Prozesse der Fertigung und deren Entwicklung<br />

anpassen.“<br />

Das Zusammenspiel der beiden Abteilungen ist für<br />

die Fertigung der neuen Getriebegattung unabdingbar.<br />

Die Fertigungstechnologien sind auch für Wittenstein<br />

teilweise Neuland, aber durch die kurzen Feedbackwege<br />

mit der Qualitätssicherung sind sie laut Lesch „viel<br />

schneller beherrschbar“.<br />

Gravera und sein Team messen die Kernbauteile des<br />

Getriebes fertigungsbegleitend, am Ende steht eine<br />

100-Prozent-Messung der Getriebe auf dem Prüfstand<br />

an. Teile von Lieferanten kommen ebenfalls zur Wareneingangsprüfung<br />

erst einmal in den Messraum. Denn<br />

wenn sich die 48 Rundzähne durch den Zahnträger<br />

schieben ist höchste Präzision im Tausendstel-Millimeter-Bereich<br />

gefordert. Und nicht nur da: Damit alles perfekt<br />

ineinandergreift, müssen alle Getriebekomponenten<br />

hochpräzise gefertigt werden.<br />

Um diesen Präzisionsansprüchen gerecht zu werden,<br />

misst das Team von Gravera mit einer Prismo Ultra und<br />

einer Surfcom Nex, beides von Zeiss (AMB: Halle 7,<br />

32 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> PLUS 02.2018


KN e 3G | KN e 3P<br />

Stand A13). Das Portalmessgerät hat eine Längenmessabweichung<br />

von nur 0,5 + L/500 μm. Um solch präzise<br />

Messwerte liefern zu können, stellt das Messgerät allerdings<br />

hohe Anforderungen an die Umgebungsbedingungen.<br />

Schwankende Temperaturen führen dazu, dass<br />

sich Materialien ausdehnen oder zusammenziehen. Je<br />

präziser ein Messgerät arbeitet, desto stärker fallen<br />

Temperaturschwankungen ins Gewicht. So ist die Messbezugstemperatur<br />

für eine Prismo Ultra im Bereich von<br />

20 bis 22 °C zu halten, Abweichungen pro Stunde oder<br />

Die Verzahnungs-Wälzschleifmaschine KN e 3G und<br />

KN e 3P<br />

für den preiswerten Einstieg in die<br />

Präzisionsbearbeitung<br />

KNM 2X<br />

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Halle 5<br />

Stand D12<br />

Die analytische Messmaschine<br />

für hochpräzise Messungen<br />

von Verzahnungen aller Art<br />

bis 450 mm Werkstückbreite<br />

Halle 5<br />

Stand D12<br />

Alles im Blick: Die Konsole gibt Marco Gravera, Leiter der Qualitätssicherung,<br />

eine Übersicht über die Temperaturwerte und die Messraumklasse<br />

KAPP NILES | Callenberger Str. 52<br />

96450 Coburg | Deutschland<br />

Telefon: +49 9561 866-0 | E-Mail: info@kapp-niles.com<br />

Internet: www.kapp-niles.com<br />

Meter sind nur im Rahmen von 0,5 K zulässig.<br />

Für Gravera war daher von Anfang an klar, dass der<br />

neue Messraum mit einem Temperaturüberwachungssystem<br />

ausgestattet werden muss. Mit Tempar von<br />

Zeiss hat er ein System gefunden, das viel mehr kann als<br />

die reine Temperaturmessung. „Mir war es sehr wichtig<br />

ein System zu haben, das 24/7 die Temperatur misst, sie<br />

überwacht und vor allem auch rückverfolgbar aufzeichnet.“<br />

Neun Sensoren sind gleichmäßig um das Koordinatenmessgerät<br />

verteilt und zeichnen die kleinsten<br />

Temperaturschwankungen auf. Auf einer Konsole hat<br />

Gravera stets alle Werte im Blick, auch die Messraumklasse<br />

nach VDI/VDE 2627. „Unser Ziel ist es, dass der<br />

Messraum stets die Anforderungen an die Güteklasse 2<br />

erfüllt“, erklärt Gravera. „Bereits in meinem ersten<br />

Messtechnikseminar hat uns der Dozent mitgegeben,<br />

dass die Temperatur den größten Einfluss auf das Messergebnis<br />

hat. Darum ist es mir persönlich sehr wichtig,<br />

dass wir diese Größe absolut beherrschen.“<br />

■<br />

Heiß geliebt<br />

Geborgenheit und Nähe schenken.<br />

Bitte unterstützen Sie Kinder und Familien<br />

in Not mit Ihrer Hilfe. Danke!<br />

Webhinweis<br />

Wie Wittenstein Technik von Zeiss in der Qualitätssicherung<br />

einsetzt, sehen Sie in diesem<br />

Video von Zeiss:<br />

http://hier.pro/DUux7<br />

Tel.: 0800/50 30 300 (gebührenfrei)<br />

IBAN DE22 4306 0967 2222 2000 00<br />

BIC GENO DE M1 GLS<br />

www.sos-kinderdoerfer.de<br />

2016/1<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> PLUS 02.2018 33


:: Technik<br />

Fokus auf Roboter<br />

Optisch und automatisiert<br />

Optische Wellenmessgeräte in einer automatisierten Messzelle, ein neues kamerabasiertes<br />

Oberflächenprüfsystem für kleinste Bohrungen und eine neue Generation von Rauheits- und<br />

Konturenmessgeräten – für Metallverarbeiter stellt Jenoptik ein breites Produktspektrum<br />

zur Verfügung.<br />

Der Bruch in der Prozesskette der Automatisierung<br />

zwischen Produktion und Messtechnik<br />

hat Jenoptik (AMB: Halle 7, Stand<br />

A33) gemeinsam mit zwei Partnerunternehmen<br />

veranlasst, eine automatisierte Lösung<br />

zu entwickeln: Ein optisches Wellenmessgerät<br />

der Opticline-Serie, das C305,<br />

wurde mit einem neuen Handlingsroboter<br />

mit Werkstückspeicher kombiniert. Diese<br />

kompakte Einheit wurde von Jenoptik in Zu-<br />

sammenarbeit mit den Firmen Erler, Dormettingen,<br />

und Viktor Hegedüs, Wehingen,<br />

geplant und realisiert. Die Kombination optischer<br />

Wellenmesstechnik und automatisierter<br />

Roboterbeladung ermöglicht eine sekundenschnelle<br />

Inspektion zahlreicher Prüfmerkmale.<br />

Das Spannmittel Fixator von Hegedüs<br />

lieferte die Grundlage für eine zuverlässige<br />

Aufnahme von Teilen aller Geometrien.<br />

Durch diese automatisierte Messzelle<br />

werden wichtige Mitarbeiterressourcen geschont<br />

und mögliche negative Werkereinflüsse<br />

gezielt vermieden. Der Kunde kann<br />

somit den Fokus stärker auf die Qualitätsund<br />

Prozesskontrolle legen. Die Zeit der<br />

stichprobenartigen Kontrollen ist vorbei:<br />

Durch die Erhöhung der Prüfintervalle kann<br />

eine bis zu 100-Prozent-Kontrolle erfolgen<br />

und die Produktsicherheit in der Fertigung<br />

signifikant erhöht werden. Die Prozesskosten<br />

werden optimiert und die Verlässlichkeit<br />

als qualifizierter Lieferant wird deutlich<br />

gesteigert.<br />

Kleinste Fehlstellen in Bohrungen<br />

taktzeitgenau erkennen<br />

Die Prüfung kleiner Bohrungen mit weniger<br />

als 15 mm Durchmesser war bislang nur<br />

manuell möglich. Durch die Entwicklung<br />

des Oberflächenprüfsystems Visionline IPS<br />

B5 ändert sich das: dank innovativer Kamera-<br />

und Beleuchtungstechnik, einer adaptiven,<br />

dynamischen Maskierung und hoher<br />

Auflösung ist eine automatisierte 100-Prozent-Prüfung<br />

von Planflächen in Linientaktzeit<br />

möglich. Gezeigt wird auf der AMB die<br />

Konzeptstudie des Visionline IPS B5. Damit<br />

ist nun sogar die Prüfung kleinster Bohrungen<br />

mit weniger als 5 mm Durchmesser<br />

möglich.<br />

Die Kombination aus optischer Wellenmesstechnik<br />

und automatisierter Roboterbeladung<br />

ermöglicht eine sekundenschnelle Inspektion<br />

zahlreicher Prüfmerkmale Bilder: Jenoptik<br />

34 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> PLUS 02.2018


Jenoptik zeigt auf der AMB<br />

eine Konzeptstudie des<br />

Visionline IPS B5. Damit<br />

ist die Prüfung kleinster<br />

Bohrungen mit Durch -<br />

messern < 5 mm möglich<br />

Introducing<br />

the new<br />

RADIAN<br />

Family of Laser trackers<br />

Der Autor<br />

Marco Lachenmaier<br />

Marketing Specialist<br />

Jenoptik Automotive<br />

www.jenoptik.de<br />

Das Messsystem erlaubt eine schnelle Inspektion<br />

der kompletten Bohrungsinnenflächen,<br />

die Überprüfung und Vermessung von<br />

Innenkonturen sowie die Bewertung von<br />

Defektstellen. Erkannt werden typische<br />

Oberflächenfehler wie Lunker, Poren oder<br />

Kratzer. Die 360°-Optik der Sensoren erstellt<br />

ein Bild der gesamten Bohrungsfläche. Der<br />

schnelle und robuste Sensor erfüllt somit alle<br />

Anforderungen zur 100-Prozent-Kontrolle<br />

der Produktqualität im verketteten Einbau<br />

einer Fertigungslinie.<br />

Das System kann wahlweise offline mit<br />

manueller Beladung betrieben werden –<br />

oder alternativ inline vollverkettet, mit einem<br />

flexiblen Robotersystem kombiniert<br />

oder in einer innovativen Multi-Sensor-Anlage.<br />

Typische Anwendungsbeispiele sind<br />

Ventilsteuerplatten, Steuerschieberbohrungen,<br />

Einspritzpumpengehäuse oder Ventilgehäuse<br />

für die Hydraulik.<br />

Waveline W800 für<br />

Rauheits- und Konturenmesstechnik<br />

Die neue Generation von Rauheits- und<br />

Konturenmessgeräten Waveline W800 hat<br />

Jenoptik konzipiert, um eine Vielzahl an<br />

Kundenanforderungen für flexible, präzise<br />

und schnelle Messvorgänge zu erfüllen. Alle<br />

Messplatzkonfigurationen sind modular<br />

und können später problemlos erweitert<br />

werden. Eine über sechsfach schnellere<br />

Achsgeschwindigkeit und eine Verbesserung<br />

des Grundrauschens um circa 30 % zeigen<br />

die deutliche Leistungsverbesserung zu<br />

den bisherigen Modellen. Zusätzlich sind alle<br />

Messplätze modular konfigurierbar und<br />

können später problemlos erweitert werden.<br />

Die neue Modellreihe W800 bietet für jeden<br />

Anwendungsbereich das passende Tastsystem.<br />

Sie eignet sich besonders für die vielen<br />

unterschiedlichen Messaufgaben im<br />

Messraum mit typischerweise manuellen<br />

oder halbautomatisierten Messabläufen. Eine<br />

weitere Besonderheit ist der leichte Austausch<br />

der Tastsysteme über einen neuen<br />

magnetischen Schnellwechseladapter. Damit<br />

wird ein hohes Maß an Flexibilität in der<br />

täglichen Messpraxis erreicht.<br />

Für Anwender mit hohen Leistungsanforderungen<br />

in den Bereichen Automatisierung,<br />

Messzykluszeiten und Messgenauigkeit<br />

ist darüber hinaus ab September 2018<br />

die Performance-Modellreihe W900 ver -<br />

fügbar.<br />

■<br />

Webhinweis<br />

Wie die automatisierte Messzelle von Jenoptik, Erler<br />

und Hegedüs funktioniert, sehen Sie<br />

in diesem Video vom Automationsexperten<br />

Erler: http://hier.pro/sqOe3<br />

RADIAN<br />

LASER TRACKER CORE<br />

RADIAN<br />

LASER TRACKER PLUS<br />

RADIAN<br />

LASER TRACKER PRO<br />

NOTHING BEYOND MEASURE<br />

www.apimetrology.com<br />

Automated Precision Europe GmbH<br />

Im Breitspiel 17 | 69126 Heidelberg<br />

+49 (0) 6221 729 805 0<br />

info.eu@apisensor.com | www.apisensor.com<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> PLUS 02.2018 35


:: Technik<br />

Die ISO-Gridstruktur<br />

dieses Zerodur-Bauteils<br />

wird aus dem Vollen<br />

geschliffen<br />

Bilder: Heidenhain<br />

Längenmessgeräte in der Glasbearbeitung für Teleskope<br />

Wenn es auf den<br />

Mikrometer ankommt<br />

Weil es bei der Herstellung von Spiegelträgern für astronomische Teleskope auf extrem hohe<br />

Genauigkeit und Zuverlässigkeit ankommt, setzt Schott bei der CNC-Bearbeitung von<br />

Glaskeramik-Bauteilen auf Messgeräte von Heidenhain. Glaskeramik ist ähnlich hartspröde wie<br />

Hartmetall.<br />

Der Autor<br />

Fließtext betont<br />

im Auftrag von<br />

Heidenhain<br />

www.heidenhain.de<br />

Wenn irgendwo auf der Welt ein astronomisches Teleskop<br />

gebaut wird, sind mit hoher Wahrscheinlichkeit<br />

Produkte von Schott an Bord. Aus der Glaskeramik Zerodur<br />

stellt Schott monolithische Spiegelträger oder Teilstücke<br />

für großsegmentierte Teleskopspiegel her. Vor allem<br />

der äußerst niedrige thermische Ausdehnungskoeffizient<br />

über einen großen Temperaturbereich prädestiniert<br />

die Glaskeramik für diese Anwendungen. Änderungen<br />

der geometrischen Form und der Abmessungen<br />

bei Temperaturschwankungen sind praktisch ausgeschlossen<br />

– eine wesentliche Voraussetzung für die anspruchsvollen<br />

Anwendungen in der Astronomie.<br />

Hergestellt wird Zerodur in einem aufwendigen,<br />

mehrstufigen und Wochen dauernden Prozess. An dessen<br />

Ende stehen gewaltige, tonnenschwere Glaskeramikblöcke<br />

– Quader oder Zylinder mit bis zu 4,5 m<br />

Durchmesser – für astronomische Anwendungen. Aus<br />

diesen Blöcken sägt und schleift der Bereich Advanced<br />

Optics von Schott, wiederum in mitunter wochenlang<br />

laufenden Bearbeitungsprozessen, die endgültigen Produkte<br />

heraus.<br />

Wohlgemerkt: Beschrieben wird hier die Bearbeitung<br />

von Glaskeramik auf Fräs- und Schleifmaschinen. Ebenso<br />

wie Hartmetall gehört Glaskeramik zu den hartspröden<br />

Werkstoffen, für deren Bearbeitung großes Knowhow<br />

und Fingerspitzengefühl nötig sind. Eine falsche<br />

Berührung mit metallischen Gegenständen kann zu<br />

Sprüngen und Abplatzungen führen, die die aufwendig<br />

hergestellten Rohlinge unbrauchbar machen. Deshalb<br />

gehen die Mitarbeiter von Advanced Optics bei der<br />

Handhabung der Zerodur-Rohlinge mit höchster Disziplin<br />

und Sorgfalt beim Einrichten der Maschinen vor. Und<br />

schon allein deshalb müssen die Maschinen Werkstücke<br />

und Werkzeuge auch extrem genau führen und positionieren.<br />

Damit die geforderten Toleranzen in der schleifenden<br />

Bearbeitung der Rohlinge eingehalten werden, setzt<br />

Schott in seinen Maschinen auf Messgeräte von Heidenhain<br />

(AMB: Halle 2, Stand D03). Je nach Maschinengröße<br />

und Achse sind gekapselte Längenmessgeräte der<br />

Baureihen LS und LC im Einsatz. An besonders langen<br />

Achsen – die größten Maschinen zur Bearbeitung der<br />

Zylinder mit 4,5 m Durchmesser haben X- und Gantry-<br />

Achsen mit Messlängen bis zu 5240 mm – finden sich<br />

auch Längenmessgeräte der Baureihe LB. Am Rundtisch<br />

sorgen Winkelmessgeräte der Baureihe ROD für die Positionsmessung.<br />

Sie alle gewährleisten die sehr hohe geometrische<br />

Genauigkeit der Spiegelträger. Die Maß- und Formtoleranzen<br />

für bearbeitete Oberflächen liegen je nach geo-<br />

36 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> PLUS 02.2018


metrischem Merkmal zum Teil unter 0,05 mm. Die<br />

Oberflächen werden bei Spezialfirmen für optische Polituren<br />

weiterverarbeitet, die höchste Genauigkeit als<br />

Eingangsgröße voraussetzen. Zur Gewichtsreduzierung<br />

erhalten viele Bauteile auf ihrer Rückseite zum Beispiel<br />

Wabenstrukturen oder sogenannte Isogrid-Strukturen.<br />

Dazu schleifen die Spezialisten bei Schott bei einer verbleibenden<br />

Wandstärke von zum Teil nur 2 mm bis zu<br />

200 mm tiefe Taschen aus dem massiven Glaskeramikkörper.<br />

Das Vorgießen dieser und anderer Strukturen in<br />

den Glaskeramikkörpern ist produktionstechnisch nicht<br />

möglich, ohne die entscheidende Eigenschaft, die Homogenität<br />

der thermischen Ausdehnung, zu verlieren.<br />

Bei der Großteilbearbeitung geht<br />

Zuverlässigkeit über alles<br />

Die sehr langen Laufzeiten der einzelnen Bearbeitungen<br />

sind auch der Grund dafür, dass Schott viel Wert auf Zuverlässigkeit<br />

und Wartung legt. Die unkontrollierte Unterbrechung<br />

einer laufenden Bearbeitung kann für das<br />

jeweilige Teil die Einstufung als Ausschuss bedeuten. Je<br />

nach Bearbeitungsschritt und Ursache führt ein Stopp<br />

zu Schäden am Bauteil, die die weiteren Bearbeitungsschritte<br />

nicht mehr ausgleichen können. Also heißt die<br />

Devise, lieber auf Nummer sicher zu gehen. Deshalb arbeiten<br />

im Bereich Advanced Optics noch echte Werkzeugmaschinenklassiker,<br />

deren Zuverlässigkeit die Mitarbeiter<br />

zu schätzen wissen. Dank ihrer robusten Mechanik<br />

verrichten sie tagaus, tagein verlässlich ihre Arbeit.<br />

Damit das auch noch lange so bleibt, sorgen regelmäßige<br />

Wartungen über den üblichen Turnus hinaus<br />

für Sicherheit.<br />

Daneben hat Schott ein neues 5-Achsen-CNC-Bearbeitungszentrum<br />

aufgebaut. Darauf können Zerodur-<br />

Spiegelsubstrate bis 4,5 m Durchmesser mit einer Flächenformtoleranz<br />

von kleiner 100 μ beziehungsweise<br />

In der neuen CNC-Bearbeitungsmaschine<br />

bei Schott garantiert Heidenhain-<br />

Messtechnik die Genauigkeitsanforderungen<br />

für zukünftige Projekte<br />

0,1 mm geschliffen werden. Wegen der sehr guten Erfahrungen<br />

mit den bewährten Maschinenklassikern<br />

kommt auch in der neuen Maschine Heidenhain-Messtechnik<br />

zur Einsatz. Damit ist auch für zukünftige Projekte<br />

die notwendige Genauigkeit sichergestellt.<br />

Die Wartung der Heidenhain-Messgeräte übernimmt<br />

Sven Borgwart, Servicetechniker bei der Heidenhain-Vertretung<br />

Walter Bautz im hessischen Bickenbach.<br />

Obwohl die gekapselten Längenmessgeräte eigentlich<br />

wartungsfrei sind, inspiziert er jede Maschine<br />

vier bis fünf Mal jährlich. Denn bei den Bearbeitungen<br />

der Zerodur-Rohlinge geht es nicht nur sehr schmutzintensiv<br />

zu. Kühlschmiermittel, Schleifmittel und Rückstände<br />

der spanenden Bearbeitung bilden auch noch<br />

ein Gemisch, das Maschinen, Messgeräten und Elektronik<br />

zu schaffen machen kann.<br />

Vor ganz besonders kritischen Aufträgen fordert<br />

Schott Advanced Optics Borgwart an, damit er die Messgeräte<br />

und -Steuerungselektroniken vor Anlauf der Bearbeitung<br />

sicherheitshalber noch einmal auf Herz und<br />

Nieren prüft. Sollten sich nur die geringsten Anzeichen<br />

dafür zeigen, dass es während der Bearbeitung zu Problemen<br />

kommen könnte, werden die Längenmessgeräte<br />

präventiv instandgesetzt – entweder direkt vor Ort<br />

oder in der Werkstatt von Walter Bautz.<br />

Außerdem gehört das Erneuern von Kabelstrecken<br />

zwischen den Messgeräten und den Steuerungselektroniken<br />

zu den hin und wieder erforderlichen Wartungsarbeiten.<br />

Sie leiden unter dem Glasstaub, der wie<br />

Schleifpapier wirkt und die bewegten Kabel angreift. ■<br />

Sven Borgwart, Servicetechniker<br />

bei der Heidenhain-<br />

Vertretung Walter Bautz,<br />

prüft ein Längenmessgerät<br />

LB 382C auf Herz und Nieren,<br />

damit die geplante,<br />

langwierige Bearbeitung sicher<br />

und zuverlässig abgearbeitet<br />

werden kann<br />

Webhinweis<br />

Wie herausfordernd die Herstellung und Logistik der<br />

Zerodur Spiegelträger von Schott für das im Bau befindliche<br />

größte Teleskop der Welt,<br />

ELT, ist, ist in diesem Video zu sehen:<br />

http://hier.pro/a1Rpw<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> PLUS 02.2018 37


:: Produkte<br />

Schnell und zuverlässig in 3D<br />

Auf Basis einer exakten 3D-Formerfassung überprüft der neue 3D-Sensor X-Gage3D von Isra<br />

Vision (AMB: Halle 7, Stand A39) sämtliche Merkmale eines Objekts wie Bohrlöcher oder<br />

Spaltmaße in nur einem Messdurchlauf – inline, atline oder offline. Die ermittelten Ergebnisse<br />

stehen per CAD-Abgleich sofort zur Verfügung.<br />

Ausgestattet mit vier hochauflösenden Kameras und<br />

einer Hochleistungs-LED erfasst der Quad-Kamera-Sensor<br />

alle Objektformen innerhalb kürzester Zeit und auch<br />

unter herausfordernden Bedingungen. Seine Multi-Stereo-Technologie<br />

gestattet eine besonders vollständige,<br />

ultrafeine Punktewolke, da stereometrische Aufnahmen<br />

mit sechs verschiedenen Kamerapaaren möglich<br />

werden. Durch die verschiedenen Kameraperspektiven<br />

werden etwa reflektierende Bereiche nicht unscharf, da<br />

sie aus einem anderen Blickwinkel optimal bestimmt<br />

werden können. Das Ergebnis sind präzise digitale Abbilder,<br />

sogenannte Watertight-Modelle, die Objekte detailliert<br />

und lückenlos darstellen. So lassen sich selbst<br />

frei geformte Flächen präzise überprüfen und die ermittelten<br />

Ergebnisse eignen sich optimal für die additive<br />

Fertigung mit einem 3D-Drucker oder das Reverse <strong>Engineering</strong>.<br />

Liegt bereits ein CAD-Datensatz eines Bauteils vor,<br />

lassen sich Maßabweichungen mit einem CAD-Abgleich<br />

schnell ermitteln. Mit diesem Verfahren überprüft<br />

X-GAGE3D alle Objektmerkmale gleichzeitig, was<br />

eine Qualitätsprüfung deutlich beschleunigt.<br />

■<br />

Die 3D-Messtechnik für kleinste Details mit dem X-Gage3D lässt sich<br />

auch inline einsetzen Bild: Isra Vision<br />

Hybrid-Lasermesssystem<br />

Taktil und berührungslos<br />

Das neue Hybrid-Lasermesssystem<br />

LC52-Digilog von Blum-Novotest<br />

(AMB: Halle 7, Stand A15) ist ein Hybrid-Lasermesssystem<br />

zur Werkzeugmessung<br />

und -überwachung in Dreh-<br />

Fräszentren. Es vereint die Vorteile der<br />

berührungslosen, digital-analogen<br />

Messung mit denen der taktilen Messung<br />

per Messtaster in einem kompakten<br />

Gerät. Die Digilog-Technologie<br />

bietet eine noch höhere Prozesssicherheit<br />

unter Kühlmitteleinfluss sowie<br />

die um bis zu 60 % schnellere Messung<br />

von rotierenden Werkzeugen.<br />

Möglich wird dies durch die Generierung<br />

tausender Messwerte pro Sekunde<br />

unter dynamischer Anpassung<br />

der Messgeschwindigkeit entsprechend<br />

der Nenndrehzahl des Werkzeugs.<br />

Zudem wird jede Schneide einzeln<br />

gemessen, statt nur den Wert für<br />

die längste Schneide zu ermitteln, wodurch<br />

ein Vergleich von kürzester zu<br />

längster Schneide möglich ist. Als Resultat<br />

werden Rundlauffehler, verursacht<br />

etwa durch Verschmutzungen<br />

am Konus der Werkzeugaufnahme,<br />

automatisch erfasst.<br />

■<br />

Verzahnungsmessmaschine<br />

Wenn Kompaktheit<br />

gefragt ist<br />

Die analytische Messmaschine KNM 2X von<br />

Kapp Niles Metrology (AMB: Halle 5, Stand<br />

D12) ist für hochpräzise Verzahnungsmessungen<br />

von Bauteilen bis maximal 450 mm<br />

Breite und 80 kg Gewicht ausgelegt. Sie<br />

überzeugt mit einem ultrakompakten Maschinendesign,<br />

einer Maschinenkonstruktion<br />

mit sehr hoher Eigengenauigkeit und<br />

thermischer Stabilität sowie mit<br />

moderner Antriebstechnik und<br />

neuester KNM C5 Steuerung. Die<br />

KNM 2X verfügt noch über eine<br />

größere Schwester: Auf der KNM<br />

5X lassen sich Werkstücke bis<br />

650 mm Breite<br />

und mit einem<br />

Gewicht von bis<br />

zu 500 kg vermessen.<br />

■<br />

38 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> PLUS 02.2018


Kontaktlos und mit Highspeed<br />

Wo immer Wälzlager, Prüfstifte und Grenzlehrdorne mit hoher<br />

Genauigkeit gemessen werden müssen, bieten sich Laser Scan<br />

Mikrometer von Mitutoyo (AMB: Halle 7, Stand B15 ) an. Das neue<br />

Modell LSM-6902H gehört laut Hersteller zu den genauesten in seiner<br />

Messbereichsklasse auf dem Markt.<br />

Die Laser Scan Mikrometer von<br />

Mitutoyo zeichnen sich durch<br />

eine hohe Scanrate aus, mit der<br />

sich kleine Werkstücke messen<br />

lassen, selbst wenn sie zerbrechlich,<br />

heiß, in Bewegung<br />

sind oder vibrieren. Das neue<br />

LSM-6902H bietet einen Messbereich<br />

von 0,1 bis 25 mm. Im<br />

Verbund mit den optionalen<br />

verstellbaren Haltersätzen ermöglicht<br />

es das hochgenaue<br />

Messen der Außendurchmesser<br />

von Prüfstiften und Grenzlehrdornen.<br />

Es bietet eine Linearität<br />

über den gesamten Messbereich<br />

von ±0,5 μm sowie<br />

±(0,3+0,1∆) μm in der Teilmessstrecke.<br />

Die Wiederholpräzision<br />

beträgt 0,045 μm über den vollen<br />

Messbereich (25 mm Durchmesser)<br />

und 0,03 μm für die<br />

Teilmessstrecke (10 mm Durchmesser).<br />

Mit 1.600/s wurde die<br />

Scanrate des neuen Geräts gegenüber<br />

der des Vorgängers verdoppelt.<br />

Die angegebene hohe<br />

Messgenauigkeit über den ganzen<br />

Messbereich wird durch das<br />

System „Rückführbarkeit auf in-<br />

Das neue<br />

LSM-6902H bietet<br />

einen Messbereich<br />

von 0,1 bis 25 mm<br />

Bild: Mitutoyo<br />

ternationale Normale” gewährleistet,<br />

das Mitutoyo als führender<br />

Hersteller von Präzisionsmessgeräten<br />

und -maschinen<br />

etabliert hat. Daten lassen sich<br />

von der Anzeigeeinheit zu einem<br />

externen Gerät – etwa einem<br />

PC – exportieren. Die kostenlose<br />

Mitutoyo USB Input Tool<br />

Software erlaubt das Eintragen<br />

der Messdaten in eine Microsoft<br />

Excel-Tabelle.<br />

■<br />

Hochgenaue Abstandsmessung<br />

Der neue Laser-Sensor Opto NCDT 1750LL von Micro-Epsilon (AMB: Halle 7, Stand A57 ) kommt in<br />

hochgenauen Abstandsmessungen bei metallischen oder strukturierten Oberflächen zum<br />

Einsatz.<br />

Dank seines ovalen Lichtflecks werden physikalisch bedingte<br />

Interferenzen kompensiert und stabile Messwerte<br />

ausgegeben. Dadurch kann der Sensor dort eingesetzt<br />

werden, wo herkömmliche Laser-Punkt-Sensoren<br />

an ihre Grenzen stoßen. Der Laser-Triangulationssensor<br />

ermöglicht hochgenaue Messungen auf strukturierten<br />

Oberflächen wie Schleifpapier, Schleifscheiben oder<br />

Gummi und auf glänzenden Metallen. Herkömmliche<br />

Laser-Punkt-Sensoren kommen hier mit ihrem kleinen<br />

Lichtfleck an ihre Grenzen, da durch die Oberflächenstruktur<br />

eine homogene Reflexion des Laserlichts unterbunden<br />

wird und instabile beziehungsweise verrauschte<br />

Messsignale entstehen.<br />

Mit einer speziellen, zylindrischen Linse wird der Laser-Punkt<br />

zu einer Laser-Linie aufgeweitet. Für das<br />

menschliche Auge wirkt diese kurze Laser-Linie, mit der<br />

der Opto NCDT 1750LL arbeitet, wie ein ovaler Lichtfleck.<br />

In Verbindung mit speziellen Auswerte-Algorithmen<br />

kompensiert der Laser-Sensor Störungen durch<br />

Strukturen, Vertiefungen oder andere Oberflächende-<br />

fekte. Dadurch wird eine präzise Abstandsmessung auf<br />

diese Oberflächen möglich. Durch die kompakte Bauform<br />

ist eine Integration des Sensors auch bei geringem<br />

Bauraum möglich.<br />

■<br />

Der Laser-Triangulationssensor ermöglicht hochgenaue Messungen<br />

auf strukturierten Oberflächen und auf glänzenden Metallen<br />

Bild: Micro-Epsilon<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> PLUS 02.2018 39


:: Produkte<br />

Kompakt und wiederholgenau<br />

Den sehr kompakten neuen Messtaster RMP400 mit Dehnmessstreifen-Technologie hat<br />

Renishaw (AMB: Halle 7, Stand A11) für kleine 5-Achsen-Werkzeugmaschinen entwickelt.<br />

Er stellt eine zuverlässige und präzise, taktile Messlösung für die Werkstückeinrichtung,<br />

Merkmalmessung und Überprüfung der Maschinenleistung dar.<br />

Die Rengage-<br />

Messtaster eigenen<br />

sich vor allem<br />

für den Formenbau<br />

sowie für die<br />

Luft- und Raumfahrtindustrie<br />

Bild: Renishaw<br />

Der neue RMP400 gehört zusammen mit<br />

RMP600, OMP400, OMP600 und MP250 zur<br />

Baureihe der Rengage Messtaster, die die<br />

bewährte Silizium-Dehnmessstreifen-Technologie<br />

mit einer extrem kompakten Elektronik<br />

verbinden, um eine hohe 3D-Messleistung<br />

und eine sehr hohe Wiederholgenauigkeit<br />

zu bieten.<br />

Die Messtaster zeichnen sich in der Messung<br />

komplexer Formen und Konturen aus<br />

und eigenen sich optimal für den Formenbau<br />

sowie für die Luft- und Raumfahrtindustrie.<br />

Dank ihrer extrem niedrigen Antastkraft<br />

der lassen sich damit Oberflächen-<br />

und Formschäden vermeiden, wodurch sich<br />

der Taster für die Prüfung empfindlicher<br />

Werkstücke sehr gut eignet.<br />

Der RMP400 arbeitet mit einer Funkübertragung<br />

und eignet sich für Arbeitsumgebungen,<br />

bei denen es keine konstante Sichtverbindung<br />

zwischen Spindelmesstaster<br />

und Kommunikationsschnittstelle gibt. Die<br />

Funkübertragung mit Frequency Hopping<br />

Spread Spectrum (FHSS) ermöglicht es den<br />

Geräten, Interferenzen und Funklöcher zu<br />

vermeiden, wodurch der Messtaster eine<br />

hohe Zuverlässigkeit selbst in HD-Funkfrequenzumgebungen<br />

bieten kann.<br />

■<br />

Messen mit PMI-Unterstützung<br />

Um eine Funktion zur Integration von Produktfertigungsinformationen (PMI) hat<br />

Werth (AMB: Halle 7, Stand B32) seine 3D-Mess-Software Winwerth ergänzt.<br />

Mit 3D-PMI lassen sich nun Messablaufpläne erstellen.<br />

Viele CAD-Systeme bieten mittlerweile die<br />

Möglichkeit, PMI-Daten (Product and Manufacturing<br />

Information) zu integrieren. Die<br />

hieraus resultierenden CAD-Datensätze enthalten<br />

dann zusätzlich zur Geometriebeschreibung<br />

der CAD-Elemente auch die vom<br />

Konstrukteur festgelegten Bemaßungen inklusive<br />

Toleranzen und Bezugselementen.<br />

Diese Informationen bilden nun das Grundgerüst<br />

zur Erstellung des Messablaufplans<br />

mit der neuen Funktion 3D-PMI der Mess-<br />

Software Winwerth.<br />

Beim Anklicken der gewünschten geometrischen<br />

Eigenschaft werden alle damit<br />

verbundenen, zur Lösungsfindung zu verknüpfenden<br />

Geometrieelemente farblich<br />

markiert. Zur Messung mit automatischer<br />

Scanbahn- und Punktverteilung kann der<br />

Anwender die Geometrieelemente der Reihe<br />

nach anklicken, gegebenenfalls die Antaststrategie<br />

modifizieren und im CAD-Online-Modus<br />

auch sofort messen. Nach der<br />

Messung besteht die Möglichkeit, Sollwerte<br />

Bei Anklicken der geometrischen<br />

Eigenschaft in<br />

Winwerth werden die<br />

zur Messung notwendigen<br />

Elemente zum Beispiel<br />

durch blaue Umrandung<br />

farblich hervorgehoben<br />

Bild: Werth<br />

und Toleranzen per Knopfdruck aus den<br />

PMI-Daten in das Messprotokoll zu übernehmen<br />

und ebenfalls manuell zu modifizieren.<br />

Durch Überlagerung von CAD-Modell,<br />

PMI-Farbmarkierung und Darstellung der<br />

bereits gemessenen Elemente sind die weiteren<br />

Arbeitsschritte leicht zu erkennen. Mit<br />

PMI lassen sich die tolerierten Elemente auf<br />

einen Blick identifizieren, und auch das Suchen<br />

von Bezugselementen in der Zeichnung<br />

entfällt. Damit wird die Interpretation<br />

der Aufgabenstellung vereinfacht und Übertragungsfehler<br />

minimiert.<br />

■<br />

40 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> PLUS 02.2018


:: <strong>Quality</strong> World<br />

Die Kaiserslauterer Ingenieure Professor Tilmann Beck<br />

(links), Doktorand Shayan Deldar (vorne) und<br />

Dr. Marek Smaga haben das Verfahren gemeinsam<br />

mit Mainzer Kollegen entwickelt Bild: TUK Koziel<br />

Dr. Martin Jourdan (links) und Student Moritz Krämer<br />

haben an der Beschichtungsapparatur am Institut<br />

für Physik der Johannes Gutenberg-Universität Mainz<br />

nichtmagnetischen Stahl mit unterschiedlichen,<br />

jeweils 20 nm dünnen magnetischen Filmen beschichtet<br />

Bild: JGU/Martin Jourdan<br />

Ermüdungserscheinungen auf<br />

Mikroebene auf der Spur<br />

Verschleiß, Korrosion, Materialermüdung – um Abnutzungserscheinungen früh zu entdecken,<br />

am besten schon im Mikrobereich, werden oft magnetische Prüfverfahren verwendet. Bei nichtmagnetischem<br />

Stahl war das bislang unmöglich. Forscher aus Kaiserslautern und Mainz haben<br />

ein Verfahren entwickelt, bei dem sie eine dünne magnetische Schicht auf Stahl aufbringen.<br />

Stahl zählt zu den meistgenutzten Werkstoffen. Er findet<br />

in vielen Varianten Verwendung, etwa als rostfreier<br />

Edelstahl, hochfester Vergütungsstahl oder preisgünstiger<br />

Baustahl. Stähle können magnetisch oder nichtmagnetisch<br />

sein. Sie kommen in Besteck, in Bauteilen<br />

von Fahrzeugen oder in Stahlträgern von Gebäuden und<br />

Brücken zum Einsatz. Mitunter ist Stahl hohen Temperaturen<br />

oder Spannungen ausgesetzt. „Dabei können<br />

mikrostrukturelle Änderungen, Risse oder Bauteilversagen<br />

die Folge sein“, sagt Dr. Marek Smaga, der am Lehrgebiet<br />

für Werkstoffkunde bei Professor Dr. Tilmann<br />

Beck an der Technischen Universität Kaiserslautern<br />

forscht. Experten sprechen in diesem Zusammenhang<br />

von Materialermüdung. Solche Schäden sind zunächst<br />

nur auf der Mikroebene sichtbar. Mit magnetischen<br />

Prüfverfahren ist es bislang aber nicht möglich, bei<br />

nichtmagnetischem Stahl Veränderungen in diesem Bereich<br />

früh zu entdecken.<br />

Daran arbeiten Ingenieure der TU Kaiserslautern und<br />

Physiker der Johannes Gutenberg-Universität Mainz<br />

und stellen in ihrer aktuellen Studie eine Lösung vor.<br />

Das Besondere: Sie machen sich magnetische Effekte<br />

zunutze, obwohl es sich um nichtmagnetisches Material<br />

handelt. „Bei magnetischem Stahl kann man auf diese<br />

Weise früh Veränderungen in der Struktur finden“, erläutert<br />

der Kaiserlauterer Doktorand Shayan Deldar.<br />

„Bereits winzige Verformungen verändern die magnetischen<br />

Eigenschaften. Dies lässt sich mit spezieller Sensortechnik<br />

messen.“<br />

Die Forscher haben einen nichtmagnetischen Stahl<br />

mit unterschiedlichen, jeweils 20 nm dünnen magnetischen<br />

Filmen beschichtet, die aus Terfenol-D, einer Legierung<br />

aus den chemischen Elementen Terbium, Eisen<br />

und Dysprosium, oder aus Permalloy, einer Nickel-Eisen-<br />

Verbindung, bestehen. Um im Anschluss zu überprüfen,<br />

ob sich Dehnungen des Stahls im mikroskopischen Bereich<br />

nachweisen lassen, haben die Forscher ein Kerr-<br />

Mikroskop verwendet. Smaga: „Hierbei findet der sogenannte<br />

Kerr-Effekt Verwendung, mit dem sich die magnetischen<br />

Mikrostrukturen über die Drehung der Polarisationsrichtung<br />

von Licht abbilden lassen.“<br />

Die Wissenschaftler haben wenige Millimeter große<br />

magnetisch beschichtete Stahl-Plättchen untersucht,<br />

die zuvor einer mechanischen Belastung ausgesetzt waren.<br />

„Wir haben beobachtet, dass es zu einer charakteristischen<br />

Veränderung der magnetischen Domänen-<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> PLUS 02.2018 41


:: <strong>Quality</strong> World<br />

struktur kommt“, erklärt Privatdozent Dr. Martin Jourdan<br />

vom Institut für Physik der Johannes Gutenberg-<br />

Universität Mainz. „Die mikroskopischen Dehnungen<br />

im nichtmagnetischen Stahl führen dazu, dass sich die<br />

Magnetisierungsrichtung der dünnen Schicht verändert.“<br />

Im Vergleich zu gängigen Prüfverfahren bietet die<br />

Methode den Vorteil, Ermüdungserscheinungen schon<br />

deutlich früher auf der Mikroebene aufzuspüren. Die<br />

Methode der Forscher könnte künftig in neuen Prüftechniken<br />

Verwendung finden. Darüber hinaus ist es<br />

nicht nur für nichtmagnetischen Stahl interessant, auch<br />

andere Werkstoffe wie Aluminium, Titan und bestimmte<br />

Verbundwerkstoffe könnten mit einer solchen<br />

Schicht versehen werden. Die Arbeiten fanden im Rahmen<br />

des Sonderforschungsbereichs „Spin+X – Spin in<br />

seiner kollektiven Umgebung“ statt, der an den beiden<br />

Universitäten angesiedelt ist. Hier beschäftigen sich<br />

Forscherteams aus Chemie, Physik sowie Maschinenbau<br />

und Verfahrenstechnik interdisziplinär mit magnetischen<br />

Effekten, die in die Anwendung überführt werden<br />

sollen. Im Fokus steht dabei der Spin.<br />

In der Sprache der Physik beschreibt der Spin den<br />

quantenmechanischen Eigendrehimpuls eines Quantenteilchens,<br />

etwa eines Elektrons oder Protons. Er bildet<br />

die Grundlage für viele magnetische Phänomene.<br />

Spin ist eine gegebene Eigenschaft von Teilchen – zum<br />

Beispiel Elektronen, Protonen oder Neutronen – so wie<br />

Masse oder Ladung. Der Spin ist bedeutend für die<br />

Struktur von Atomen und Molekülen und bildet die Basis<br />

von Magnetismus und von vielen chemischen Phänomenen.<br />

■<br />

:: Firmenindex (Redaktion/Anzeige)<br />

:: Impressum<br />

Alicona ................................ 6, 21, 28<br />

Ametek ............................................31<br />

API .....................................................35<br />

Blum-Novotest ................ 6, 23, 38<br />

Dr. Heinrich Schneider .........2, 20<br />

Frenco .............................................31<br />

Grob .................................................... 6<br />

Heidenhain .................................... 36<br />

Hexagon Metrology ..........15, 30<br />

Isra Vision .................................. 6, 38<br />

Jenoptik ......................................9, 35<br />

Johannes Gutenberg-Universität<br />

Mainz ........................................ 41<br />

Kapp .........................................33, 38<br />

Klingelnberg .......................... 14, 25<br />

Landesmesse Stuttgart ............44<br />

Mahr ................................................ 17<br />

Mapal ................................................. 6<br />

Micro-Epsilon ...........................3, 39<br />

Mitutoyo ....................................7, 39<br />

Präzisionstechnik Disterhoft . 23<br />

Renishaw ......................... 10, 26, 40<br />

TU Kaiserslautern ....................... 41<br />

Wenzel .....................................19, 26<br />

Werth Messtechnik ...............5, 40<br />

Wittenstein ................................... 32<br />

Zeiss ................................................. 32<br />

Zimmer & Kreim ......................... 30<br />

Sonderausgabe der Zeitschrift<br />

QUALITY <strong>Engineering</strong><br />

Herausgeberin:<br />

Katja Kohlhammer<br />

Verlag<br />

Konradin-Verlag Robert Kohlhammer GmbH<br />

Ernst-Mey-Straße 8, 70771 Leinfelden-Echterdingen,<br />

Germany<br />

Geschäftsführer:<br />

Peter Dilger<br />

Verlagsleiter:<br />

Peter Dilger<br />

Chefredakteur:<br />

Dipl.-Ing. (FH) Werner Götz, Phone +49 711 7594-451<br />

Redaktion:<br />

Sabine Koll, Markus Strehlitz<br />

E-Mail: qe.redaktion@konradin.de<br />

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E-Mail: daniela.engel@konradin.de<br />

Layout:<br />

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Zurzeit gilt Anzeigenpreisliste Nr. 35 vom 1.10.2016<br />

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Fax +49 711 7594-15850<br />

E-Mail: ute.kraemer@konradin.de<br />

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Redaktion dar. Für unverlangt eingesandte Berichte keine Gewähr.<br />

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geschützt. Alle Rechte, auch Übersetzungen, vorbehalten. Reproduktionen, gleich<br />

welcher Art, nur mit schriftlicher Genehmigung des Verlages.<br />

Erfüllungsort und Gerichtsstand ist Stuttgart.<br />

Druck:<br />

Konradin Druck GmbH, Leinfelden-Echterdingen<br />

Printed in Germany<br />

© 2018 by Konradin-Verlag Robert Kohlhammer GmbH,<br />

Leinfelden-Echterdingen<br />

Schott .............................................. 36<br />

Shimadzu Europa ......................29<br />

Kooperationspartner:<br />

AFQ Akademie für<br />

Qualitätsmanagement<br />

42 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> PLUS 02.2018


Industrie<br />

Das Kompetenznetzwerk der Industrie<br />

<br />

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9. Oktober 2018<br />

Parkhotel Stuttgart<br />

Messe-Airport<br />

Oberflächenmesstechnik 4.0 für die Metall-<br />

verarbeitung – Neue Ansätze und Technologien<br />

Die Verlagerung von Messtechnik an oder in die<br />

Produktionslinie erfordert zunehmend optische<br />

Messtechnik sowie die Automatisierung.<br />

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Das 5. QUALITY ENGINEERING InnovationsForum 2018 beleuchtet<br />

die verschiedenen Entwicklungen in der Oberflächenmesstechnik<br />

– vom Messraum bis hin zur Inline-Lösung.<br />

<br />

die Oberflächenmesstechnik – und welche sind neu?<br />

<br />

<br />

kommt taktile, wann optische Messtechnik zum Einsatz,<br />

<br />

chen?<br />

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<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> PLUS 02.2018 43


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06. – 08. November 2018<br />

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44 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> PLUS 02.2018

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