Quality Engineering 02.2020
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02.20<br />
Im Fokus | Computertomografie nach 125 Jahren aktuell wie nie<br />
Digitalisierung | Mess- und Prüftechnik wird Enabler der Fabrik der Zukunft<br />
QM | Software überwindet Abteilungs- und Unternehmensgrenzen<br />
TITELTHEMA<br />
Ohne Messen geht nichts mehr<br />
3D-M<br />
-Multisensor-Koordinatenme<br />
sstechnik sichert be<br />
i Vi<br />
tz die<br />
Prä<br />
räzision<br />
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gung<br />
Neue Webinar-Reihe<br />
Ab 5.5.2020 fünf Termine mit je fünf<br />
Kurzpräsentationen zu neuen Produkt-Highlights für<br />
die Qualitätssicherung. Mehr dazu ab Seite 10
PRESENTS<br />
COMING SOON<br />
2 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong>
Ansichten ::<br />
Webinare statt<br />
Messebesuch<br />
Das Corona-Virus beziehungsweise der Lockdown hat<br />
unser gesamtes Wirtschaftsleben im Griff. Das haben<br />
wir bei <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> in den vergangenen Wochen<br />
ebenfalls schmerzlich erfahren müssen: Die für<br />
unsere Branche wichtigste Messe – die Control, die Anfang<br />
Mai in Stuttgart hätte stattfinden sollen – wurde<br />
aufgrund der aktuellen Lage abgesagt. Zu diesem Zeitpunkt<br />
waren wir mittendrin in den Arbeiten für die<br />
Messezeitung Control Express: Wir haben Geschäftsführer<br />
von Ausstellern um ihre Einschätzungen zu den<br />
Trends auf dem Markt und zu den geplanten Messehighlights<br />
gebeten. Wir haben Produktinformationen<br />
angefordert und Artikel zu den technischen Entwicklungen<br />
recherchiert. Und dann kam die Vollbremsung.<br />
Webinare statt<br />
Messebesuch: Wir<br />
laden Sie unserem<br />
neuen digitalen<br />
Format ein, das am<br />
5. Mai 2020 startet<br />
Sabine Koll, Redaktion<br />
qe.redaktion@konradin.de<br />
Mehr Präzision.<br />
2D/3D-Profilmessung<br />
mit hoher Präzision und<br />
Profilfrequenz<br />
Performante Laser-Scanner mit<br />
integrierter Profilbewertung:<br />
kein externer Controller erforderlich<br />
Patentierte Blue Laser Technologie für<br />
glühende Metalle & transparente Objekte<br />
Umfangreiche Software zur einfachen<br />
Lösung zahlreicher Messaufgaben<br />
Doch wir haben den Kopf nicht in den Sand gesteckt,<br />
sondern umgeplant: Die Trends der Qualitätssicherung<br />
greifen wir in dieser Ausgabe mehr denn je auf. Die Geschäftsführer<br />
der Control-Aussteller äußern sich exklusiv<br />
zu den Auswirkungen der Messeabsage auf ihr Geschäft.<br />
Und ein Messdienstleister verrät uns im Interview,<br />
wie er die Krise nutzt, um stärker Fuß zu fassen in<br />
der Medizintechnik. Das macht Mut.<br />
Außerdem haben wir im Verlag neue Ideen entwickelt,<br />
um Sie bestmöglich mit Informationen zu neuen Produkten<br />
und Lösungen zu versorgen: Am 5. Mai starten<br />
wir eine Webinar-Reihe zu den fünf wichtigsten Kernthemen<br />
für die QS: QS-Systeme/Software, Koordinatenmesstechnik,<br />
Computertomographie, optische Messtechnik<br />
und Oberflächenmesstechnik. Die Referenten,<br />
jeweils maximal fünf, kommen aus den Reihen der Hersteller.<br />
Danach gibt es eine Fragerunde, bei der Sie Ihre<br />
Fragen an die Experten loswerden können. Mehr dazu<br />
ab Seite 10. Melden Sie sich gleich an.<br />
Ideal zur präzisen Profilmessung und<br />
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<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong> 3
:: Inhalt<br />
▶ Die Rolle der Messtechnik wandelt<br />
sich in der digitalen Fabrik. Die<br />
Lösungen müssen intelligent und<br />
flexibel einsetzbar sein.<br />
▼ Die CT eröffnet der Qualitätskontrolle<br />
vielfältige Möglichkeiten,<br />
so der Tenor auf einem Roundtable<br />
der QE<br />
22<br />
46<br />
Management<br />
06 Keine Control 2020<br />
Was bedeutet der Ausfall<br />
der Messe für die Branche?<br />
10 Webinare<br />
Die Highlights der Control<br />
im Online-Format<br />
12 Remote Audits<br />
DQS-Studie zeigt große Offenheit<br />
bei Auditoren und Firmen<br />
15 Eine Redaktion – zwei Meinungen<br />
Home Office –<br />
Segen oder Herausforderung?<br />
16 Messdienstleister im Interview<br />
Chancen in der Medizintechnik<br />
und bei Remote-Services<br />
18 Alles was Recht ist<br />
Sicherheitsrelevante Merkmale<br />
sorgen für Verwirrung<br />
19 Personal & Karriere<br />
Karrierechance Startup<br />
– wie gelingt der Neustart?<br />
20 Praxisforum<br />
Fachleute diskutieren über<br />
Qualität im 3D-Druck<br />
Im Fokus: CT<br />
22 Roundtable<br />
Branchenexperten über den CT-Markt<br />
und das Potenzial der Technologie<br />
28 Jubiläum<br />
125 Jahre Röntgentechnik<br />
– auch für die Qualitätssicherung<br />
30 Industrie 4.0<br />
Neue Chancen für die<br />
zerstörungsfreie Prüfung mit CT<br />
32 Branchennews<br />
Produkt-Highlights aus der CT-Welt<br />
Software<br />
34 Software-Trends<br />
Anbieter setzen auf die Cloud<br />
und neue Funktionen<br />
38 Gelebtes Qualitätsmanagement<br />
Kreative Social-Media-Ideen<br />
fördern die Motivation<br />
40 QM aus der Cloud<br />
Maschinenbauer optimiert<br />
sein Lieferantenmanagement<br />
42 Branchennews<br />
Produkt-Highlights aus<br />
der Software-Welt<br />
Technik<br />
46 QS der Zukunft<br />
Messtechnik in der digitalen Fabrik<br />
wird immer intelligenter<br />
50 Elektromobilität<br />
Zeiss-Technologietag zeigt Lösungen<br />
für die neuen Herausforderungen<br />
52 3D-Multisensor-Gerät<br />
Stanz- und Biegetechnikspezialist<br />
sichert sich Wettbewerbsvorsprung<br />
56 Automatisierte Prüfung<br />
Hersteller von Spritzgussformen<br />
setzt auf stabile Technik<br />
58 Akku-Zellen<br />
3D-Messtechnik deckt<br />
Deformationen auf<br />
60 Motorsport<br />
KTM erkennt mit 3D-Scannern<br />
Materialabweichungen<br />
62 Aluminiumdruckguss<br />
Wirbelstrombasierte Sensoren<br />
überwachen Werkzeugatmung<br />
4 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong>
16<br />
◀ Christian Klostermann<br />
spricht über neue Chancen für<br />
die Messtechnik<br />
▼ Ein herber Schlag für die<br />
gesamte Branche: die Absage<br />
der Control 2020<br />
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U-WAVE BLUETOOTH<br />
Be smart – Surf the Wave<br />
So leicht ging Datenerfassung noch nie von der<br />
Hand! U-WAVE ist das hocheffiziente System<br />
zur drahtlosen Datenübertragung vom digitalen<br />
Handmessmittel direkt zum PC.<br />
64 Inline Computional Imaging<br />
Neues Verfahren lässt sich jetzt<br />
auch in der Mikroskopie einsetzen<br />
66 Positioniersysteme<br />
Mix verschiedener Maßnahmen<br />
erhöht die 3D-Genauigkeit<br />
06<br />
Über das DIGIMATIC-Protokoll von Mitutoyo<br />
ist dabei nicht nur der Import von Messdaten<br />
in Standardsoftware wie Excel® oder Notepad<br />
möglich, sondern auch die Anbindung an diverse<br />
Statistikprogramme, etwa Mitutoyo MeasurLink.<br />
Schnell, direkt, fehlerreduziert, flexibel. Und<br />
dank Bluetooth jetzt noch komfortabler. Für<br />
die naht- und drahtlose Integration Ihrer<br />
Handmessmittel in die Smart Factory.<br />
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68 Smarter Roboter<br />
Flexibles System prüft<br />
auch Kleinstserien<br />
70 Sondermessmaschinen<br />
Software verkürzt mit CAD-Daten<br />
die Time-to-Market<br />
72 Branchennews<br />
Die Produkthighlights aus der Technik<br />
<strong>Quality</strong> World<br />
79 Astronomie<br />
Messtechnik sorgt für perfekte<br />
Ausrichtung im Observatorium<br />
82 Firmenindex<br />
82 Impressum<br />
BESUCHEN SIE UNS!<br />
AMB, 15.– 19. SEPTEMBER 2020, STUTTGART<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong> 5
:: Management<br />
Statements aus der Branche<br />
Die Branche bedauert<br />
den Ausfall der Control<br />
Keine Control in diesem Jahr – die Coronavirus-Pandemie<br />
hat zur Absage der Weltleitmesse für Qualitätssicherung geführt,<br />
die vom 5. bis 8. Mai wieder in Stuttgart hätte stattfinden sollen.<br />
Wir haben uns in der Branche umgehört, was der Ausfall der Messe<br />
für die Hersteller bedeutet.<br />
Die Control wurde für<br />
2020 abgesagt.<br />
Der nächste Termin<br />
ist der 4. bis 7. Mai 2021<br />
Bild: Schall<br />
Bettina Schall<br />
Geschäftsführerin, Schall Firmengruppe<br />
Dr. Jochen Peter, Mitglied des Vorstands der Zeiss Gruppe<br />
und Leiter der Sparte Industrial <strong>Quality</strong> & Research<br />
„Die Control als Weltleitmesse für industrielle Qualitätssicherung ist<br />
ohne Zweifel ein Messe-Highlight, das die Branche in diesem Jahr<br />
sehr vermisst. Aber natürlich haben wir mit der Absage der Control<br />
umzugehen, wie es die Lage gebietet: sachlich und vernünftig. Und<br />
wir schauen zuversichtlich und optimistisch auf den Messetermin<br />
2021, da wir wissen, dass der persönliche Austausch zwischen Anbietern<br />
und Kunden immer ganz oben steht und für die Lösung konkreter<br />
Aufgabenstellungen essenziell ist und bleibt. Das persönliche<br />
Expertengespräch, der Know-how-Transfer auf Augenhöhe wird<br />
auch künftig unverzichtbar sein. Erst recht, weil das Thema Qualitätssicherung<br />
wichtiger denn je wird: Eine effiziente, wirtschaftliche<br />
und kostengünstige Null-Fehler-Produktion ist künftig unabdingbar“<br />
Bild: Schall<br />
Bild: Zeiss<br />
„Die Control hat sich als globale und richtungs -<br />
weisende Interaktionsplattform etabliert.<br />
Die Kommunikation findet in großem Umfang<br />
mit europäischen Kontakten statt. Die Wirkung<br />
ist aber sicher global. Die Absage der Messe ist<br />
im aktuellen Kontext nachvollziehbar. Und auch<br />
2020 hätten wir ihnen gern wieder gezeigt, wie<br />
sie den digitalen Transformationsprozess mit<br />
unseren Lösungen gestalten können. Es müssen<br />
nun alternative Vorgehensweise geplant, organisiert<br />
und durchgeführt werden“<br />
6 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong>
Prof. Dr. Norbert Böhme<br />
Geschäftsführer, Böhme & Weihs<br />
Dr. Ralf Christoph<br />
Inhaber und Geschäftsführer, Werth Messtechnik<br />
„Für Böhme & Weihs ist die – unter den gegebenen Umständen richtige<br />
– Absage der Control ein Bruch mit einer jahrzehntelangen Tradition.<br />
Die Control zu verschieben anstatt abzusagen wäre aus unserer<br />
Sicht für die Branche keine sinnvolle Alternative gewesen. Viele<br />
Unternehmen brauchen den Termin in der ersten Jahreshälfte, um<br />
ihre Investitionen bis in den Herbst zu evaluieren. Dies, und der Umstand,<br />
dass es bei einem neuen, kurzfristig festgelegten Termin zu<br />
Terminkonflikten bei Besuchern und Ausstellern gekommen wäre,<br />
hätte aller Voraussicht nach dazu geführt, dass die Control 2020<br />
weit hinter den zu erwartenden Ergebnissen aller Beteiligten zurückgeblieben<br />
wäre. Wir begrüßen daher die Entscheidung zur Absage<br />
und freuen uns schon jetzt auf eine erfolgreiche Control 2021“<br />
Bild: Böhme & Weihs<br />
Bild: Werth<br />
„Die Control ist die mit Abstand bedeutendste Messe<br />
für Fertigungsmesstechnik und Qualitätssicherung.<br />
In unserem Marketingkonzept nimmt diese<br />
Messe jährlich einen zentralen Platz sowohl zur<br />
Stammkundenbetreuung als auch für neue Kontakte<br />
ein. Wir bedauern es sehr, dass diese Plattform in<br />
diesem Jahr entfällt. So müssen wir in diesem Jahre<br />
andere Wege einschlagen. Eine Verschiebung der<br />
Messe innerhalb des Jahres 2020 war eher unrealistisch.<br />
Zum einen ist es fraglich, ob sich die Situation<br />
hierfür ausreichend schnell normalisiert, zum anderen<br />
wäre eine Control im Herbst mit erheblichen organisatorischen<br />
Problemen für Messegesellschaft<br />
und Aussteller verbunden. Auch die dann zeitliche<br />
Nähe zur Messe 2021 wäre ein Problem“<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong> 7
:: Management<br />
Michael Sackewitz<br />
Koordinator, Fraunhofer-Allianz Vision<br />
Norbert Ludwig<br />
Geschäftsführer, Aerotech<br />
Bild: Fraunhofer-Allianz Vision<br />
„Die Messe Control ist der jährliche Marktplatz<br />
der Innovationen und die gefragte Informationsdrehscheibe<br />
für Lösungen zur Qualitätssicherung<br />
über alle Industriebranchen hinweg. Umso<br />
herber ist die Absage für dieses Jahr, wenngleich<br />
auch ohne Alternative. Eine Verschiebung in der<br />
ersten Jahreshälfte wäre unrealistisch und ein<br />
Termin spät im Jahr wenig sinnvoll, da dann die<br />
Control 2021 bereits die Vorbereitungen und das<br />
Interesse aller wie ein Magnet auf sich zieht“<br />
Bild: Aerotech<br />
Christian Janko<br />
Geschäftsführer Bruker Alicona<br />
„Die Control ist für uns schon seit vielen Jahren das mit Abstand<br />
wichtigste Messe-Event im Umfeld der Qualitätssicherung. Hier stellen<br />
wir in der Regel auch immer einige Highlights für Mess- und<br />
Prüftechnik anwendungen vor, also hochpräzise Positionier systeme<br />
und Laserscann- und -messtechnik für die Qualitätssicherung. Eine<br />
Verschiebung wäre aus unserer Sicht wünschenswert gewesen, nur<br />
haben wir weltweit noch einige andere Messen und Fachveranstaltungen,<br />
sodass sich da kaum eine Lücke findet, zumal die Photonik-<br />
Messe Optatec auch bereits auf den November verlegt wurde und<br />
hier auch noch die SPS in Nürnberg stattfindet. Wir müssen nun sehen,<br />
dass wir das Messedefizit ausgleichen“<br />
„Die Control ist ohne Zweifel unsere Leitmesse, die auch einen hohen<br />
Anteil an unserem Erfolg hat. Nichtsdestotrotz kann ich die Frage,<br />
ob uns eine Verschiebung lieber gewesen wäre, mit einem klaren<br />
Nein beantworten. Eine Verschiebung und Konzentration aller Messen<br />
in den Herbst, wie es derzeit von vielen anderen Veranstaltern<br />
üblich ist halte ich nicht für sinnvoll, weder für uns als Aussteller<br />
noch für die Besucher. Wir passen uns also an und setzen auf<br />
individualisiertes Marketing, Webdemos und Onlinekonzepte wie<br />
virtuelle Messen“<br />
Bild: Bruker Alicona<br />
Wolfgang Zeller<br />
Geschäftsführer, Mitutoyo Deutschland<br />
Bild: Mitutoyo<br />
„Die Control ist für uns die wichtigste internationale<br />
Messe im Bereich Qualitätskontrolle. Da jedoch für<br />
uns die Gesundheit unserer Kunden und Mitarbeiter<br />
im Mittelpunkt steht, hatten wir schon sehr kurz<br />
nach Ausbruch der Corona-Krise intern entschieden,<br />
nicht an der Messe teilzunehmen. Wir waren daher<br />
nicht überrascht, dass die Control für 2020 abgesagt<br />
wurde. Wir begrüßen die komplette Absage<br />
sehr. Wäre die Control auf einen späteren Zeitpunkt<br />
im Jahr verschoben worden, hätte das bedeutet,<br />
dass der Abstand zur nächsten Messe sehr kurz gewesen<br />
wäre. Mit der nächsten Control in 2021 hätten<br />
wir somit de facto einen Zwei-Jahres Rhythmus<br />
gestartet, der von uns favorisiert wird“<br />
8 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong>
Wolfgang Bonatz<br />
Geschäftsführer und CEO Accretech (Europe)<br />
Prof. Dr. Heiko Wenzel-Schinzer<br />
CDO, Wenzel<br />
Bild: Accretech<br />
„Die Control ist eine der wichtigsten<br />
globalen<br />
Veranstaltungen für Qualitätssicherung<br />
und damit für<br />
die Messtechnikbranche. Unter<br />
den momentanen Bedingungen<br />
wäre eine Verschiebung<br />
der Control allerdings<br />
nur unter Vorbehalt möglich<br />
gewesen, weshalb die Absage<br />
den teilnehmenden Unternehmen<br />
definitiv mehr Planungssicherheit<br />
gibt“<br />
„Wir bedauern die Absage der Control sehr.<br />
Die wesentlichen Neuentwicklungen werden<br />
auf die Präsentation auf der Contol<br />
ausgerichtet und da hatten wir gerade für<br />
2020 viele Neuerungen geplant. Wir unterstützen<br />
jedoch die Verschiebung um ein<br />
Jahr, da wir natürlich auch im zweiten<br />
Halbjahr schon viele Messen weltweit haben.<br />
Wir werden unsere Neuerungen nun<br />
auf einer virtuellen Wenzel-Messe zeigen<br />
und das zur gleichen Zeitraum wie die Control.<br />
Wir verlagern also „unsere“ Control in<br />
die virtuelle Welt und sind gespannt auf<br />
die Reaktionen im In- und Ausland“<br />
Bild: Wenzel<br />
Dr. Wolfram Kleuver<br />
Geschäftsführer, Dr. Heinrich Schneider Messtechnik<br />
Andreas Großmann<br />
CEO, Plato<br />
Bild: Schneider Messtechnik<br />
„In der aktuellen Situation wäre eine Nicht-Absage den Besuchern<br />
und Ausstellern gegenüber verantwortungslos gewesen. Dass die<br />
Messe am Ende durch einen Erlass des Landes nicht mehr durchführbar<br />
war, hat noch rechtzeitig Klarheit gebracht und uns als Aussteller<br />
Kosten gespart. Wir hatten einiges im Gepäck für die Control, für<br />
das wir uns nun andere, kreative Präsentationswege benötigen.<br />
Durch den jährlichen Rhythmus der Control war eine Verschiebung<br />
aus unserer Sicht nicht umsetzbar und wirtschaftlich sinnvoll. Wir<br />
sehen aber in der Verschiebung auch eine Chance der Neuausrichtung<br />
im Zwei-Jahres-Rythmus. Das würde Raum schaffen für innovative<br />
Entwicklungen und die Attraktivität für weitere Aussteller<br />
steigern“<br />
Bild: Plato<br />
Stéphane Auclair<br />
Division Vice-President Marketing & Product Management, Creaform<br />
Bild: Creaform<br />
„Angesichts der aktuellen Krise war die Absage der Control eine<br />
logische Konsequenz. Ob eine Verschiebung sinnvoll gewesen<br />
wäre, sei dahingestellt. Im Hinblick auf die augenblickliche Lage,<br />
Reisebeschränkungen und die Ungewissheit über die Dauer<br />
des Ausnahmezustands wäre sie dann vermutlich nicht die internationale<br />
Messe gewesen, wie wir sie kennen und schätzen.<br />
Wir freuen uns auf die Control 2021 und die damit verbundene<br />
Wiederaufnahme von Gesprächen. Der Austausch mit unseren<br />
Kunden zum Einsatz von Creaform-Messtechnik-Lösungen<br />
zur Qualitätssicherung in der Fertigung und wie sie diese in Zukunft<br />
verbessern können, ist uns sehr wichtig“<br />
„Wie auch in den Jahren zuvor haben wir im<br />
Vorfeld der Control viel Aufwand betrieben, um<br />
den Messebesuchern unsere Weiterentwicklungen<br />
und Produktneuheiten zu präsentieren. Man darf<br />
natürlich nicht unterschätzen, dass persönliche<br />
Kontakte und das direkte Feedback auch weiterhin<br />
wichtige und nicht zu vernachlässigende Aspekte<br />
sind. Die Control bietet uns neben dem Vertrieb<br />
auch die Möglichkeit, den Markt und deren Entwicklung<br />
zu beobachten. Eine Verschiebung hätte<br />
aus meiner Sicht keinen Sinn gemacht: Es war<br />
zum Zeitpunkt der Absage nicht absehbar, wie<br />
lange die Maßnahmen der Regierung andauern<br />
werden. Alle Unternehmen brauchen für die Vorbereitungen<br />
einen gewissen Zeitraum, der aktuell<br />
auch anderweitig genutzt werden muss“<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong> 9
Webinare statt Präsenzbesuch auf der<br />
Control: <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> bietet im<br />
Mai fünf elektronische Veranstaltungen<br />
für die Qualitätssicherung an<br />
Bild: iuriimotov/stock.adobe.com<br />
Webinar-Reihe von <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong><br />
Die Produkt-Highlights<br />
für die Qualitätssicherung<br />
Nach der Absage der Messe Control war bei uns schnell die Idee geboren, Webinare zu den<br />
wichtigsten Themen für die Qualitätssicherung anzubieten. Denn Sie, die Leser von<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong>, sind sicher gespannt, welche Produkte und Lösungen die Hersteller<br />
neu auf den Markt bringen und wie diese in der Praxis eingesetzt werden können.<br />
Welche Produkte und Lösungen für Qualitätsmanagement,<br />
Messtechnik und Prüftechnik<br />
sind neu? Was haben die Hersteller<br />
entwickelt? Welche Trends gibt es für die<br />
Qualitätssicherung? Auf diese Fragen gibt<br />
traditionell die Control im Mai Antworten.<br />
Die Coronavirus-Pandemie hat die Messe allerdings<br />
gestoppt. Doch die Aussteller stehen<br />
natürlich in den Startlöchern mit ihren<br />
Produktneuheiten, deren Launch für die<br />
Messe in Stuttgart geplant war.<br />
Deshalb war nach der Absage der Messe<br />
Control bei uns schnell die Idee geboren, Webinare<br />
zu den fünf wichtigsten Themen auf<br />
der Control anzubieten: Qualitätsmanagement-Systeme/Software,<br />
Koordinatenmesstechnik,<br />
Computertomographie, Optische<br />
Messtechnik und Oberflächenmesstechnik.<br />
Webinare statt Live-Messe also. Denn gerade<br />
in Zeiten, in denen ein persönlicher<br />
Kontakt schwierig beziehungsweise gar<br />
nicht möglich ist, zeigt sich die Bedeutung<br />
digitaler Kommunikationswege. Die Webinare<br />
geben jeweils einen kompakten Überblick<br />
über Neuerungen und Trends im jeweiligen<br />
Bereich.<br />
Die Dauer eines Webinars beträgt 90 Minuten.<br />
Maximal nehmen fünf Unternehmen<br />
teil. Im Anschluss an die einzelnen Präsentationen<br />
gibt es jeweils eine gemeinsame<br />
Diskussionsrunde mit allen Referenten,<br />
bei der Sie Ihre Fragen loswerden können.<br />
Melden Sie sich gleich an.<br />
■<br />
Webinar QS-Systeme/Software<br />
5. Mai 2020, 10:00 – 11:45 Uhr<br />
Software ist nicht nur im<br />
Qualitätsmanagement<br />
das grundlegende Werkzeug.<br />
Auch in der Qualitätskontrolle<br />
und der<br />
Messtechnik wird sie<br />
zum entscheidenden<br />
Faktor. Dieses Webinar<br />
behandelt alle Facetten<br />
des erfolgreichen<br />
Software-Einsatzes.<br />
So legen CAQ-Systeme und integrierte Managementsysteme eine einheitliche<br />
Wissensbasis, um alle Mitarbeiter mit den relevanten Informationen zu versorgen.<br />
In der Qualitätssicherung lassen sich dank der Software die Möglichkeiten der eingesetzten<br />
Technologien immer weiter ausbauen. Im Webinar bringen Experten aus<br />
der Industrie die Teilnehmer auf den neuesten Stand der Technik.<br />
Folgende Unternehmen haben ihre Teilnahme zum Redaktionsschluss bestätigt:<br />
:: Additive<br />
:: IMS Integrierte Managementsysteme<br />
:: iqs Software<br />
:: Volume Graphics<br />
:: Zeiss<br />
Aktuelle Informationen und Anmeldung:<br />
www.qe-online.de/qe-webinarreihe/#QS-Systeme-Software<br />
10 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong>
Management ::<br />
Webinar Koordinatenmesstechnik<br />
6. Mai 2020, 10:00 – 11:45 Uhr<br />
Webinar Computertomographie<br />
7. Mai 2020, 10:00 – 11:45 Uhr<br />
Die Koordinatenmesstechnik wandelt<br />
sich: Im zentralen Messlabor sind immer<br />
engere Toleranzen gefordert. Im<br />
dezentralen Messraum in der Fertigung<br />
müssen Koordinatenmessgeräte<br />
hingegen in der Lage sein, vor allem<br />
flexibel und schnell ihre Arbeit an<br />
unterschiedlichsten Werkstücken<br />
verrichten zu können. Ohne Multisensorik<br />
und Automatisierung funktioniert<br />
es heute in beiden Fällen kaum noch. Wir stellen in diesem Webinar kompakt<br />
in 90 Minuten die Neuerungen aus dem Bereich Koordinatenmesstechnik vor,<br />
die unsere Partner aus der Industrie auf der Control präsentieren wollten.<br />
Folgende Unternehmen haben ihre Teilnahme zum Redaktionsschluss bestätigt:<br />
:: Alicona Imaging<br />
:: Nikon<br />
:: Volume Graphics<br />
:: Zeiss<br />
Die Computertomographie (CT) ist in<br />
der Qualitätssicherung angekommen.<br />
Die Nachfrage wächst, das Angebot<br />
wird größer. Die Technologie bietet<br />
völlig neue Möglichkeiten.<br />
Sie macht innenliegende Strukturen<br />
sichtbar und erlaubt Material -<br />
analysen. Messaufgaben können<br />
komplett neu gedacht werden, weil<br />
mehr Messdaten verfügbar sind.<br />
Hinzu kommt der Trend zur additiven Fertigung, der den Einsatz von CT unabdingbar<br />
macht. Über diese und viele weitere Möglichkeiten der CT sprechen die Fach -<br />
experten im Webinar „Computertomographie“. Dabei werden sie auch Einblicke in<br />
Praxisbeispiele geben, um den konkreten Nutzen der Technik zu verdeutlichen.<br />
Folgende Unternehmen haben ihre Teilnahme zum Redaktionsschluss bestätigt:<br />
:: Nikon<br />
:: Volume Graphics<br />
:: Zeiss<br />
Aktuelle Informationen und Anmeldung:<br />
www.qe-online.de/qe-webinarreihe/#Koordinatenmesstechnik<br />
Aktuelle Informationen und Anmeldung:<br />
www.qe-online.de/qe-webinarreihe/#Computertomographie<br />
Webinar Optische Messtechnik<br />
12. Mai 2020, 13:30 – 15:15 Uhr<br />
Webinar Oberflächenmesstechnik<br />
13. Mai 2020, 13:30 – 15:15 Uhr<br />
Die optische Messtechnik wird immer<br />
stärker nachgefragt. In den Unternehmen<br />
geht es darum, oft zu<br />
messen, schnell zu messen, in oder an<br />
der Linie zu messen beziehungsweise<br />
zu messen, um den Produktionsprozess<br />
stabil zu halten. Doch gibt es eine<br />
ganze Bandbreite an optischen<br />
Technologien, die sich jeweils für<br />
unterschiedliche Anforderungen und Anwendungen eignen. Wir stellen in diesem<br />
Webinar kompakt die Neuerungen aus dem Bereich optische Messtechnik vor,<br />
die unsere Partner aus der Industrie auf der Control präsentieren wollten.<br />
Die Oberflächenmesstechnik gehört<br />
zum klassischen Kerngebiet<br />
von Messtechnikern. Dennoch muss<br />
sie sich neuen Herausforderungen<br />
stellen: Taktile Messmethoden sind<br />
im Messraum nach wie vor das<br />
Mittel der Wahl. Doch die Verlagerung<br />
von Messtechnik an oder in die<br />
Produktionslinie erfordert auch hier<br />
zunehmend optische Messtechnik sowie Automatisierung. Wir stellen in diesem<br />
Webinar kompakt die Neuerungen aus dem Bereich Oberflächenmesstechnik vor,<br />
die unsere Partner aus der Industrie auf der Control präsentieren wollten.<br />
Folgende Unternehmen haben ihre Teilnahme zum Redaktionsschluss bestätigt:<br />
:: Creaform<br />
:: Nikon<br />
:: Renishaw<br />
:: Zeiss<br />
Folgende Unternehmen haben ihre Teilnahme zum Redaktionsschluss bestätigt:<br />
:: Zeiss<br />
Aktuelle Informationen und Anmeldung:<br />
www.qe-online.de/qe-webinarreihe/#Optische-Messtechnik<br />
Aktuelle Informationen und Anmeldung:<br />
www.qe-online.de/qe-webinarreihe/#Oberflaechenmesstechnik<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong> 11
:: Management<br />
Bestimmte Audit-Tätigkeiten<br />
per Webkonferenz<br />
durchzuführen, sind ein<br />
Mittel, um Reisekosten<br />
zu sparen<br />
Bild: Fizkes/stock.adobe.com<br />
Umfrage der Deutschen Gesellschaft zur Zertifizierung von Managementsystemen (DQS)<br />
Unternehmen sind offen<br />
für Remote Audits<br />
Die Bereitschaft zu Remote Audits ist groß – bei Unternehmen wie bei Auditoren.<br />
Das ist das Ergebnis einer Studie der DQS. Durch die aktuelle Corona-Krise wird sich das<br />
Interesse noch weiter erhöhen, sagt DQS-Experte Frank Graichen. Die Audits aus der<br />
Ferne werden das klassische Verfahren aber nicht komplett ersetzen.<br />
Der Autor<br />
Markus Strehlitz<br />
Redaktion<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong><br />
„Fernbewertung“ sei ja ein Wortungetüm, sagt Frank<br />
Graichen, wenn er nach der Definition von Remote Audits<br />
befragt wird. Doch das treffe es ganz gut. Und dann<br />
wird er konkreter: „Ein Remote Audit ist das Durchführen<br />
von auditierenden Tätigkeiten, ohne vor Ort zu sein,<br />
und sich dafür digitaler Medien zu bedienen.“ Das können<br />
zum Beispiel Webkonferenzen sein, die den Auditor<br />
in die Lage versetzen, sich mit einem Dokumentationssystem<br />
zu verbinden oder mit verschiedenen Mitarbeitern<br />
in einer Organisation zusammenzuschalten.<br />
Graichen ist Leiter des Auditorenmanagements bei<br />
der Deutschen Gesellschaft zur Zertifizierung von Managementsystemen<br />
(DQS). Und er gehört zu den Initiatoren<br />
einer Studie, für die gut 5.000 Kunden und mehr<br />
als 500 Auditoren zu Remote Audits befragt wurden.<br />
Eines der Ergebnisse: Beide Gruppen stehen dem<br />
Thema sehr offen gegenüber. 58 % der Kunden zeigen<br />
eine sehr hohe Bereitschaft, Remote Audits durchzuführen.<br />
Bei den Auditoren liegt dieser Wert sogar bei 76 %.<br />
Die Ergebnisse decken sich mit den Beobachtungen, die<br />
Graichen gemacht hat. „Wir sehen in den vergangenen<br />
zwei bis drei Jahren, dass gerade international aufgestellte<br />
Unternehmen ein verstärktes Interesse daran haben,<br />
Reisekosten und -zeiten zu reduzieren.“<br />
Dies ist auch der hauptsächliche Nutzen, der mit Remote<br />
Audits verbunden wird. Laut DQS-Umfrage sind<br />
sich Kunden und auch Auditoren darin einig, dass der<br />
größte Mehrwert dieser modernen Form von Audits darin<br />
liegt, die Gesamtaufwände für Reisen zu minimieren.<br />
12 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong>
Durch die aktuelle Entwicklung im Zusammenhang<br />
mit dem Corona-Virus entstehe eine zusätzliche Dynamik,<br />
betont Graichen. „Damit erhöht sich der Druck auf<br />
alle Zertifizierungsgesellschaften, sich für dieses Thema<br />
zu öffnen.“<br />
Für komplexe Prozesse ungeeignet<br />
Die Umfrage zeigt aber auch: Remote Audits können die<br />
klassische Vorgehensweise nicht komplett ersetzen. Sowohl<br />
auf Kunden- als auch auf Auditorenseite stufen<br />
rund zwei Drittel der Befragten den Wert von Remote<br />
Audits nicht gleichwertig mit denen vor Ort ein.<br />
Die meisten der Umfrageteilnehmer halten die Fernbewertung<br />
vor allem für komplexe Prozesse, Standortbegehungen<br />
und Produktionsabläufe für ungeeignet.<br />
Graichen stimmt dem zu. „Wenn man zum Beispiel in einer<br />
Produktion beurteilen will, wie die Trennung zwischen<br />
fehlerhaften und IO-Teilen ist, dann muss man<br />
dafür vor Ort sein.“ Auch Umweltaudits kann er sich<br />
nicht als Remote-Variante vorstellen.<br />
Daneben komme es auch darauf an, wie vertraut ein<br />
Auditor mit dem jeweiligen Unternehmen ist. „Bei einem<br />
Unternehmen ein Audit aus der Ferne durchzuführen,<br />
das man vorher nie besucht und dessen Mitarbeiter<br />
man noch nicht getroffen hat, halte ich für sehr schwierig“,<br />
so Graichen.<br />
Außerdem warnt er vor falschen Vorstellungen bei<br />
den Kunden. Zu glauben, dass eine Fernbewertung die<br />
Zeit für das Audit verkürze, sei ein Trugschluss. Er vermutet<br />
aber, dass viele Unternehmen genau diese Hoffnung<br />
hätten.<br />
Doch das Gegenteil sei eher der Fall. Das beginnt laut<br />
Graichen schon damit, dass ein Remote Audit mehr Vorbereitung<br />
benötigt. „Der Auditor muss zum Beispiel vorab<br />
klären, welche Dokumente er einsehen möchte und<br />
ob diese elektronisch vorliegen. Generell braucht er einen<br />
sehr guten Plan, wie das Audit ablaufen soll.“<br />
Remote Audit kostet mehr Zeit<br />
Auch das Audit selbst kostet mehr Zeit. Aspekte, die in<br />
einem 1:1-Gespräch automatisch ablaufen, fehlen im<br />
Remote Audit. Dazu zählen Dinge der nonverbalen<br />
Kommunikation wie Mimik und Gestik – oder auch der<br />
Eindruck, den das Umfeld vermittelt. Solche Aspekte<br />
lassen sich selbst bei einer Videokonferenz nicht vollständig<br />
abbilden. „Wir haben Remote Audits in der Praxis<br />
getestet und festgestellt, dass diese grundsätzlich<br />
langsamer ablaufen, weil der Auditor etwa häufiger<br />
nachfragen muss oder auch mal eine Pause braucht, um<br />
sich Notizen zu machen.“<br />
Laut Graichen kann der Auditor sogar in Grenzsituationen<br />
geraten. Wenn der Kunde etwa der Administrator<br />
der Webkonferenz ist, dann übernimmt er quasi<br />
auch die Gesprächsführung. Er öffnet die Dokumente,<br />
zieht diese über den Bildschirm oder bewegt den Cursor<br />
an bestimmte Stellen. Dabei könne der Auditor schon<br />
mal die Orientierung verlieren. „Auditoren fallen dann<br />
Der ideale Rahmen<br />
Automobil-, Metall- und Luftfahrtindustrie:<br />
Innovative Märkte verlangen für neuartige<br />
Materialien, Prozesse und Spezifikationen<br />
neue Prüfanforderungen. Die High-End-<br />
Universalprüfmaschinen der AGX-V-Serie<br />
bilden mit ihren umfassenden Merkmalen<br />
für diese Tests den idealen Rahmen.<br />
• Mit 10 kHz branchenweit höchste Abtastrate<br />
• Anwendungsspezifisch mit sechs Tisch- und<br />
Standmodellen von 10 - 600 kN<br />
• Einfache Bedienung über das LCD-Touchpanel<br />
• Erhöhte Verfügbarkeit durch Selbstdiagnoseund<br />
Wartungsfunktionen<br />
• Simultane Messwerterfassung von bis<br />
zu 20 zusätzlichen Sensoren<br />
www.shimadzu.de/agx-v<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong> 13
:: Management<br />
Für alle Zertifizierungsgesellschaften steige der Druck, sich für Remote Audits zu öffnen,<br />
sagt Frank Graichen von der DQS Bild: DQS<br />
aus einer aktiven, dialogorientierten Rolle heraus. Stattdessen<br />
werden sie zu bloßen Konsumenten einer Information“,<br />
erklärt Graichen.<br />
Er sieht Remote Audits generell als eine sinnvolle Ergänzung<br />
– aber eben nicht als kompletten Ersatz für die<br />
klassische Vorgehensweise. Sie seien zum Beispiel für<br />
alle Review-Tätigkeiten eine gute Alternative. Auch für<br />
das Einsehen von Dokumentationen seien sie geeignet<br />
– ebenso wie für die Bewertung von Kennzahlen.<br />
Technik ist vorhanden<br />
Die technischen Voraussetzungen dafür sind in der Regel<br />
gegeben. Die meisten Unternehmen nutzen Videochat-<br />
oder Videokonferenzsysteme, um Remote Audits<br />
zu ermöglichen. Die Themen Datenschutz und -sicherheit<br />
spielen dabei eine wichtige Rolle. Die Mehrheit der<br />
befragten Kunden (56 %) sieht es als notwendige Voraussetzung,<br />
dass das Remote Audit über das eigene Firmennetzwerk<br />
stattfindet.<br />
Graichen geht davon aus, dass sich die Remote-Verfahren<br />
als Zusatzwerkzeug für die Auditierung etablieren<br />
werden. Die DQS will ihre Auditoren daher auf die<br />
künftigen Anforderungen vorbereiten. In den kommenden<br />
Monaten sollen diese die neue Methoden trainieren.<br />
„Wir werden eine kleine Gruppe von Mitarbeitern<br />
als Sparrings-Partner ausbilden. Mit diesen können unsere<br />
Auditoren dann Remote Audits unter realen Bedingungen<br />
üben.“<br />
■<br />
Die Ergebnisse im Überblick<br />
Für die Studie der DQS wurden gut 5.000 Kunden und<br />
mehr als 500 Auditoren zum Thema Remote Audits<br />
befragt wurden. Hier die zusammengefassten<br />
Ergebnisse – aufgeteilt nach den beiden Gruppen:<br />
Kunden<br />
:: 58 % zeigen eine sehr hohe Bereitschaft,<br />
Remote Audits durchzuführen, während nur 13 %<br />
Remote Audits ablehnend gegenüberstehen.<br />
:: 32 % stufen den Wert von Remote Audits nahezu<br />
gleichwertig ein, während 20 % den Wert als sehr<br />
viel geringer einstufen.<br />
:: 56 % der Kunden schätzen ihre technische<br />
Ausstattung sehr gut ein.<br />
:: Die Bereitschaft, ein Audit Remote durchzuführen<br />
wird mit 56 % am höchsten angegeben, wenn<br />
dabei das Firmennetzwerk genutzt wird und sich<br />
der Auditor dabei an einem anderen Firmenstandort<br />
befindet.<br />
Auditoren<br />
:: 76 % zeigen eine sehr hohe Bereitschaft, während<br />
nur 5 % Remote Audits ablehnend gegenüberstehen.<br />
:: 35 % stufen den Wert von Remote Audits nahezu<br />
gleichwertig ein, während 16 % den Wert als sehr<br />
viel geringer einstufen.<br />
14 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong>
Das Arbeiten zu Hause bietet zweifellos Vorteile. Aber nicht jedem gefällt die Vermischung<br />
von Job und Privatleben Bild: agcreativelab/stock.adobe.com<br />
Eine Redaktion – zwei Meinungen<br />
Home, Office oder beides?<br />
Nicht nur bei Audits wird die Arbeit aus der Ferne zum Trend. Seit Corona erledigen Mitarbeiter<br />
ihren Job verstärkt aus dem Home Office. Für einen Teil der Redaktion von <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> ist<br />
das schon lange Alltag. Aber ist die Heimarbeit auf lange Sicht das optimale Konzept? Die<br />
Redaktion ist da unterschiedlicher Meinung.<br />
„Für mich hat sich ja fast nichts<br />
verändert“, pflege ich zu antworten,<br />
wenn mich jemand<br />
fragt, wie mir das Covid-19-bedingte<br />
Arbeiten im Homeoffice<br />
behagt. Konferenzen per Skype,<br />
viele Abstimmungstelefonate,<br />
kein Schwätzchen mit Kollegen<br />
an der Kaffeemaschine, keine<br />
Sabine Koll, Redaktion<br />
Kantine zum Mittagessen – all<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong>,<br />
das ist für mich normal, da ich<br />
mag das Arbeiten im<br />
generell im Homeoffice arbeite.<br />
Homeoffice sehr<br />
Kein Stau bei der Anfahrt ins Büro,<br />
zwischendrin mal schnell die<br />
Waschmaschine befüllen, den Brotteig dehnen und falten,<br />
bei schönem Wetter auf dem Balkon arbeiten: Ich<br />
mag diesen fließenden Übergang zwischen Privatleben<br />
und Arbeit. Und wenn ich am Abend den Rechner runterfahre<br />
und das Arbeitszimmer verlasse, dann ist Feierabend.<br />
Alles nur eine Kopfsache – fast, denn seit dem<br />
Ausbruch der Pandemie sitzt nun auch mein Mann im<br />
Homeoffice. Immerhin in einem anderen Raum, aber<br />
nun lösen sich die von mir festgelegten Grenzen zwischen<br />
Arbeit und Freizeit zunehmend auf. Er fragt mich<br />
zwischendrin: Was essen wir heute? Was soll ich vom<br />
Metzger mitbringen? Wo ist meine Fahrradhose? Da<br />
wünsche ich mir mein „altes“ Homeoffice zurück. ■<br />
Natürlich ist es keine Frage,<br />
dass zur Zeit jeder, dem das<br />
möglich ist, im Home Office arbeiten<br />
sollte – um die Verbreitung<br />
des Corona-Virus einzudämmen.<br />
Aber ich bin froh,<br />
wenn ich irgendwann wieder in<br />
meine Bürogemeinschaft zurückkehren<br />
kann. Ich freue mich<br />
Markus Strehlitz,<br />
Redaktion <strong>Quality</strong> darauf, jeden Morgen aus der<br />
<strong>Engineering</strong>, ist für klare Tür zu treten und erst abends<br />
Verhältnisse<br />
wieder nach Hause zu kommen.<br />
In der Zeit dazwischen kann ich<br />
konzentriert arbeiten – höchstens<br />
unterbrochen von einem kurzen Plausch mit einem<br />
Kollegen an der Kaffemaschine. Abends kann ich mich<br />
dann ebenfalls konzentrieren – und zwar auf meine Familie.<br />
Im Home Office fällt mir diese strikte Trennung<br />
schwerer. Befindet sich der Arbeitsplatz bei mir zu Hause,<br />
dann ist auch die Lampe nicht weit, die noch an die<br />
Wohnzimmerdecke angebracht werden muss. Oder die<br />
Tochter, der ich mal schnell bei den Politik-Hausaufgaben<br />
helfen soll. Umgekehrt ist es schwieriger, am Abend<br />
vom Job wirklich abzuschalten. Der Rechner steht ja<br />
stets zum Einsatz in den eigenen vier Wänden bereit –<br />
egal zu welcher Uhrzeit. Ebenso wie das Telefon. Da bin<br />
doch eher für klare Verhältnisse.<br />
■<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong> 15
:: Management<br />
Im Interview: Christian Klostermann<br />
„Remote-Messdienstleistungen<br />
sind derzeit gefragt“<br />
Messtechnik in Zeiten der Corona-Krise: Der Remscheider Messdienstleister<br />
Klostermann hat Chancen in der Medizintechnik aufgetan. Viele<br />
Unternehmen der Branche fahren ihre Produktion hoch – und benötigen<br />
dafür Messtechnik, erklärt Geschäftsführer Christian Klostermann.<br />
:: Herr Klostermann, die Corona-Pandemie<br />
hat das wirtschaftliche Leben hart getroffen.<br />
Wie schaut es bei Ihrem Unternehmen aus?<br />
Klostermann: Die Auftragslage wird definitiv<br />
dünner. Aber ich will mich nicht beschweren,<br />
geschweige denn den Kopf in den<br />
Sand stecken. Die vergangenen vier Jahre<br />
waren schließlich attraktive Jahre für uns,<br />
wo wir in allen Abteilungen – Vertrieb, Schulung,<br />
Service und Lohnmesstechnik – sehr<br />
gut zu tun hatten. Wir sind in dieser Zeit gewachsen,<br />
haben ein neues Gebäude und<br />
neue Mitarbeiter an Bord genommen. Wirtschaftlich<br />
sind wir sehr solide aufgestellt –<br />
und werden diese schwierige Zeit wohl<br />
Die Autorin<br />
Sabine Koll<br />
Redaktion<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong><br />
Christian Klostermann<br />
ist Geschäftsführer von<br />
Klostermann Ingenieurbüro<br />
und Vertriebsgesellschaft<br />
in Remscheid<br />
Bild: Klostermann<br />
recht gut überstehen. Insofern haben wir<br />
den Kopf frei für neue Ideen, auf die wir uns<br />
nun mit Vollgas stürzen – und genau das ist<br />
als Geschäftsführer meine Aufgabe.<br />
:: Gibt es Unterschiede zwischen ihren vier<br />
Bereichen Vertrieb, Schulung, Service und<br />
Lohnmesstechnik hinsichtlich der Auftragslage?<br />
Klostermann: Ja, da haben wir gravierende<br />
Unterschiede zu verzeichnen. Der Service-<br />
Bereich ist tatsächlich im Moment eine Katastrophe,<br />
weil wir durch die Reisebeschränkungen<br />
und die Zutrittsverbote bei unseren<br />
Kunden tatsächlich nicht mehr in die Werke<br />
kommen. Serviceeinsätze werden derzeit<br />
von Werkleitern, Geschäftsführern oder Vorständen<br />
genehmigt – und dann auch nur<br />
für Aufträge, die für die Unternehmen essentiell<br />
sind.<br />
:: Auch Schulungen sind aufgrund des Kontaktverbots<br />
schwierig durchführbar, oder?<br />
Klostermann: Das stimmt, doch in Absprache<br />
mit dem Kunden und mit meinen Mitarbeitern<br />
lassen wir Schulungen noch selektiv<br />
stattfinden – damit die Kunden ihre neu gekauften<br />
Messmaschinen auch nutzen können.<br />
Wir haben dazu natürlich alle notwendigen<br />
Hygienemaßnahmen bei uns im Unternehmen<br />
getroffen. Außerdem haben wir<br />
in einigen Schulungsräumen Messmaschinen<br />
vereinzelt. Dahinter haben wir große<br />
Monitore gehängt, sodass der Schulungsleiter<br />
an der Messmaschine sitzen kann und<br />
die Teilnehmer in ausreichendem Sicherheitsabstand<br />
– auch untereinander – sitzen<br />
können. Über den Monitor können sie alles<br />
genau mitverfolgen, was er vorne tut.<br />
:: Verkaufen Sie in der aktuellen Situation,<br />
in der viele Unternehmen ihre Produktion<br />
herunterfahren, noch neue Maschinen?<br />
Klostermann: Glücklicherweise ja, und nur<br />
rund 20 % der aktuellen Projekte sind bislang<br />
geschoben oder ganz auf Eis gelegt<br />
worden. Das heißt, die meisten Projekte, an<br />
denen wir arbeiten, können wir wohl über<br />
die Ziellinie heben.<br />
:: Wie schaut es mit dem Bereich Lohnmesstechnik<br />
aus?<br />
Klostermann: Der läuft nach wie vor prima<br />
– nicht zuletzt deswegen, weil wir seit mehreren<br />
Monaten aktiv daran gearbeitet haben,<br />
unseren Branchenmix zu verändern.<br />
Kamen vor der durch die Diesel-Krise verursachten<br />
Krise der Automobilindustrie noch<br />
rund 80 % unserer Kunden aus dieser Branche,<br />
sind es jetzt nur noch knapp 60 %.<br />
:: Ist denn bei Ihnen durch das Coronavirus<br />
die Nachfrage aus dem Bereich Medizintechnik<br />
gestiegen?<br />
Klostermann: Definitiv ja. Doch die Anfragen<br />
kommen nicht von alleine, wir sind vertriebsseitig<br />
sehr aktiv und werfen unseren<br />
Hut überall in den Ring – nicht nur bei Bestands-,<br />
sondern auch bei Neukunden. Dadurch<br />
haben wir aktuell auch ein Projekt an<br />
16 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong>
Land ziehen können, bei dem es um die Herstellung<br />
von Covid-19-Teströhrchen geht.<br />
Das Unternehmen fährt die Produktion dieser<br />
Teströhrchen in China derzeit hoch, die<br />
Werkzeugkapazitäten müssen verdoppelt<br />
werden.<br />
:: Wie genau unterstützen Sie hier?<br />
Klostermann: Die Daten des Werkzeugs, das<br />
bereits heute in Produktion ist, werden vor<br />
Ort mit einem 3D-Scanner erhoben und zu<br />
uns nach Remscheid geschickt. Wir gehen<br />
dann über die Flächenrückführung und die<br />
Werkzeugoptimierung und der Kunde erhält<br />
auf dieser Basis CAD-Daten, um ein Schwesterwerkzeug<br />
bauen zu können. Wir nutzen<br />
dafür eine Software von Wenzel, um idealisierte<br />
Werkzeugdaten zu ermitteln. Anstatt<br />
zwei oder drei Korrekturschleifen hat der<br />
Kunde in der Regel nur eine Korrekturschleife,<br />
sodass das Werkzeug schneller zum Laufen<br />
kommt.<br />
:: Das heißt, die Spritzgießwerkzeuge für<br />
die Teströhrchen werden in China gebaut?<br />
Klostermann: Ja, und unser Service geht bis<br />
hin zum Erstmusterprüfbericht. Ein Problem<br />
für den Kunden ist, dass der Werkzeugbauer<br />
in China die Erstbemusterung des Werkzeugs<br />
macht – ein Schelm, wer dabei Böses<br />
denkt. Hinzu kommt, dass die dafür erstellten<br />
Messberichte zum Teil nur in der Landessprache<br />
vorliegen. Auch werden Toleranzen<br />
wild vergeben. Daher haben wir ein<br />
Konzept erstellt, um für den Kunden eine<br />
globale Messstrategie zu entwickeln. Wir<br />
schreiben Messprogramme – beispielsweise<br />
für Messgeräte von Wenzel oder OGP. Oder<br />
wir erhalten beispielsweise Punktewolken<br />
von 3D-Messsystemen, die wir dann bei uns<br />
nach den Spielregeln des Kunden ausrichten<br />
und messtechnisch durchlaufen lassen. Wir<br />
standardisieren die Messungen des Kunden<br />
somit weltweit. Die Messberichte haben alle<br />
den gleichen Aufbau, die gleichen Toleranzen,<br />
die gleichen Interpretationsmöglichkeiten.<br />
:: Ist das ein neues Geschäftsmodell für Sie?<br />
Klostermann: Es ist relativ neu, aber nicht<br />
erst jetzt in der Krise entstanden. Das Konzept<br />
der Standardisierung von Messberichten<br />
haben wir auch schon bei anderen Kunden<br />
ausgerollt – und das kommt sehr gut<br />
an.<br />
:: Sind bei Ihnen durch die jetzige Krise<br />
denn neue Geschäftsideen entstanden?<br />
Klostermann: Ja, wir bieten unseren Kunden<br />
nun erstmals Maschinenkapazitäten auf<br />
Zeit an. Das heißt, wenn ein Unternehmen<br />
etwa aufgrund der Covid-19-Pandemie seine<br />
Fertigungs- und damit Messtechnikkapazitäten<br />
hochfährt, dann erhält er von uns<br />
für diesen Produktions-Peak von mehreren<br />
Monaten eine gebrauchte Messmaschine<br />
mit aktuellster Software und Hardware und<br />
mit Full-Service-Konzept. Das heißt, der<br />
Kunde zahlt eine monatliche Rate für eine<br />
Messmaschine einschließlich Aufstellung,<br />
Inbetriebnahme und Kalibrierung. Eine gewisse<br />
Anzahl von Helpdesk-Stunden ist inkludiert<br />
und vielleicht das Erstellen von ein<br />
oder zwei Messprogrammen, die dazu ausreichen,<br />
dieses eine Bauteil zu messen. ■<br />
Stempeln wie kein Zweiter.<br />
Mit der CAD-Integration<br />
zu aktuellen<br />
Zeichnungsmaßen.<br />
Zeichnungen bilden eine wichtige Grundlage für<br />
viele Qualitätsprozesse und unterliegen häufig<br />
Änderungen. Beim Vergleich zwischen neuer<br />
und alter Zeichnung führt Sie ein Assistent in<br />
wenigen Schritten zu aktuellen und digitalen<br />
Zeichnungsmaßen.<br />
www.babtec.de/cadi<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong> 17
:: Management<br />
Zündstoff für Diskussionen<br />
Der Begriff „Sicherheitsrelevante Merkmale“ sorgt häufig für Verwirrung bei Technikern und<br />
Ingenieuren. Denn: „Sicherheitsrelevant“ sind nicht nur Merkmale, die Sicherheitsfunktionen<br />
betreffen. Und was als „besonderes Merkmal“ gekennzeichnet wird, ist nicht automatisch<br />
sicherheitsrelevant.<br />
Für Entwickler und Qualitäter sind so genannte „sicherheitsrelevante<br />
Merkmale“ absolute Redflags ihres Arbeitslebens.<br />
Die sicherheitsrelevanten Merkmale werden<br />
auch gerne mal „besondere Merkmale“ genannt,<br />
auch wenn schon diese beiden Begriffe nicht abschließend<br />
deckungsgleich sind.<br />
„Sicherheitsrelevante Merkmale“ sind nur ein Teil der<br />
„besonderen Merkmale“, zumindest nach den üblichen<br />
Standards der Automobilindustrie. Umschrieben und<br />
erwähnt werden sie in diesen industriellen Vorgaben<br />
und Standards an verschiedenen Stellen, wie zum Beispiel<br />
in der IATF 16949 (Ziffern 8.3.3.3 ff.) oder dem VDA<br />
Band 6.1. Sie sind entweder in Dokumenten (wie Spezifikationen)<br />
als solche beschrieben oder aber in Zeichnungen<br />
entsprechend gekennzeichnet. Die deutschen<br />
Gesetze hingegen kennen diese Begriffe nicht, sie sind<br />
nicht legaldefiniert.<br />
Alles was Recht ist<br />
Regelmäßige Beiträge<br />
zu rechtlichen Themen liefert<br />
Reusch Rechtsanwälte,<br />
www.reuschlaw.de<br />
Der Autor: Daniel Wuhrmann<br />
In der produktbezogenen juristischen Beratung von<br />
Industrieunternehmen besteht ein großer Umfang der<br />
Arbeit in der direkten Abstimmung mit Ein- und Verkauf,<br />
Entwicklung, Produktion und vor allem auch mit<br />
den Qualitätsbereichen. Das Auftauchen sicherheitsrelevanter<br />
Merkmale fungiert oft als Zündkapsel für teils<br />
unwirkliche (juristische) Diskussionen, vor allem aber<br />
für meist hektische Betriebsamkeit bei Technikern und<br />
Ingenieuren.<br />
Rechtliche Relevanz von FMEA ist oft unbekannt<br />
An deren Ende stehen meist Risikobewertungen<br />
(FMEA), von denen eigentlich keiner so wirklich weiß,<br />
was denn nun „richtig“ oder „falsch“ und vor allem inwiefern<br />
rechtlich relevant ist.<br />
Das ist sowohl in der klassischen Qualitätsarbeit für<br />
NIO-Teile als auch in der Abwägung hinsichtlich etwai-<br />
ger Maßnahmen im Markt (bis hin zu Rückrufen) eine<br />
äußerst unangenehme Situation für alle Beteiligten.<br />
Aber auch schon in der Produktentstehungsphase ist<br />
aus meiner Sicht die Fehleinordnung von Merkmalen als<br />
„sicherheitsrelevant“ kritisch, da sich hieran erhebliche<br />
Aufwände im Produktentwicklungsprozess anschließen.<br />
Einteilung der Merkmale wird zu selten hinterfragt<br />
Ausgangspunkt für die Charakterisierung ist in den Zulieferindustrien<br />
in der Regel die originäre Einteilung der<br />
Merkmale durch den Kunden oder aber des eigenen Unternehmens<br />
– und diese werden zu selten hinterfragt.<br />
Basis hierfür und auch für die eigene Arbeit in nachgelagerten<br />
Prozessen kann nur ein gleichartiges Verständnis<br />
des Begriffs sein. Doch wie ist dieses zu schaffen?<br />
Meine Meinung lautet: indem man mit dem kleinsten<br />
gemeinsamen und insoweit unumstößlichen Nenner<br />
beginnt, dem Gesetz. Hieran anschließend können<br />
individuell Erweiterungen des Begriffsinhalts erfolgen.<br />
Diese sollten aber stets abgestimmt und dokumentiert<br />
sein.<br />
Paragraph 3 des Produktsicherheitsgesetzes<br />
hilft weiter<br />
Geht man von der deutschen gesetzlichen Vorgabe aus<br />
– was für ein in Deutschland herstellendes und/oder<br />
Produkte in Verkehr gebendes Unternehmen absolut<br />
nachvollziehbar und richtig ist – dann hilft § 3 Produktsicherheitsgesetz.<br />
Danach darf ein Produkt nur dann<br />
auf dem Markt bereitgestellt werden, wenn es die für es<br />
geltenden besonderen gesetzlichen Anforderungen erfüllt<br />
(CE Konformität) – wenn und soweit es solche gibt<br />
– und wenn es bei bestimmungsgemäßer oder vorhersehbarer<br />
Verwendung die Sicherheit und Gesundheit<br />
von Personen nicht gefährdet.<br />
Die Sicherheitsrelevanz als solche ist also auf das<br />
Produkt und seinen Verwendungszweck ausgerichtet –<br />
mit dem Ziel, keine unzulässige Gefährdung zu begründen.<br />
Folglich ist es beispielsweise nicht (primär) relevant,<br />
ob das Produkt in eine Funktion gelangt, die für die<br />
Sicherheit sorgen soll.<br />
Kurzgefasst: „Sicherheitsrelevant“ sind nicht nur<br />
Merkmale, die Sicherheitsfunktionen betreffen. Und<br />
was als „besonderes Merkmal“ gekennzeichnet wird, ist<br />
nicht automatisch sicherheitsrelevant. Geht man von<br />
diesem Basisverständnis aus, wird auch die Abgrenzung<br />
von unternehmenseigenen Definitionen der Begrifflichkeiten<br />
seitens der Kunden einfacher.<br />
■<br />
18 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong>
Neustart, aber richtig<br />
Auf ihrem Karriereweg haben Mitarbeiter in den vergangenen Jahren zunehmend ihr Heil in<br />
Startups gesucht – entweder, um dort einen Job zu bekommen, oder um selbst zu Gründern zu<br />
werden. Doch typische Fehler verhindern häufig den wirtschaftlichen Erfolg.<br />
Oft beginnen Startups relativ schnell und<br />
erfolgreich. Aber der nächste Schritt, aus der<br />
Startup-Idee heraus ein funktionierendes<br />
Wirtschaftsunternehmen zu machen, bereitet<br />
häufig Probleme.<br />
Die Gründe:<br />
• Startups haben zwar oft eine gute technische<br />
Idee, aber der gesamtwirtschaftliche<br />
Hintergrund fehlt. Es geht um Fragen wie<br />
zum Beispiel: Wie mache ich ein Produkt<br />
fertigungsreif? Was und wen brauche ich,<br />
um an den Markt zu kommen?<br />
• Die Startup-Gründer suchen sich häufig<br />
nicht professionelle Partner beziehungsweise<br />
Mitarbeiter, die diese Fragen beherrschen.<br />
Stattdessen umgeben sie sich<br />
mit ihrer bisherigen Community aus Wissenschaft<br />
und Studium, weil sie hier einen<br />
schnellen Zugang zu gleichen Denkmustern<br />
und relativ günstigen Gehaltsstrukturen<br />
haben.<br />
• Die Investoren, Geldgeber oder Verbände<br />
unterstützen die Startup-Unternehmen<br />
leider oft nur oberflächlich, weil sie entweder<br />
von dem Produkt und dem angesprochenen<br />
Markt nichts verstehen oder<br />
selbst zu sehr in der wissenschaftlichen<br />
Welt beheimatet sind.<br />
• Meist bestehen die Startups aus zwei oder<br />
mehr Gründern, die sich zwar anfangs<br />
sehr einig sind. Allerdings kann es etwa<br />
bei nicht eintretendem wirtschaftlichen<br />
Erfolg zu Verunsicherungen über den richtigen<br />
Weg kommen, zu Diskussionen, die<br />
den Geschäftsablauf hemmen und dann<br />
zu Trennungen führen.<br />
• In der Phase der Verunsicherung holt man<br />
sich Berater ins Haus, geht zu Tagungen,<br />
schließt sich Verbänden an, führt Meetings<br />
ohne Ende oder gibt auf.<br />
Was tun, damit es nicht so weit kommt?<br />
• Startups sollten sich Investoren suchen,<br />
die von ihrem Geschäft etwas verstehen,<br />
aus ihrer Branche kommen und sich auch<br />
verpflichten, die Firmen über den rein finanziellen<br />
Aspekt hinaus zu unterstützen.<br />
Diese Unterstützung sollte sowohl in Sache<br />
als auch Person definiert werden.<br />
• Für das weitere Wachstum brauchen<br />
Startups Mitarbeiter, die aus der Praxis<br />
kommen – zum Beispiel in Marketing, Personal<br />
oder Finanzen. Sie sollten Ausbildungs-,<br />
Studien- und Forschungswelt hinter<br />
sich lassen, natürlich mit Ausnahme<br />
der fachlichen Aspekte und Kontakte.<br />
• Wichtig ist, Verantwortung abzugeben,<br />
Personal & Karriere<br />
Die Beratungsgruppe<br />
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regelmäßig über<br />
Personal und Karriere,<br />
www.wirth-partner.com<br />
Der Autor: Stefan Wirth<br />
um sich auf das eigene Know-how und<br />
Produkt konzentrieren zu können.<br />
• Wenn nötig, sollten sich Startups Berater<br />
suchen, die aus der Praxis kommen und<br />
die Situation von KMU kennen, die aber<br />
nicht aus der Großindustrie oder dem Verbandswesen<br />
stammen.<br />
• Bei mehreren Partnern ist es wichtig, von<br />
Anfang an klare Organisations- und Verantwortungsstrukturen<br />
zu definieren, um<br />
Streitigkeiten vorzubeugen.<br />
• Die Gründer sollten sich von Träumereien<br />
verabschieden. Am Schluss zählt nur der<br />
wirtschaftliche Erfolg.<br />
■<br />
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www.iqs.de<br />
Chain, auf deren Qualität Sie und Ihr Kunde sich verlassen können.<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong> 19
:: Management<br />
Schon 2019 befasste<br />
sich die Veranstaltung<br />
mit der Qualitätssicherung<br />
entlang der<br />
gesamten Prozesskette<br />
der additiven Fertigung<br />
Bild: Steffen Schmid<br />
Event von <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong><br />
3D-Druck ohne Qualitätsprobleme<br />
Das 3. Praxisforum „Qualitätssicherung in der additiven Fertigung“ am 02. Juli 2020 in Stuttgart<br />
adressiert alle Qualitätsprobleme entlang des Produktionsprozesses in der additiven Fertigung.<br />
Veranstalter des Events sind wie in den beiden Vorjahren <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> und das<br />
Fraunhofer IPA.<br />
Die Autoren<br />
Sabine Koll<br />
Markus Strehlitz<br />
Redaktion<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong><br />
Vorabend-Event bei Cirp<br />
Eingeläutet wird die Veranstaltung mit einem Vorabend-Warmup<br />
bei der Cirp in Heimsheim. Hier haben die Teilnehmer des Forums die<br />
Gelegenheit, das Unternehmen kennenzulernen, einen Dienstleister<br />
für additive Fertigung und Rapid Tooling. Mehr dazu erfahren Sie vor<br />
Ort in Heimsheim: Cirp stellt sich bei einem lockeren Get-Together<br />
vor. Anschließend findet eine Führung durch die Fertigung in Kleingruppen<br />
statt. Bei einem Networking mit Fingerfood lassen wir den<br />
Abend dann gemeinsam ausklingen.<br />
Angefangen beim Qualitätsmanagement über die Pulvercharakterisierung<br />
und Inline-Messtechnik und -Prozessüberwachung<br />
bis hin zur abschließenden Bauteilprüfung<br />
etwa mit Computertomographie: Das Praxisforum<br />
„Qualitätssicherung in der additiven Fertigung“,<br />
das die Fachzeitschrift <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> und das<br />
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung<br />
IPA zum dritten Mal gemeinsam in Stuttgart<br />
veranstalten, greift alle Qualitätsprobleme entlang<br />
des Produktionsprozesses auf.<br />
„Bis zum Erreichen einer reproduzierbaren Qualität<br />
im Serienprozess müssen noch einige Hürden genommen<br />
werden“, betont Olaf Günnewig, Leiter Business<br />
Development beim CT-Hersteller Diondo. „Die Vorhersage<br />
von Versagensmechanismen, die konstante Qualität<br />
des Ausgangsmaterials und der Bauteile sowie die Implementierung<br />
verbesserter Prüfverfahren, sei es als Insitu-Prozess<br />
innerhalb der Additive-Manufacturing-Anlage<br />
oder an den gefertigten Komponenten, sind Herausforderungen,<br />
denen sich die Anwender der Technologie<br />
stellen müssen.“<br />
Experten aus Industrie und Wissenschaft wie Günnewig<br />
berichten einen Tag lang über ihre Erfahrungen<br />
und Projekte. „Die qualitativen Anforderungen an Genauigkeit,<br />
Oberfläche, optische Anmutung und mechanische<br />
Eigenschaften additiv gefertigter Bauteile sind<br />
massiv gestiegen. Gerade diese Anforderungen lassen<br />
sich nur erfüllen, indem man die Prozesskette der additiven<br />
Fertigung versteht und beherrscht“, sagt Thomas<br />
Lück, Leiter Vertrieb und Innovation bei Cirp, einem<br />
Dienstleister für additive Fertigung und Rapid Tooling<br />
mit großer Erfahrung. Bei Cirp in Heimsheim findet<br />
auch der Auftakt des Evens am 18. Februar statt. Lück<br />
20 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong>
hält zudem Keynote am 19. Februar – und stellt klar:<br />
„Besonders der für Serienanwendungen prädestinierte<br />
SLS-Prozess reagiert auf Störgrößen sensibel. Ihn zu beherrschen,<br />
bedarf einer kontinuierlichen Überwachung<br />
von Prozessgrößen.“<br />
Andreas Leupold aus der Rechtsanwaltskanzlei Leupold<br />
Legal gibt anschließend in seinem Vortrag Tipps<br />
dazu, wie Unternehmen mit Dienstleistern für die additive<br />
Fertigung Qualitätssicherungsvereinbarungen abschließen<br />
sollten – und welche Stolperfallen hier lauern.<br />
Er betont: „Die Erstellung AM-spezifischer Qualitätssicherungsvereinbarungen<br />
erfordert besondere Kenntnisse<br />
der in der additiven Fertigung eingesetzten Prozesse<br />
und Materialien und muss nicht nur die individuellen<br />
Anforderungen des Auftraggebers, sondern auch solche<br />
Anforderungen berücksichtigen, die sich aus unverbindlichen<br />
technischen Normen und Leitlinien, verbindlichen<br />
Rechtsnormen und der Rechtsprechung ergeben.“<br />
Neue Themen Automatisierung<br />
und Künstliche Intelligenz<br />
Neu sind in diesem Jahr Vortragsblöcke zu den Themen<br />
Automatisierung der Qualitätssicherung sowie zum<br />
Einsatz von Künstlicher Intelligenz. „Durch die geometrische<br />
Komplexität moderner Werkstücke aus additiver<br />
Fertigung kommen klassische Prüfmethoden wie Sichtprüfungen<br />
und Lehren aber auch etablierte Multisensor-Koordinatenmessgeräte<br />
an ihre Grenzen“, sagt Tristan<br />
Schubert, Leiter Vertrieb CT bei Werth Messtechnik.<br />
„Dies macht es schwieriger, ein passendes und wirtschaftliches<br />
Messmittel für die Messung der geometrischen<br />
und materiellen Eigenschaften für diese Art von<br />
Werkstücken zu finden.“ Eine wirtschaftliche Qualitätssicherung<br />
funktioniere ohne Automatisierung allerdings<br />
nicht.<br />
Auch Künstliche Intelligenz hält mittlerweile Einzug<br />
bei der Qualitätssicherung additiv gefertigter Bauteile:<br />
„Maschinelles Lernen wird, für den Anwender nicht erkennbar,<br />
Aufgabenstellungen im Bereich der Qualitätssicherung<br />
und damit verbundenen Themen der additiven<br />
Fertigung lösen“, ist Thomas Grünberger, CTO von<br />
Plasmo, Anbieter optischer QS-Lösungen, überzeugt.<br />
Diese Aufgaben umfassen nach seiner Einschätzung<br />
zum Beispiel die Entwicklung und Optimierung von Prozessen<br />
und die automatisierte Detektion und Bewertung<br />
von Prozessauffälligkeiten.<br />
■<br />
Das Programm<br />
09:00 Uhr<br />
09:10 Uhr<br />
09:40 Uhr<br />
10.00 Uhr<br />
10.20 Uhr<br />
10.40 Uhr<br />
11.30 Uhr<br />
11.50 Uhr<br />
12.10 Uhr<br />
13:30 Uhr<br />
13.50 Uhr<br />
14.10 Uhr<br />
14.30 Uhr<br />
14.50 Uhr<br />
Begrüßung<br />
Sabine Koll und Markus Strehlitz, Redaktion <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong><br />
Ira Effenberger, Fraunhofer IPA<br />
Keynote<br />
Praxisbericht: Durch permanente Überwachung von Einflussgrößen zur<br />
robusten additiven Kleinserienfertigung von Kunststoffteilen<br />
Thomas Lück, Leiter Vertrieb und Innovation, Cirp<br />
Qualitätsmanagement und Recht<br />
Richtlinien und Normen in der additiven Fertigung – Relevanz und<br />
aktueller Stand<br />
Oliver Refle, Abteilungsleiter, Fraunhofer IPA<br />
Qualitätssicherungsvereinbarungen in der additiven Fertigung<br />
Dr. Andreas Leupold LL.M., Rechtsanwalt, Leupold Legal<br />
Dienstleister mit Zertifizierung nach DIN SPEC 17071 – was heißt das, was<br />
bringt das?<br />
Jonas Koch, Projektingenieur, Rosswag <strong>Engineering</strong> und<br />
Max Rehberger, Experte Additive Fertigung, TÜV Süd<br />
Meet the Experts: Cirp, Fraunhofer IPA, Leupold Legal, Rosswag <strong>Engineering</strong><br />
und TÜV Süd<br />
Guided Tour durch die Ausstellung und Networking beim Kaffee<br />
Inline-Messtechnik<br />
Inline-Analyse im durchgängigen Qualitätssicherungsprozess<br />
für Pulverbettverfahren<br />
Dr. Bernhard Wiedemann, Director Additive Manufacturing Process & Control,<br />
Zeiss<br />
In-situ Prozessüberwachung in der additiven Fertigung von Metallen<br />
Dr. Christiane Maierhofer, Leiterin des Fachbereichs 8.7 Thermografische Verfahren,<br />
Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)<br />
Meet the Experts: Zeiss und BAM<br />
Besuch der Ausstellung<br />
Networking beim Business Lunch<br />
Automatisierte Qualitätssicherung<br />
Blick aus der Anwendersicht: Automation in der Qualitätssicherung bei Protiq<br />
Artjom Dsuban, <strong>Quality</strong> Manager, Protiq<br />
Netzwerk AM-<strong>Quality</strong> – automatisierte Qualitätssicherung entlang der<br />
AM-Prozesskette vom Pulver bis zum Bauteil<br />
Dr. Olaf Günnewig, Leiter Business Development, Diondo<br />
Automatisierte Computertomographie –<br />
Fast Qualifier für schnelle Inspektion und Messung komplexer Werkstücke<br />
Tristan Schubert, Leiter Vertrieb CT, Werth Messtechnik<br />
Qualitätssicherung und Typenerkennung durch optische Messtechnik<br />
Dr. Daniel Carl, stellvertretender Institutsleiter, Fraunhofer IPM<br />
Meet the Experts: Protiq, Diondo, Werth Messtechnik, Fraunhofer IPM,<br />
Fraunhofer IPA und Plasmo<br />
Besuch der Ausstellung<br />
Networking beim Kaffee<br />
Anmeldung<br />
Hier können Sie sich für das<br />
Praxisforum anmelden:<br />
http://hier.pro/KbzP<br />
15.30 Uhr<br />
15.50 Uhr<br />
16.40 Uhr<br />
Machine Learning/Künstliche Intelligenz<br />
KI in der additiven Fertigung: Defekterkennung, Qualitätsprognose und<br />
Parameter optimierung<br />
Ira Effenberger, Gruppenleiterin Abteilung Bild- und Signalverarbeitung,<br />
Fraunhofer IPA<br />
Maschinelles Lernen bei der optischen Qualitätskontrolle von additiven Fertigungsverfahren<br />
Dr. Thomas Grünberger, CTO, Plasmo<br />
Abschließende Diskussion und Verabschiedung<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong> 21
:: Im Fokus: CT<br />
Roundtable zur Computertomografie<br />
Die CT kann<br />
viel mehr<br />
Das Interesse und das Angebot in Sachen Computertomografie sind in den vergangenen Jahren<br />
deutlich gewachsen. Auf einem Roundtable sprachen Experten von Diondo, Volume Graphics,<br />
Wenzel, Werth und Zeiss über die Gründe und über die Möglichkeiten, welche die Technik bietet.<br />
:: Der Markt für Computertomografie entwickelt sich<br />
zur Zeit dynamisch. Was sind aus Ihrer Sicht die Gründe<br />
dafür?<br />
Prof. Heiko Wenzel-Schinzer: Die Computertomografie<br />
ist in der Koordinatenmesstechnik angekommen. Die<br />
Zahl der Unternehmen, die CT nachfragen, ist extrem<br />
angestiegen. Es gibt keine längere Projektliste als die für<br />
CT. Aber: Die Zahl der Kunden, die sich dann auch für ein<br />
Gerät entscheiden, ist zwar deutlich gewachsen. Doch<br />
sie ist immer noch überschaubar. In den vergangenen<br />
Jahren haben daher vor allem Dienstleister stark investiert.<br />
Denn dort können die Anwender die Technologie<br />
erst mal ausprobieren.<br />
Matthias Fleßner: Wir sehen drei Stufen, welche von<br />
Nutzern oft in dieser Reihenfolge durchschritten werden.<br />
Da ist zunächst der Anwender, der nur ein paar Teile<br />
messen muss. Dieser geht dann zu einem Dienstleister,<br />
um zu sehen, ob die Technik funktioniert. Auf der<br />
zweiten Stufe findet man Unternehmen, die so viele Teile<br />
zu messen haben, dass sich ein eigenes Gerät lohnt.<br />
Und dann gibt es – vor allem größere – Firmen, die<br />
schon mit Hilfe automatisierter CT-Systeme fertigungsnah<br />
eine sehr große Anzahl von Messungen durchführen.<br />
Besonders die Anzahl der Nutzer in dieser dritten<br />
Stufe wächst kontinuierlich.<br />
22 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong>
Die Teilnehmer des Roundtables<br />
von links im Uhrzeigersinn:<br />
Olaf Günnewig, Matthias Fleßner,<br />
Heiko Wenzel-Schinzer, Jens Hansen,<br />
Markus Strehlitz und Sabine Koll (beide<br />
Redaktion <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong>),<br />
Ingomar Schmidt Bilder: Ulrich Pfeiffer<br />
Dr. Jens Hansen: Der Markt ist gewachsen, weil die<br />
Technik sich etabliert hat. Aber ich würde in dieses Bild<br />
noch eine Stufe null einbauen. Es gibt wahnsinnig viele<br />
Anwender, die noch gar nicht wissen, was die Computertomografie<br />
kann und welche Anwendungen mit ihr<br />
bedient werden können. Und diese Gruppe ist aus meiner<br />
Sicht die größte.<br />
:: Was ist denn der Auslöser, in CT zu investieren?<br />
Dr. Olaf Günnewig: Ich sehe den Trigger ganz deutlich<br />
bei den modernen Werkstoffen. Und bei den modernen<br />
Produktionsverfahren wie zum Beispiel der additiven<br />
Fertigung. Die CT ist momentan der Goldstandard für<br />
die Prüfung in der additiven Fertigung. Wichtig ist dabei,<br />
die CT nicht als alleiniges Verfahren zu sehen – sondern<br />
in Kombination mit anderen Verfahren wie zum<br />
Beispiel dem Ultraschallverfahren oder der Koordinatenmesstechnik.<br />
Dr. Ingomar Schmidt: Bei uns ist der Einstieg die Koordinatenmesstechnik<br />
– also dimensionell an den Bauteilen<br />
zu messen, zum Beispiel im Kunststoff-Spritzguss. Und<br />
dann entdecken die Kunden, dass sie mit CT ja auch in<br />
die Teile hineinschauen können.<br />
Hansen: Häufig muss sich die CT noch beweisen gegenüber<br />
der etablierten Messtechnik. Wir müssen die Kunden<br />
oft überzeugen, dass CT die gleiche Messtechnik erlaubt<br />
wie etwa ein Koordinatenmessgerät.<br />
Die Diskussionsteilnehmer<br />
:: Matthias Fleßner, IP Manager, Volume Graphics<br />
:: Dr. Ingomar Schmidt, Leiter Vorentwicklung,<br />
Normung und Schutzrechte, Werth<br />
:: Prof. Dr. Heiko Wenzel-Schinzer, Geschäftsführer<br />
und Chief Digital Officer, Wenzel<br />
:: Dr. Jens Hansen, Sales Development Manager,<br />
Carl Zeiss Industrielle Messtechnik<br />
:: Dr. Olaf Günnewig,<br />
Leiter Business Development, Diondo<br />
Wenzel-Schinzer: Eigentlich mag ich diese Diskussion<br />
nicht. Wir versuchen nachzuweisen, dass die eine Technik<br />
so gut ist wie die andere. Aber das müssen wir nicht.<br />
Die CT kann viel mehr. Und wir müssen uns auf das<br />
Mehr konzentrieren.<br />
:: Was ist denn das „Mehr“? Wann ergibt der Einsatz<br />
von CT Sinn?<br />
Fleßner: Es ist natürlich sehr stark vom Einzelfall abhängig,<br />
ob die Nutzung der CT Sinn ergibt. Wenn die Bauteile<br />
innenliegende Strukturen haben, kommt man an<br />
dem Einsatz von CT nicht vorbei. Auch bei sehr komplexen<br />
Teilen wird CT interessant. Oder wenn man gleichzeitig<br />
noch eine Materialanalyse durchführen möchte,<br />
um Defekte zu erkennen.<br />
Günnewig: Die CT lässt sich mittlerweile auch inline<br />
einsetzen, was vor einigen Jahren noch undenkbar war.<br />
Man kann jetzt eine CT-Anlage zum Beispiel mit einem<br />
Industrieroboter kombinieren und dann prüft man automatisch<br />
jeden Zylinderkopf, der aus der Produktion<br />
kommt. Man erkennt somit neben der Geometrie auch<br />
innenliegende Fehler. Das hat gewaltige Vorteile. Das reduziert<br />
etwa die Gefahr, dass ein Motor im Betrieb auseinander<br />
reißt, weil ein großer Lunker nicht erkannt<br />
wurde. Mit CT kann man außerdem Werkstoffstrukturen<br />
sehen. Daran hat auch die Industrie ein starkes Interesse,<br />
weil der Anteil der modernen Werkstoffe steigt.<br />
Ich rede hier zum Beispiel von Verbundwerkstoffen oder<br />
hybriden Materialien.<br />
Fleßner: Mit der CT kann man ja auch an Messaufgaben<br />
komplett anderes herangehen als mit anderen Sensoren.<br />
Es lässt sich viel mehr aus den Messdaten herausholen<br />
als bei taktiler Messtechnik. Üblicherweise entwickelt<br />
der Konstrukteur das Teil nach seiner Funktion und<br />
muss sich dann entsprechende Toleranzen überlegen.<br />
Bei der CT ist das virtuelle Teil mit seiner gesamten Geometrie<br />
verfügbar. Dadurch lässt sich simulieren, ob es<br />
einer bestimmten Belastung auch wirklich standhält. So<br />
erhält man – mit einer deutlich geringeren Anzahl von<br />
geometrischen Messgrößen – eine Tolerierung, die viel<br />
näher an der wirklichen Funktion des Bauteils ist. Das<br />
führt auch zu weniger Ausschuss. Denn bei der konventionellen<br />
Methode müssen die Toleranzen sehr eng gewählt<br />
werden, um auf der sicheren Seite zu sein. Dank<br />
CT ist ein Toleranzmanagement möglich, das nicht nur<br />
den Qualitätsprüfer und den Fertiger, sondern auch den<br />
Konstrukteur miteinbezieht.<br />
Wenzel-Schinzer: Dadurch müssen wir bei der Aufklärung<br />
schon beim Konstrukteur anfangen. Dieser muss<br />
verstehen, welche Möglichkeiten die CT eröffnet. Es<br />
gehört aber schon viel Verständnis zur CT. Die Technologie<br />
ist daher zum großen Teil noch ein akademisches<br />
Thema.<br />
Schmidt: Wir sind aber schon auf einem guten Weg. Die<br />
Kunden verstehen die Technik, auch ohne promoviert zu<br />
sein. Die Bedienkonzepte sind ausgreift, die meisten<br />
Schritte laufen automatisch ab – beispielsweise das<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong> 23
:: Im Fokus: CT<br />
„Die CT ist momentan der Goldstandard für die Prüfung<br />
in der additiven Fertigung“, sagt Olaf Günnewig<br />
„Mit der CT kann man an Messaufgaben komplett anderes<br />
herangehen als mit anderen Sensoren“, so Matthias Fleßner<br />
Auswählen der geeigneten Messparameter und die<br />
Datenauswertung.<br />
Günnewig: Die CT ist hinsichtlich der Einflussgrößen<br />
auf das Messergebnis komplexer als die Koordinatenmesstechnik.<br />
Es gibt viele Dinge, die man beachten<br />
muss – zum Beispiel die Messmittelfähigkeit. Daher wäre<br />
es schön, wenn im Schulungsbereich diesbezüglich<br />
noch mehr passieren würde. Dort wird die CT noch stiefmütterlich<br />
behandelt.<br />
Hansen: Ich vergleiche das oft mit Digitalkameras. Es<br />
gibt Leute, die mit ihrem iPhone nur mal schnell ein Foto<br />
machen möchten. Und es gibt die Highend-User, die<br />
eine hoch leistungsfähige Kamera besitzen und alle<br />
Funktionen nutzen möchten, die diese bietet. Und anschließend<br />
wird das Bild noch bearbeitet.<br />
:: Es muss also unterschiedliche Level in der Bedienphilosophie<br />
geben?<br />
Günnewig: Wir haben in unserer Software drei verschiedene<br />
Level. Eines für den Super-User oder Administrator,<br />
der kann schon sehr viele Eingriffe selbst machen. Das<br />
zweite Level ist für den fachlich versierten Prüfer. Das<br />
dritte adressiert den Facharbeiter, der zum Beispiel in<br />
der Gießerei steht und der Anlage auf ganz einfache<br />
Weise sagen kann: Jetzt kommt Zylinderkopf 1, jetzt<br />
kommt Zylinderkopf 2 und so weiter.<br />
Schmidt: Ich sehe da aber keinen Unterschied zur<br />
konventionellen Koordinatenmesstechnik. Dort ist es<br />
gang und gäbe, dass die Geräte auf verschiedenen<br />
Leveln bedienbar sind. Vielleicht muss man im Markt<br />
aber noch stärker kommunizieren, dass dies auch mit<br />
CT möglich ist.<br />
Fleßner: Es ist auf jeden Fall die Aufgabe der Software,<br />
den Bediener zu unterstützen. Das gilt sowohl für die<br />
Geräte-Software als auch für die Software zur Auswertung.<br />
Ein wichtiges Thema unserer Forschungsarbeiten<br />
ist es zum Beispiel, dem Computer beizubringen, dass er<br />
automatisch erkennt, welchen Messdaten man vertrauen<br />
kann. Es geht auch darum, wie sich erkennen lässt,<br />
ob das Messgerät selbst ein Problem hat. In beiden<br />
Fällen soll der Bediener rechtzeitig gewarnt werden.<br />
Wenzel-Schinzer: Natürlich ist die CT auf einem guten<br />
Weg. Aber das heißt nicht, dass wir am Ende sind. Bei<br />
der Bedienoberfläche möchte der Anwender quasi einen<br />
Kaffeevollautomaten, der ihm sagt, was das Problem<br />
ist – also dass er zum Beispiel neues Wasser<br />
braucht. Wenn das bei der CT möglich ist, dann haben<br />
wir viel erreicht.<br />
:: Wie sieht es denn mit den Kosten für die CT aus?<br />
Wird die Technologie in absehbarer Zeit preiswerter?<br />
Günnewig: Das lässt sich gut mit der IT vergleichen. Ein<br />
aktueller Laptop kostet immer noch ungefähr das gleiche<br />
wie vor zehn Jahren, aber er ist leistungsfähiger als<br />
früher. So ähnlich ist das bei der CT auch. Die Preise für<br />
den Computertomografen sind in den vergangenen<br />
zehn bis 15 Jahren im Mittel nicht deutlich voneinander<br />
abgewichen. Aber die Leistungsfähigkeit der Anlagen ist<br />
um Zehnerpotenzen gestiegen.<br />
:: Hat die höhere Leistungsfähigkeit auch Auswirkung<br />
auf die Kosten?<br />
Fleßner: Es lassen sich in der gleichen Zeit deutlich<br />
mehr Teile messen. So werden die Kosten pro gemessenem<br />
Teil bei gleicher Messaufgabe geringer. Hier kann<br />
auch die Auswertesoftware helfen. Erste Ergebnisse einer<br />
Defekterkennung auf Basis von Machine Learning<br />
zeigen, dass sich die Aufnahmezeit gegenüber einer<br />
konventionellen Defekterkennung um bis zum Faktor<br />
30 verkürzen lässt – bei gleicher Genauigkeit der Messergebnisse.<br />
Das heißt, man kann theoretisch 30 mal so<br />
24 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong>
„In Zukunft wird es Systeme geben, mit denen sich ein Scan<br />
per Knopfdruck erstellen lässt“, verspricht Jens Hansen<br />
viele Teile in der gleichen Zeit messen. Das führt natürlich<br />
auch zu einer Kostenersparnis.<br />
Schmidt: Das ist richtig. Aber ich sehe die Kostenreduzierung<br />
trotzdem als einen Punkt, den wir künftig angehen<br />
müssen. Und zwar nicht nur bei den Gerätekomponenten,<br />
sondern auch beim Service – etwa was die Wartung<br />
der Geräte betrifft. Das ist ein nicht unerheblicher<br />
Kostenanteil.<br />
Günnewig: Die Anlagen arbeiten jetzt aber sehr robust.<br />
Das war zu Beginn der CT noch nicht so, weil jede Anlage<br />
quasi ein Prototyp war. Doch das hat sich komplett<br />
gewandelt.<br />
Wenzel-Schinzer: Die Aussage ist aber im Grunde richtig.<br />
Ein CT-Service kostet im Verhältnis mehr als die Wartung<br />
eines Koordinatenmessgeräts. Das liegt vor allem<br />
an den Vorproduzenten. Ich rede da zum Beispiel von<br />
wartungsfreien Röhren. Aber es kommt auch immer darauf<br />
an, wie das CT-Gerät eingesetzt wird. Wie häufig es<br />
genutzt wird, welche Teile hineingelegt werden und so<br />
weiter. Bei der Wartung eines Koordinatenmessgeräts<br />
hängt dagegen nicht so viel von der Nutzung ab.<br />
Schmidt: Wir werden unsere Tomoscope-XS-Geräte-Reihe<br />
noch mal um ein neues Mitglied erweitern. Dort sind<br />
wir beim Wartungsaufwand im normalen Koordinatenmessgerät-Bereich.<br />
Beim Gerät selbst wollen wir unter<br />
die 100.000 Euro kommen.<br />
:: Aber grundsätzlich gibt es noch Hürden für den<br />
Einsatz von CT.<br />
Fleßner: Im Vergleich zu anderen Sensoren ist es relativ<br />
schwierig für Anwender, ein Gefühl dafür zu bekommen,<br />
ob die Technologie für ihren Fall funktioniert. Daher<br />
ist die Hürde, in ein CT zu investieren, auch höher.<br />
Die Erfahrung zeigt aber auch: Wenn die Kunden einmal<br />
Q-RELEASE<br />
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<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong> 25
:: Im Fokus: CT<br />
„CT-Geräte werden in<br />
den kommenden<br />
Jahren noch viel besser<br />
werden“, sagt<br />
Heiko Wenzel-Schinzer<br />
„Wenn es um die<br />
dimensionelle Messtechnik<br />
geht, sind wir<br />
bezüglich Rückführung<br />
bereits nah an der<br />
Koordinatenmesstechnik“,<br />
sagt<br />
Ingomar Schmidt<br />
ein CT haben, dann bleiben sie dabei und bauen den<br />
Einsatz auch aus.<br />
Hansen: Wenn der Laborleiter eines Unternehmens<br />
Interesse an einem neuen Koordinatenmessgerät hat,<br />
ruft er bei uns an. Der Vertrieb macht ein Angebot<br />
und in zwei Wochen ist die Sache gelaufen. Das ist bei<br />
einem CT noch nie vorgekommen. Dort müssen zunächst<br />
viele Fragen beantwortet werden wie zum Beispiel:<br />
„Für welche Bauteile kann man es verwenden?“<br />
Selbst Kunden, die schon CTs im Einsatz haben, müssen<br />
wir immer wieder neu abholen. Die möchten zum Beispiel<br />
wissen, was sich in den vergangenen vier oder fünf<br />
Jahren getan hat, seitdem sie das letzte Gerät gekauft<br />
haben.<br />
:: Was hat sich denn in den vergangenen vier oder<br />
fünf Jahren getan?<br />
Günnewig: Im Bereich der Software hat sich viel getan.<br />
Es wird nun auf Grafikkarten rekonstruiert und visualisiert.<br />
Die Kombination aus günstig gewordener Hardware<br />
– im Verhältnis zur Leistung – und der Software,<br />
die es zum größten Teil schon viele Jahre gibt, die jetzt<br />
aber erst von der leistungsfähigen Hardware profitiert,<br />
hat zu deutlich höheren Geschwindigkeiten geführt.<br />
Schmidt: Inline ist sicher auch ein Stichwort. CT kann<br />
jetzt in den Fertigungstakt integriert werden – mit<br />
Messzeiten von wenigen Sekunden. Das liegt auch daran,<br />
dass jetzt mehr Rechenleistung verfügbar ist. Und<br />
das liegt an den Geräten, mit denen nun kurze Belichtungszeiten<br />
oder Messungen in der Bewegung möglich<br />
sind.<br />
:: Wie sieht es mit der Rückführbarkeit der Mess -<br />
ergebnisse aus? Wie ist dort der aktuelle Status?<br />
Schmidt: Die entsprechende VDI-Richtlinie – also VDI<br />
2617 Blatt 13, auch erschienen als VDI 2630 Blatt 1.3 –<br />
ist weltweit anerkannt und gibt die Möglichkeit einer<br />
Vorselektierung. So lässt sich feststellen, welche Spezifikationen<br />
die Geräte für die in dieser Richtlinie definierten<br />
Kenngrößen haben. Dann können Geräte aussortiert<br />
werden, die diese relativ einfachen Messaufgaben<br />
nicht genau genug lösen können. Daneben wird gerade<br />
an einer ISO-Norm gearbeitet. Bei dieser geht es eher<br />
um sehr komplexe Fälle mit viel Materialeinfluss.<br />
Hansen: Die VDI-Richtlinie macht die Geräte miteinander<br />
vergleichbar. Doch sie kommt aus der Welt der Koordinatenmessgeräte.<br />
Und diese beiden Welten passen eigentlich<br />
gar nicht zusammen. Dieses Problem versucht<br />
man mit der ISO-Norm greifbar zu machen. Aber das ist<br />
schwierig.<br />
Wenzel-Schinzer: Es wird versucht, zwei Dinge zusammenzuführen,<br />
die nicht zusammengehören. Es geht darum<br />
nachzuweisen, dass die CT-Geräte mit den gleichen<br />
Verfahren genauso gut funktionieren wie Koordinatenmessgeräte.<br />
Aber das entspricht nicht der realen Welt.<br />
Schmidt: Wenn es um die dimensionelle Messtechnik<br />
geht, sind wir bezüglich Rückführung bereits nah an der<br />
Koordinatenmesstechnik. Doch bei innenliegenden<br />
Merkmalen, ist die Rückführung deutlich schwieriger.<br />
:: Vielen Dank an alle für die spannende Diskussion.<br />
Hansen: Automatisierung ist ein weiteres Stichwort. Sowohl<br />
das Be- und Entladen als auch die Serienmessung<br />
am Stück können automatisiert werden.<br />
26 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong>
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<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong> 27
:: Im Fokus: CT<br />
Doppeljubiläum in diesem Jahr<br />
125 Jahre Röntgenstrahlen –<br />
auch für die Qualitätssicherung<br />
Vor 175 Jahren wurde Wilhelm Conrad Röntgen geboren und vor 125 Jahren entdeckte er die<br />
gleichnamigen Strahlen – Basis für die Qualitätssicherung per industrieller Computertomografie<br />
(CT). Das Doppeljubiläum wird in diesem Jahr in Remscheid und Würzburg gefeiert.<br />
Remscheid ist der Geburtsort von Röntgen und in Würzburg entdeckte er die Strahlung.<br />
Vom Nano-Bereich zur Analyse von Partikelver -<br />
teilungen bis zur Strahlung auf ganze Erdblöcke<br />
für archäologische Zwecke: Am Forschungsinstitut<br />
Edelmetalle und Metallchemie (FEM) in<br />
Schwäbisch-Gmünd werden mit 3D-Röntgen-<br />
Computertomographie verschiedenste Stoffe<br />
durchleuchtet Bild: FEM<br />
Der Autor<br />
Alexander Knebel<br />
Pressesprecher<br />
Deutsche Industrieforschungsgemeinschaft<br />
Konrad Zuse<br />
www.zuse-gemeinschaft.de<br />
Die elektromagnetischen Wellen, die nach<br />
ihrem Erfinder benannt wurden, sind heute<br />
nicht nur Standard in der Medizin, sondern<br />
auch um Produkte und Materialien auf Herz<br />
und Nieren zu prüfen. Ob Tests an High-<br />
Tech-Kunststoffen für Fahrzeuge, die Analyse<br />
von Kristallgittern in Metall-Legierungen<br />
oder die Prüfung von Werkzeugen: Das<br />
Durchleuchten mit Röntgenstrahlen ist für<br />
Qualitätssicherung und Entwicklung ein unverzichtbares<br />
Werkzeug. Je nach Einsatzgebiet<br />
kommen in der Industrieforschung dafür<br />
verschiedene Methoden zum Einsatz.<br />
Während beim klassischen Röntgen zum<br />
Beispiel Knochen aus zwei Richtungen oder<br />
Ebenen aufgenommen werden, bedient<br />
man sich in der Industrieforschung anderer<br />
Methoden wie der auch in der Medizin gebräuchlichen<br />
CT, bei der durch Hunderte<br />
Aufnahmen aus verschiedensten Richtungen<br />
ein dreidimensionales Bild entsteht. So<br />
werden zum Beispiel Lufteinschlüsse in Metallen<br />
oder Kunststoffen sichtbar.<br />
„Mit dem Röntgen CT können wir unter<br />
anderem die Ausrichtung von Glasfasern in<br />
Verbundwerkstoffen veranschaulichen, was<br />
wiederum Rückschlüsse auf Eigenschaften<br />
wie die Stabilität von Materialien und Fügeverbindungen<br />
zulässt“, erklärt Heinrich<br />
Leicht, CT-Experte am Kunststoff- Zentrum<br />
in Würzburg (SKZ), das zur Deutschen Industrieforschungsgemeinschaft<br />
Konrad Zuse<br />
e.V. gehört. „Durch den Materialkontrast<br />
in den CT-Aufnahmen können Fasern im Volumengut<br />
dargestellt werden. Algorithmen<br />
unterstützen uns bei der Quantifizierung<br />
und Visualisierung der Faserausrichtung,<br />
beispielsweise in Falschfarbendarstellungen“,<br />
so Leicht. Die dadurch gewonnenen Erkenntnisse<br />
liefern wertvolle Informationen<br />
zum Beispiel für die Fahrzeug- oder für die<br />
Bauindustrie, wo Kunststoffe, häufig im Verbund<br />
etwa mit Glasfaser, ein wichtiger<br />
Werkstoff sind.<br />
Röntgen-Diffraktometrie<br />
zeigt Atomstruktur von Stoffen<br />
Während das Röntgen-CT den unterschiedlichen<br />
Aufbau von Elementen im Atomkern,<br />
so die dortige Anzahl von Protonen nutzt,<br />
um eine Darstellung von Strukturen zu ermöglichen,<br />
lässt die Röntgen-Diffraktometrie<br />
sogar die Atomstruktur von Stoffen zu<br />
Tage treten. Beide Technologien nutzt das<br />
Forschungsinstitut Edelmetalle und Metallchemie<br />
(FEM) in Schwäbisch-Gmünd, das<br />
ebenfalls zur Zuse-Gemeinschaft zählt.<br />
„Man macht sich in der Röntgen-Diffraktometrie<br />
zunutze, dass Röntgenstrahlen an<br />
mit Atomen dicht gepackten Ebenen abgelenkt<br />
oder, fachsprachlich gesagt, gebeugt<br />
werden“, erläutert FEM-Experte Dr. Andreas<br />
Richter.<br />
Mit Hilfe der Röntgen-Diffraktometrie<br />
lässt sich die Anordnung der Atome in einer<br />
Kristallstruktur bestimmen, was für die Forschung<br />
Informationen über mögliche technische<br />
Anwendungen liefert. Beispiel Kohlenstoff:<br />
Als Diamant gehört er zu den här-<br />
28 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong>
Die Röntgen-CT-Aufnahme eines Kunststoffs bildet die Ausrichtung von Glasfasern<br />
ab. Der rot gefärbte Bereich zeigt, wie unterschiedlich diese Ausrichtung im Bereich<br />
einer Schweißnaht im Vergleich zum ursprünglichen Material ist Bild: SKZ<br />
testen bekannten Stoffen, hingegen ist er<br />
als Graphit ein gern genutztes Schmiermittel.<br />
Natürlich sind die Unterschiede in der<br />
Kristallstruktur nicht immer so offensichtlich<br />
wie beim Kohlenstoff. „Das gilt für viele<br />
Metalle und ihre Verbindungen, so für das<br />
wirtschaftlich sehr wichtige Aluminiumoxid<br />
mit seiner – je nach Kristallstruktur – sehr<br />
hohen Verschleißbeständigkeit“, so Richter.<br />
Der atomare Aufbau der Verbindungen ist<br />
oft entscheidend für ihre Eignung als Oberflächenmaterial<br />
in High-Tech-Anwendungen<br />
wie beispielsweise in der Elektro- oder<br />
Fahrzeugindustrie. „Am FEM forschen wir<br />
damit zum Beispiel an neuen Beschichtungen<br />
für effizientere Brennstoffzellen, an Fassaden<br />
zum Stickstoffabbau oder untersuchen<br />
Reaktionen im Inneren von Batterien“,<br />
erläutert Richter.<br />
Röntgenstrahlen sind ein Segen für Sägen<br />
Wie sich Röntgen-Strahlung gezielt im Maschinen-<br />
und Werkzeugbau einsetzen lässt,<br />
macht die Forschungsgemeinschaft Werkzeuge<br />
und Werkstoffe (FGW) aus Remscheid,<br />
ebenfalls Mitglied der Zuse-Gemein-<br />
schaft, vor. Beispiel Kreissäge: „Bei der Herstellung<br />
guter Sägeblätter kommt viel auf<br />
das richtige Einbringen von Zug- und Druckspannung<br />
an. Erst die richtigen Spannungen<br />
lassen das Werkzeug ruhig und rund<br />
laufen“, erläutert FGW-Abteilungsleiter Dr.<br />
Christian Pelshenke. Sein Forschungsteam<br />
misst solche Spannungen indem es Röntgen-Licht<br />
in die Metall-Werkzeuge eindringen<br />
lässt und das Verhalten der Strahlen<br />
misst. Heraus kommt ein Kurvendiagramm<br />
am Monitor, aus dem sich Aussagen über<br />
die dynamischen Eigenschaften von Bauteilen<br />
ableiten lassen. „Röntgenstrahlen sind<br />
ein Segen für Sägen“, sagt Pelshenke.<br />
In seiner Freizeit arbeitet der Physiker ehrenamtlich<br />
im Deutschen Röntgen Museum<br />
in Remscheid-Lennep, wo Röntgen vor 175<br />
Jahren geboren wurde. In Remscheid und in<br />
Würzburg als Wirkungsstätte von Röntgen<br />
ist die Zuse-Gemeinschaft an zwei zentralen<br />
Standorten des Jubiläumsjahres mit Forschungseinrichtungen<br />
zu Hause. Am Kunststoff-Zentrum<br />
in Würzburg (SKZ) stehen<br />
Röntgen und andere Verfahren zum Durchleuchten<br />
Ende September 2020 im Mittelpunkt<br />
des diesjährigen Zuse-Tag Regional. ■<br />
<br />
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Röntgen lebt – dank optischer Messtechnik<br />
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Für das Röntgen-Museum haben der Remscheider Messtechnik-Dienstleister<br />
Klostermann und Excit3D eine Virtual-Reality-Anwendung geschaffen, bei der sie<br />
Wilhelm Conrad Röntgen zum Leben erweckt haben: Mit einem Streifenlichtprojektor<br />
von GOM hat Klostermann eine Büste des Physikers digitalisiert. „Das System ist mobil,<br />
so konnten wir die Büste vor Ort im Museum scannen. CT ist leider nicht geeignet,<br />
da die Büste aus Bronze und somit schwer zu durchstrahlen ist. Die Datenqualität<br />
wäre hier deutlich schlechter“, sagt Geschäftsführer Christian Klostermann. Auf Basis<br />
der Messdaten hat Excit3D mit einer Augmented-Reality-Lösung eine virtuelle<br />
Animation von Röntgen entwickelt. Im Röntgen-Museum wird Röntgen so einem<br />
60 bis 80 s langen Film über sein Leben und seine Erfindung berichten. Außerdem<br />
kann er durch die Kamera im Smartphone betrachtet im Raum auftauchen.<br />
<br />
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<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong> 29
Hier ist eine CT-Anlage zur Prüfung<br />
von Automobilbauteilen direkt in<br />
die Produktionslinie integriert.<br />
Ein Roboter fördert immer zwei<br />
Bauteile in die Prüfkammer.<br />
Dort werden dann mittels CT<br />
umfangreiche Analysen durchgeführt.<br />
So hilft die Technology dabei,<br />
E-Mobility sicherer zu gestalten<br />
Bild: Visiconsult<br />
Industrie 4.0 eröffnet der zerstörungsfreien Prüfung neue Chancen<br />
Computertomografie wird zum<br />
Sensor in der digitalen Fabrik<br />
Die Digitalisierung der Produktion hat Auswirkungen auf die zerstörungsfreie Prüfung mittels<br />
Computertomografie (CT): Inline-Systeme sind gefragt, gepaart mit Robotik, Simulation, künstlicher<br />
Intelligenz (KI), Big Data und Cloud-Computing. Doch das große Potenzial für den Produktionsprozess<br />
wird man nur heben, wenn man CT als Sensor zur Prozessüberwachung betrachtet.<br />
Der Autor<br />
Lennart Schulenburg<br />
Commercial Director<br />
Visiconsult<br />
www.visiconsult.de<br />
Industrie 4.0 bedeutet in der Welt der zerstörungsfreien<br />
Prüfung, dass Röntgen und CT-Systeme direkt in die Fertigungslinie<br />
integriert werden. Diese Inline-Systeme<br />
sind anpassungsfähig und ermöglichen den Einsatz<br />
schon bei kleinen Losgrößen. Defekte werden automatisch<br />
erkannt und mit den Prüfkriterien verglichen. Die<br />
CT wird zudem zur dreidimensionalen Rekonstruktion<br />
von Objekten und zur Durchführung komplexer Analysen<br />
eingesetzt.<br />
Zusammen mit der Inline-Qualitätssicherung kann<br />
Robotik und der Einsatz von Simulationen unterstützen,<br />
um sich wiederholende Handhabungsaufgaben zu automatisieren.<br />
Dies ermöglicht einen höheren Durchsatz,<br />
geringere Inspektionskosten und eine höhere Prozesssicherheit.<br />
Dabei können auch mehrere Roboter zusammen<br />
arbeiten und sich die Aufgaben der Teilehandhabung<br />
und -prüfung teilen. So wird die Zykluszeit von<br />
mehreren Stunden auf wenige Minuten reduziert. Für<br />
die Inspektion eines Teils scannt der Bediener nur einen<br />
Barcode und das System lädt automatisch die entsprechenden<br />
Parameter und Teilehalter. Alle Bilder werden<br />
unter der Seriennummer archiviert und die vollständige<br />
Rückverfolgbarkeit ist gegeben. Die Bildqualität wird<br />
immer überwacht, da das System automatische Langzeit-Leistungsbewertungen<br />
gemäß anerkannter Prüfnormen<br />
durchführt. Neue Programme können offline<br />
programmiert werden – einschließlich der Option, ein<br />
CAD/CAM-Simulationswerkzeug zu verwenden, sodass<br />
das System zu 100 % für die Produktion genutzt werden<br />
kann und nicht für technische Zwecke abgeschaltet<br />
werden muss, wodurch die Systemauslastung und der<br />
Durchsatz deutlich steigen. Um den Prozess weiter zu<br />
optimieren, können Techniker die Röntgenbilder digital<br />
simulieren, bevor das Teil überhaupt in das System geladen<br />
wird. Dies ermöglicht eine einfache Überprüfung<br />
der Prüfbarkeit des Teils und der Bediener kann die richtigen<br />
Röntgenparameter sehr früh im Prozess festlegen.<br />
Weitere Schwerpunkte von Industrie 4.0 sind KI und<br />
Big Data. Diese Konzepte werden zum Beispiel als Automatisierte<br />
Fehlererkennung (ADR) in der Radiographie<br />
realisiert. Defekte wie Porositäten, Risse oder Einschlüsse<br />
werden automatisch erkannt, gemessen und anhand<br />
der Prüfkriterien bewertet. Hier ist es oft sinnvoll – bevor<br />
ein Prozess vollständig automatisiert wird – zuerst<br />
eine Strategie der assistierenden Fehlererkennung anzuwenden,<br />
bei der eine KI-Implementierung den<br />
menschlichen Bediener durch Gegenprüfung oder Unterstützung<br />
des Entscheidungsprozesses unterstützt.<br />
Dieser Ansatz wird in der IT als Supervised Learning bezeichnet<br />
und ermöglicht ein schnelles Training des zu-<br />
30 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong>
Im Fokus: CT ::<br />
grunde liegenden KI-Algorithmus. Sobald genügend Daten<br />
gesammelt sind, die mit den Entscheidungen des<br />
Bedieners korreliert werden können, kann die KI-Software<br />
den erforderlichen Nachweis für die Qualifizierung<br />
des ADR-Systems mit Hilfe von Wahrscheinlichkeitsermittlungsmethoden<br />
erstellen. Mit zunehmender<br />
Rechenleistung zeigt die KI ihre Leistungsfähigkeit.<br />
Durch das Erfassen großer Mengen an digitalen<br />
Röntgenaufnahmen und deren Berechnung in 3D-Modellen<br />
können wir Informationen über Teile gewinnen,<br />
wie noch nie zuvor. Auch ist es möglich, fortgeschrittene<br />
Analysen durchzuführen, wie zum Beispiel Soll-Ist-Vergleiche,<br />
Porositätsanalysen und Messaufgaben.<br />
Bei der Produktion dreht sich derzeit alles um den digitalen<br />
Zwilling. Dabei wird oft verkannt, dass die CT<br />
den perfekten digitalen Zwilling liefern kann. Man stelle<br />
sich die Möglichkeiten vor, wenn man die Ist-Daten<br />
statt nur die CAD Daten eine Bauteils mit den heutzutage<br />
umfangreichen Simulationsmöglichkeiten (z.B. FEM)<br />
kombinieren kann. Dies ist ein Paradigmenwechsel für<br />
die Industrie: Die zerstörungsfreie Prüfung wandelt sich<br />
von einem reinen Qualitätssicherungsschritt zu einem<br />
vollwertigen industriellen Sensor im Fertigungsprozess.<br />
Ein CT-System ist der Sensor mit hohem Potenzial, Informationen<br />
über ein Produkt und die Prozesse im Unternehmen<br />
zu liefern.<br />
Sobald wir aufhören, Röntgenbilder nur als Input für<br />
die Qualitätssicherung zu betrachten, beginnen wir, die<br />
nächste Ebene des Werts dieser Daten zu sehen. Dies<br />
gilt sowohl für zwei- als auch für dreidimensionale Bilder.<br />
Wir müssen uns also fragen, was wir noch von den<br />
Hunderten und Tausenden von Bildern lernen können,<br />
die wir mittels CT erzeugen. Man stelle sich vor, was ein<br />
Produktionsprozess von subtilen Veränderungen in diesen<br />
Bildern lernen kann, die bei Qualitätsprüfungen<br />
meist unbemerkt bleiben. Die Aussagekraft dieser Information<br />
lässt sich verstärken, indem man die kleinen Abweichungen<br />
mit den Daten korreliert, die aus anderen<br />
Prozessparametern gewonnen werden, die zur Herstellung<br />
desselben Teils verwendet werden. Die Möglichkeiten<br />
sind enorm – nicht nur in Bezug auf die Qualität,<br />
sondern auch auf Prozessverbesserung und -kontrolle.<br />
Diese Entwicklung wird die Bedeutung der zerstörungsfreien<br />
Prüfung noch weiter erhöhen. Es ist wichtig, die<br />
Qualität zu bewerten und Informationen darüber zu liefern,<br />
ob ein Teil akzeptabel ist oder nicht. Noch wertvoller<br />
wäre es, auch Informationen darüber zu liefern, wie<br />
sich Ausschuss in Zukunft vermeiden lässt. Dies ist ein<br />
Mehrwert, der die zerstörungsfreie Prüfung künftig auf<br />
die Landkarte der wichtigsten Prozesse eines Unternehmens<br />
setzt.<br />
Weitere wichtige Punkte im Kontext von Industrie<br />
4.0 sind Cloud Computing und Systemintegration. Damit<br />
ist es möglich, fast alles miteinander zu verbinden –<br />
Systeme zu Remote-Viewern, Systeme zu anderen angeschlossenen<br />
Systemen, Systeme in verschiedenen Fabriken<br />
und sogar komplette angeschlossene Fabriken rund<br />
um den Globus. Standardisierte Schnittstellen zur Maschinenkommunikation<br />
wie OPC UA ermöglichen die Interaktion<br />
von Systemen.<br />
Wenn das CT mit der Gussmaschine kommuniziert<br />
Ein Beispiel, wie Industrie 4.0 mit CT funktionieren kann,<br />
ist eine Gießerei, die alle 20 s ein Aluminiumgussteil<br />
herstellt. Manchmal geraten die Prozessparameter außer<br />
Kontrolle und es werden Teile mit Fehlern wie etwa<br />
Porositäten hergestellt. Das Unternehmen führt digitale<br />
CT durch, um zu verhindern, dass diese Teile ausgeliefert<br />
werden. In der Vergangenheit war die Röntgenprüfung<br />
am Ende der Linie mit einer erheblichen Verzögerung<br />
von Stunden und manchmal sogar Tagen zwischen<br />
Guss und Prüfung. Indem der Hersteller diese beiden<br />
Aufgaben viel näher zusammenrücken lässt, hat er zwei<br />
Vorteile: Es werden weniger Wertschöpfungsschritte an<br />
fehlerhaften Teilen durchgeführt, und – was noch wichtiger<br />
ist – das Röntgensystem kann mit der Gussmaschine<br />
kommunizieren, um vor steigenden Ausschussraten<br />
zu „warnen“ oder besser noch direkt mit dem entsprechenden<br />
Prozess kommunizieren, um eine automatische<br />
Korrektur zu ermöglichen. Auf diese Weise kann<br />
der Gießprozess korrigiert werden, um wieder die gewünschte<br />
Qualität zu erreichen.<br />
Alle Maßnahmen versprechen Effizienzsteigerungen,<br />
aber der Effekt wird noch verstärkt, wenn sie zusammen<br />
durchgeführt werden. Nehmen wir an, dass das erwähnte<br />
Robotersystem in den Fabriken A und B installiert<br />
ist und dass dort ein Mangel an qualifiziertem QS-<br />
Personal besteht. Daher beschließt die Firma, alle Bilder<br />
in die Fabrik C, ihr Kompetenzzentrum für zerstörungsfreie<br />
Prüfung, zu übertragen. Die Bildinterpretation wird<br />
zentral für alle Standorte durchgeführt. Gleichzeitig<br />
wird sichergestellt, dass es eine Grundlinie für die Inspektionsqualität<br />
gibt. Alle Daten werden in einem lokalen<br />
Rechenzentrum archiviert und im Hintergrund<br />
wird ständig eine KI geschult. Je intelligenter das System<br />
ist, desto mehr Hilfe erhalten die Inspektoren, was<br />
die Qualität der Bildauswertung weiter verbessert. ■<br />
Informationen, wie sich Ausschuss vermeiden lässt<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong> 31
:: Im Fokus: CT<br />
CT hilft bei der Pflanzenzüchtung<br />
Eine auf Computertomografie (CT) basierende Analysemethode haben<br />
Wissenschaftler der Universität von Adelaide/Australien zusammen mit dem<br />
Entwicklungszentrum Röntgentechnik EZRT des Fraunhofer-Instituts für Integrierte<br />
Schaltungen IIS entwickelt. Dies erfolgte im Rahmen einer Studie, um große Mengen<br />
von Weizenähren auf Trockenheits- und Hitzetoleranz zu untersuchen.<br />
Durch die Methode soll eine genauere und viel schnellere Analyse<br />
der Weizenähren möglich sein und damit der Züchtungsprozess für<br />
Pflanzen beschleunigt werden, die besser an den Klimawandel angepasst<br />
sind. Weiterhin wird sich den Forschenden auch die Chance<br />
bieten, einige Getreidemerkmale automatisch zu analysieren, bei<br />
denen dies manuell bisher nur schwer oder gar nicht möglich war.<br />
„Dieses System ermöglicht nicht nur eine viel genauere, sondern<br />
auch eine schnellere Lösung zur Bestimmung selbst kleinster Unterschiede<br />
in den Korneigenschaften“, sagt Dr. Jessica Schmidt von der<br />
Universität Adelaide. Dadurch könne man eine viel größere Anzahl<br />
von genetisch unterschiedlichen Pflanzen vergleichen.<br />
Laut Dr. Bettina Berger, wissenschaftliche Direktorin der Zweigstelle<br />
der Australian Plant Phenomics Facility in Adelaide, ist es<br />
„wichtig, dass diese Methode automatisiert werden kann – so können<br />
wir mit hoher Auflösung hunderttausend Weizenähren in nur<br />
wenigen Monaten messen. Das bedeutet, dass wir in der Lage sein<br />
werden, das Getreide aus großangelegten genetischen Studien und<br />
Zuchtprogrammen zu analysieren, bei denen jedes Jahr Hunderttausende<br />
von Getreideköpfen bewertet werden müssen.“<br />
Forscherin Joelle Claussen vom Fraunhofer IIS bestätigt: „Die CT<br />
ist eine gut etablierte Technik, aber die Versuche, sie für die Phäno-<br />
Ein eingefärbtes 3D-Rendering eines CT-Datensatzes einer Weizenähre: Mit einer<br />
neuen Analysemethode, die auf CT basiert, sind Forschende in der Lage, auch<br />
große Mengen von Weizen auf Trockenheits- und Hitzetoleranz zu untersuchen<br />
Bild: Fraunhofer IIS<br />
typisierung von Pflanzen anzupassen, hatte einige technische Herausforderungen<br />
zur Folge. Wir konnten ein System entwickeln, das<br />
ein viel schnelleres Scannen sowie die Rekonstruktion der morphologischen<br />
Veränderungen ermöglicht, die für Weizen unter Stress<br />
charakteristisch sind. Es ist ein robustes, schnelles und genaues System<br />
zur Bewertung von Sorten im Hinblick auf einen verbesserten<br />
Ertrag und eine verbesserte Klimaresistenz.“<br />
■<br />
Computertomografie<br />
Mieten statt kaufen –<br />
mit mobilem System<br />
Um bei der Prüfung größerer<br />
Stichproben Verzögerungen zu<br />
vermeiden, entwickelt Microvista<br />
ein flexibles, mobiles CT-System.<br />
Es soll ab Ende 2020 zu<br />
mieten sein. Der CT ist in einem<br />
Standard High Cube 40 Fuß<br />
Container integriert und führt<br />
neben (Serien-)Scans auch die<br />
Qualitätsbewertung vollautomatisch<br />
aus. Dazu bindet die<br />
Bewertungssoftware Methoden<br />
der künstlichen Intelligenz ein.<br />
Bei einem neu etablierten Produktionsprozess<br />
kann die Bauteiluntersuchung<br />
mithilfe des<br />
mobilen CT-Systems schnell und<br />
günstig durchgeführt werden,<br />
bis die Produktion die geforderten<br />
Qualitätsparameter erfüllt.<br />
Zudem lässt sich die Konformität<br />
für jedes Teil nachweisen. ■<br />
Für additiv gefertigte Teile<br />
Sicher und wiederholgenau gehalten<br />
Mit einer modularen Lösung von DK Fixiersysteme<br />
lassen sich additiv gefertigte<br />
Bauteile im CT einfach, schnell, sicher,<br />
nachjustierbar und wiederholgenau in<br />
einer idealen Scan-Position halten. Die Lösung<br />
besteht aus Basis-, Struktur-, Spannund<br />
Spannzwischenelementen. Die Basis-,<br />
Struktur- und Spannelemente generieren<br />
sich aus den umfangreichen und<br />
langjährig erprobten Modulsystemen<br />
des Unternehmens für<br />
die optische und taktile Messtechnik.<br />
Neu sind die Spannzwischenelemente,<br />
welche als Volloder<br />
Hybridelemente komplett oder aber<br />
nur im Kontaktbereich röntgentransparent<br />
relativ zum Prüfteil sind. Dadurch wird der<br />
Prüfling im Scan vollständig, aber ohne ein<br />
Fixierelement erfasst, obwohl er mit diesem<br />
in direktem Kontakt ist, da es ihn ja mechanisch<br />
in Position hält.<br />
■<br />
32 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong>
Von CAQ- bis zu Integrierten<br />
Management-Systemen – Software<br />
ist das grundlegende<br />
Werkzeug für das Qualitätsmanagement.<br />
Die Lösungen legen<br />
die Basis, um alle Mitarbeiter<br />
mit den relevanten Informationen<br />
zu versorgen.<br />
SPECIAL<br />
Software<br />
Inhalt<br />
34 Software-Trends<br />
Digitalisierung und<br />
Vernetzung treiben die<br />
Entwicklung an<br />
38 Gelebtes QM<br />
Social-Media-Ideen<br />
fördern die Motivation<br />
40 Cloud Computing<br />
Maschinenbauer optimiert<br />
mit QM-Software sein<br />
Lieferantenmanagement<br />
42 Branchennews<br />
Produkt-Highlights aus<br />
der Software-Welt<br />
Ein anwenderfreundliches Gesamtkonzept der Software<br />
und innovative QM-Maßnahmen sorgen für Akzeptanz des<br />
Management-Systems bei allen Mitarbeitern<br />
Bild: Consense<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong> 33
:: Special Software<br />
Unternehmen brauchen<br />
moderne Software-Lösungen<br />
für ihr Qualitätsmanagement,<br />
die in der<br />
Cloud stets auf dem aktuellen<br />
Stand ist<br />
Bild: metelsyk25/stock.adobe.com<br />
Software-Trends<br />
Über Firmengrenzen hinweg<br />
Qualitätsmanagement funktioniert zunehmend abteilungs- und unternehmensübergreifend.<br />
Das hat Einfluss auf die eingesetzte Software. Die Cloud macht die Lösungen zentral für alle<br />
relevanten Nutzer verfügbar. Und die Anbieter statten ihre Produkte mit zusätzlichen Funktionen<br />
wie etwa für das Lieferantenmanagement aus.<br />
Der Autor<br />
Markus Strehlitz<br />
Redaktion<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong><br />
Der Shutdown aufgrund von Corona hat zwar viele Teile<br />
des öffentlichen Lebens und der Wirtschaft zunächst<br />
lahm gelegt. Doch die Veränderungsprozesse, die vor<br />
der Krise aktiv waren, gehen weiter. Das gilt vor allem<br />
für die Digitalisierung.<br />
Deren Geschwindigkeit könnte sich möglicherweise<br />
sogar noch erhöhen, glaubt Lutz Krämer, Bereichsleiter<br />
Produkte bei Babtec. „Viele bisherige Geschäftsmodelle<br />
sind in Frage gestellt, Veränderungen sind an der Tagesordnung“,<br />
sagt Krämer. „Vermutlich gilt in Zukunft noch<br />
mehr das Motto: Was digitalisiert werden kann, wird digitalisiert.“<br />
Das bezieht sich auch auf das Qualitätsmanagement.<br />
Der Grad der Digitalisierung hänge hier aber<br />
nicht allein vom Einsatz moderner Technologie ab, so<br />
Krämer. Entscheidend sei es, in den relevanten Handlungsfeldern<br />
das Qualitätsmanagement mit den Möglichkeiten<br />
der Digitalisierung neu zu denken. „Sind diese<br />
aus Sicht des jeweiligen Unternehmens identifiziert,<br />
kann Software bei der Umsetzung der Lösung erfolgreich<br />
helfen.“<br />
Nach Meinung von Alexander Künzer aus der Geschäftsführung<br />
von Consense gibt Software sogar die<br />
Antworten auf die entscheidenden Fragen in Sachen Digitalisierung.<br />
Für die Frage „Wie digital ist meine Kommunikation?“<br />
stünden Qualitäts- und Integrierte Managementsysteme<br />
bereit, die Tätigkeiten digital erfassen<br />
und mit denen sich die Zusammenarbeit von Mitarbeitern<br />
unterstützen lässt. Und wer sich mit der Digitalisierung<br />
seiner Prozesse beschäftigt, dem können etwa<br />
Software-Systeme weiterhelfen, mit denen sich eine<br />
elektronische Vorgabedokumentation umsetzen lässt.<br />
Jüngere Mitarbeiter haben andere Anforderungen<br />
Die Digitalisierung wird auch durch die Altersstruktur<br />
der Nutzer vorangetrieben. „Der heutige Qualitätsmanagement-Beauftragte<br />
ist deutlich jünger als noch vor<br />
einigen Jahren“, sagt Künzer. Und dort, wo zunehmend<br />
junge Menschen in den Unternehmen arbeiten, die mit<br />
der Digitalisierung groß geworden sind, werde ganz<br />
selbstverständlich damit umgegangen und anders gearbeitet.<br />
„Jüngere Mitarbeiter haben andere Anforderungen.<br />
Sie sind gewohnt, von überall Zugang zu ihren<br />
wichtigsten Informationen zu erhalten und erwarten<br />
das auch im Job.“<br />
Auch auf die Frage „Wie digital ist meine Infrastruktur?“<br />
gibt es laut Künzer eine Antwort. Und die lautet:<br />
34 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong>
die Cloud. Sein Unternehmen habe dafür die Weblösung<br />
Consense Portal im Angebot. „Die Unternehmen<br />
digitalisieren mit uns ihre Infrastruktur, mieten Leistung<br />
und Service und erhalten ihre Managementsysteme aus<br />
der Cloud“, so der Geschäftsführer.<br />
Consense ist nicht der einziger Anbieter, der Software<br />
aus der Wolke bereit stellt. Auch die anderen Hersteller<br />
setzen zunehmend auf das flexible IT-Konzept.<br />
So hat etwa Plato seine Plattform E1ns in die Cloud<br />
gehoben. Sein Unternehmen stelle damit die Weichen<br />
für den digitalen Wandel im <strong>Engineering</strong> und biete dank<br />
der tiefen Methodenintegration bereits im Vorfeld ein<br />
Höchstmaß an Produktqualität, meint Andreas Großmann,<br />
CEO von Plato.<br />
Bislang sei die Plattform in der Regel Mittel- bis<br />
Großunternehmen vorbehalten gewesen. „Mit der Multi-Tenant-E1ns-Cloud<br />
wenden wir uns nun auch an Interessenten,<br />
die keine eigene IT beziehungsweise IT-Administratoren<br />
haben“, erklärt Großmann. Der Leistungsumfang<br />
lasse sich den individuellen Bedürfnissen und<br />
Budgets der Firmen flexibel anpassen. „So haben Mitarbeiter<br />
wie etwa FMEA-Anwender die Möglichkeit, nur<br />
die Module zu buchen, die sie auch tatsächlich benötigen<br />
– ohne Installationsaufwand, IT-Kenntnisse und Lizenzgebühren.“<br />
Cloud-Dienste werden ausgebaut<br />
Auch nach Meinung von Professor Norbert Böhme spielen<br />
Cloud-Nutzung und Web-Fähigkeit von Software eine<br />
zunehmend wichtigere Rolle. Mit dem Release 15 der<br />
CAQ-Software CASQ-it biete sein Unternehmen entsprechende<br />
Möglichkeiten, so der geschäftsführender<br />
Gesellschafter von Böhme & Weihs.<br />
Diese Themen stehen auch im Mittelpunkt der weiteren<br />
Strategie des Software-Herstellers. „In Zukunft<br />
werden wir natürlich dem steigenden Bedarf an Vernetzung<br />
von Unternehmen Rechnung tragen und die Web-<br />
Fähigkeit unserer CAQ- und MES-Lösungen weiter ausbauen,<br />
um die Qualitätssicherung entlang globaler<br />
Wertschöpfungsketten sicherzustellen“, so Böhme. „In<br />
diesem Zusammenhang werden wir auch die Nutzungsmöglichkeiten<br />
für Cloud-Dienste und Softwareas-a-Service-Lizenzmodelle<br />
weiter ausbauen.“<br />
Besonderes Augenmerk legt sein Unternehmen dabei<br />
auch auf den Aspekt Security. „Unser mehrstufiges,<br />
tief in den Programmcode integriertes Sicherheitssystem<br />
sichert dabei mit Multifaktor-Authentifizierung<br />
CASQ-it effektiv gegen unberechtigte Zugriffe ab.“<br />
Böhme spricht im Zusammenhang mit Cloud Computing<br />
nicht zufällig von den globalen Wertschöpfungsketten.<br />
Denn die Cloud wird von den Softwerkern als Basis<br />
für die Zusammenarbeit über Firmengrenzen hinweg<br />
gesehen. „Aktuell erleben wir den schrittweisen<br />
Ausbau der globalen Vernetzung“, so Böhme. Die Unternehmen<br />
wollten bei der Qualitätssteuerung direkt mit<br />
Ihren Geschäftspartnern zusammenarbeiten. Das setze<br />
voraus, dass Lieferanten und Kunden in die eigenen Prozesse<br />
mit eingebunden werden könnten. „Das kann<br />
zum Beispiel sein, dass der Lieferant seine Warenausgangsprüfung<br />
direkt im CAQ-System seines Kunden als<br />
Wareneingangsprüfung durchführt und seine Reklamationen<br />
direkt im Reklamationssystem seines Kunden bearbeitet.“<br />
Mit Software aus der Cloud lässt sich diese Vernetzung<br />
realisieren. „Damit ermöglichen Unternehmen ihren<br />
Geschäftspartnern den abgesicherten Zugriff auf einen<br />
Teil ihrer Qualitätsprozesse, ohne die CAQ-Software<br />
selbst bei sich installiert haben zu müssen“, erklärt Böhme.<br />
„Man gewährt seinem Lieferpartner nur noch einen<br />
Zugangslink mit besonders eingeschränkten Zugriffsrechten.“<br />
Supply-Chain-Netzwerk rückt in den Fokus<br />
Die Software-Anbieter nehmen die Lieferkette ins Visier.<br />
„Das Qualitätsmanagement hat sich traditionell auf die<br />
interne Prozesssteuerung und -verbesserung – also auf<br />
die Verbesserung innerhalb der Organisation – konzentriert.<br />
Zunehmend rückt jedoch die Systemsicht auf das<br />
Supply-Chain-Netzwerk in den Fokus“, berichtet Stefan<br />
Weber aus der Geschäftsleitung von iqs.<br />
Vermutlich gelte in<br />
Zukunft noch mehr das<br />
Motto: Was digitalisiert<br />
werden kann, wird<br />
digitalisiert, sagt Lutz<br />
Krämer von Babtec<br />
Bild: Babtec<br />
Mit Software aus der<br />
Cloud ließen sich auf<br />
Firmen erreichen, die<br />
keine eigene IT haben,<br />
sagt Andreas Großmann<br />
von Plato Bild: Plato<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong> 35
:: Special Software<br />
Professor Norbert Böhme<br />
von Böhme & Weihs<br />
sieht die Verknüpfung<br />
von CAQ und MES als<br />
eine der größten Herausforderungen<br />
im Qualitätsmanagement<br />
Bild: Böhme & Weihs<br />
Das Ausmaß des digitalen Wandels zeige sich auch in<br />
der Lieferkette. Mit der Weiterentwicklung zur digitalen<br />
Supply Chain wird laut Weber deutlich, dass die Veränderungen<br />
der heutigen Märkte bis zum Lieferanten reichen.<br />
Alle Prozesse in der Lieferkette müssten von Beginn<br />
an für einen gelungenen Qualitätsregelkreis an die<br />
aktuelle Informationslandschaft angepasst werden.<br />
„Um dieser Herausforderung gerecht zu werden und<br />
den notwendigen Veränderungsprozess zu bewältigen,<br />
müssen deshalb nicht nur die Qualitätsprozesse, sondern<br />
vor allem auch die Kommunikation zwischen Kunde<br />
und Lieferanten durchgängig digitalisiert werden.“<br />
Laut Weber sieht iqs seine Aufgabe darin, die Unternehmen<br />
dabei zu unterstützen, die Qualitätsprozesse<br />
der gesamten Lieferkette intensiver zu verzahnen. Dazu<br />
werde die spezielle Lösung Supply Chain <strong>Quality</strong> Center<br />
ständig weiter entwickelt. Sie stellt laut Weber ein zentrales<br />
Instrument dar, das gezielt auf die Bedürfnisse<br />
der Zusammenarbeit zwischen Kunden und Lieferant<br />
abgestimmt ist. Auch sie ist als Web-Lösung verfügbar.<br />
Babtec hat bereits sehr früh das Lieferantenmanagement<br />
in die Qualitätsstrategie miteinbezogen. Mit dem<br />
Qube bietet der Software-Hersteller schon seit längerem<br />
eine cloud-basierte Plattform für „eine gemeinsame<br />
unternehmensübergreifende Qualität“, wie es Krämer<br />
formuliert.<br />
Der Aufbau stabiler Liefernetze sei elementar, um<br />
auch in der Zukunft erfolgreich agieren zu können. Und<br />
die Normenanforderung, Lieferanten systematisch auszuwählen<br />
und zu entwickeln, werde zu einem entscheidenden<br />
Wettbewerbsvorteil.<br />
Moderne Software kann dafür laut Krämer einen wirkungsvollen<br />
Beitrag leisten. „Zum Beispiel unterstützt<br />
ein transparentes Lieferanten-Onboarding – mithilfe<br />
partnerschaftlich eingesetzter Tools wie Audit, Aufgabenmanagement,<br />
Erstbemusterung und Dokumentenbereitstellung<br />
– die Beteiligten auf allen Seiten“, erklärt<br />
der Experte. „Anstatt Qualität nur zu simulieren, hilft<br />
Offenheit und Umgang auf Augenhöhe“, so Krämer. Die<br />
dabei zum Einsatz kommende unternehmensübergreifend<br />
eingesetzte Software bietet jederzeit Transparenz<br />
und Orientierung.<br />
Daten-Silos machen Zusammenarbeit unmöglich<br />
Vernetzung ist aber nach wie vor auch innerhalb der Organisation<br />
gefragt. „Nicht erst seit der Revision der ISO<br />
9001:2015 wissen wir, dass Qualitätsmanagement alle<br />
im Unternehmen adressiert“, sagt Krämer. Software für<br />
das Qualitätsmanagement dient daher zunehmend als<br />
Informationsgrundlage für verschiedene Abteilungen<br />
und Mitarbeiter.<br />
„Alle Prozesse in der<br />
Lieferkette müssen von<br />
Beginn an für einen gelungenen<br />
Qualitätsregelkreis<br />
an die aktuelle<br />
Informationslandschaft<br />
angepasst werden“, sagt<br />
Stefan Weber von iqs<br />
Bild: iqs<br />
36 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong>
„Daten-Silos verhindern eine Priorisierung der richtigen<br />
Investitionen in der Fehlervermeidung und machen<br />
eine Zusammenarbeit von Management, Führungskräften<br />
und Mitarbeitern in Unternehmen und Organisationen<br />
unmöglich“, mahnt Großmann von Plato. Und Krämer<br />
fügt hinzu: „Die Integration aller relevanten Qualitätsaufgaben<br />
in einer Software, das ist unser Ziel. Damit<br />
diese integrierte Gesamtlösung im Unternehmen wirkungsvoll<br />
zum Einsatz kommt, ist beste Konnektivität<br />
an unternehmensinterne, vorhandene Softwaresysteme<br />
notwendig – zum Beispiel SAP.“<br />
Prozess- und Qualitätsdaten fließen zusammen<br />
Für Böhme spielt auch die Verknüpfung der CAQ-Software<br />
mit dem MES eine wichtige Rolle. Dies sei eine der<br />
größten Herausforderungen im Qualitätsmanagement.<br />
Software für Digital<br />
Natives – laut Alexander<br />
Künzer ist der heutige<br />
Qualitätsmanagement-<br />
Beauftragte deutlich<br />
jünger als noch vor<br />
einigen Jahren<br />
Bild: Consense<br />
„Dank der sich immer weiter entwickelnden Sensoriken<br />
und Methoden zur Datenübertragung fließt ein riesiger<br />
Datenstrom im Fertigungsleitstand zusammen. Diese<br />
Daten wurden bisher größtenteils zur Überwachung<br />
der Produktionsmittel genutzt“, so Chef von Böhme &<br />
Weihs.<br />
Mit neuen Softwarelösungen könnten die Prozessdaten<br />
jetzt auch direkt online in die Qualitätsdaten mit<br />
einfließen. So ermögliche zum Beispiel die Vernetzung<br />
der Software-Tools von Web.MES und CASQ-it von Böhme<br />
& Weihs die Qualitätsabweichungen bis hinunter<br />
zur Shopfloor-Ebene in Echtzeit einzugrenzen. „Damit<br />
lässt sich in Prozesse eingreifen, bevor es beispielsweise<br />
zu Stillständen in der Produktion kommt.“<br />
■<br />
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<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong> 37
:: Special Software<br />
Die Software sollte einfach<br />
erlernt werden können,<br />
insgesamt anwenderfreundlich<br />
gestaltet<br />
sein und personalisierte<br />
Inhalte bieten Bild:<br />
GaudiLab/shutterstock.com<br />
Akzeptanz von Management-Software<br />
Tippspiele fürs Qualitätsmanagement<br />
Häufig stoßen Verantwortliche bei der Einführung eines softwarebasierten Qualitätsmanagement- oder<br />
Integrierten Managementsystems auf Widerstand der Beschäftigten, wenn diese darin keinen Nutzen,<br />
sondern eine Last sehen. Kreative Ideen aus der Social-Media-Welt können dabei helfen, dass Mitarbeiter<br />
das System ganz selbstverständlich in ihren Alltag einbinden.<br />
„Uns wird immer wieder die Frage gestellt,<br />
wie es die Verantwortlichen erreichen können,<br />
bei den vorgesehenen Anwendern Begeisterung<br />
zu wecken und sie zur Nutzung<br />
Der Autor<br />
Dr. Stephan Killich<br />
Geschäftsführung<br />
Consense<br />
www.consense-gmbh.de<br />
zu motivieren“, berichtet Dr. Iris Bruns aus<br />
der Geschäftsführung von Consense. Der<br />
Softwareentwickler hat sich auf anwenderfreundliche<br />
Lösungen für Qualitätsmanagement-<br />
und Integrierte Managementsysteme<br />
spezialisiert. Die Experten aus Aachen<br />
haben eine Reihe von Tipps parat, wie Unternehmen<br />
vorgehen können, um ihr QM-<br />
System erfolgreich zu etablieren. Sie setzen<br />
dabei auf kreative Ideen, die ihr Vorbild häufig<br />
in der Social-Media-Welt haben.<br />
Um bei den Nutzern von Anfang an eine<br />
positive Einstellung gegenüber dem QM-<br />
System zu erzeugen, sollten diese frühzeitig<br />
über Funktionsweise, Vorteile und Zielsetzung<br />
aufgeklärt werden. Wenn es dann an<br />
die Praxis geht, wollen die Mitarbeiter<br />
schnell spürbare Erleichterung in ihrer Arbeitsroutine<br />
erleben.<br />
„Hier ist wichtig, dass die Bedienung der<br />
Software einfach erlernt werden kann, insgesamt<br />
anwenderfreundlich gestaltet ist<br />
und personalisierte Inhalte bietet, um das<br />
Verantwortungsbewusstsein ihrer Nutzer<br />
zu fördern. Und sie sollte eine einfache und<br />
intuitive Navigation und Suche ermöglichen,<br />
um schnell zu den gewünschten Inhalten<br />
zu gelangen“, meint Bruns.<br />
Den Qualitätsmanagern in Unternehmen<br />
kommt die Aufgabe zu, nach der Installation<br />
der Software ein wirklich gelebtes<br />
QM-System zu errichten. Interne zielgruppenspezifische<br />
Marketingmaßnahmen unterstützen<br />
dieses Ziel. Die Experten von<br />
38 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong>
Consense empfehlen, nach etablierten Marketing-Modellen<br />
wie Aida (Attention, Interest,<br />
Desire, Action) beziehungsweise Customer<br />
Journey vorzugehen, die – auf den<br />
QM-Kontext übertragen – eine Vorgehensweise<br />
nach den vier Schritten „Aufmerksamkeit,<br />
Interesse, Bedarf, Fürsprecher“ vorschlagen.<br />
Nützliche, interessante und auch<br />
unterhaltsame Inhalte lenken die Aufmerksamkeit<br />
auf das QM-System. Ist das Interesse<br />
einmal geweckt, sollten die Inhalte für<br />
das operative Geschäft eines jeden Anwenders<br />
so aufbereitet sein beziehungsweise<br />
zur Verfügung stehen, dass dieser einen<br />
Mehrwert im Arbeitsalltag erkennt. Die<br />
Nutzung führt zu positiven Erfahrungen mit<br />
dem Managementsystem. Dadurch werden<br />
Anwender zu Fürsprechern, die bei Kollegen<br />
für das Managementsystem werben.<br />
Internes Wiki bietet wertvolle<br />
Hintergrundinfos<br />
Maximale Aktualität der hinterlegten Informationen<br />
sowie eine einfache Suche, die<br />
schnell zu den gewünschten Inhalten führt,<br />
sind für die Akzeptanz eines Qualitätsmanagementsystems<br />
oder Integrierten Managementsystems<br />
Pflicht. Darüber hinaus<br />
gibt es viele Ideen für Inhalte, die über den<br />
klassischen Content hinaus zur Nutzung anregen.<br />
So bietet ein firmeninternes Wiki den<br />
Mitarbeitern einerseits wertvolle Hintergrundinformationen<br />
und Best Practices zu<br />
relevanten Themen und regt andererseits<br />
zur Mitarbeit an. Auch die Bereitstellung aktueller<br />
Informationen wie Unternehmens-<br />
News, Kantinenpläne oder die Installation<br />
eines Schwarzen Bretts motiviert die Mitarbeiter<br />
dazu, das System ganz selbstverständlich<br />
zu nutzen.<br />
Selbst Themen, die auf den ersten Blick<br />
nichts mit dem QM-System zu tun haben,<br />
lassen sich einbinden. „Unsere Kunden haben<br />
gute Erfahrungen gemacht mit Tippspielen<br />
zu aktuellen Sportereignissen wie<br />
die Fußball-WM, die über das System verbreitet<br />
wurden. Hier kann man ein unternehmensinternes<br />
Ranking oder die Bildung<br />
von Abteilungsmannschaften nutzen, um<br />
das Miteinander zu stärken und gleichzeitig<br />
spielerisch für die Nutzung des Systems zu<br />
werben. Das lässt sich noch weiterdenken.<br />
Möglich wären Aktionen zur Gesundheitsförderung<br />
wie zum Beispiel ein unternehmensweiter<br />
Gehwettbewerb“, meint Bruns.<br />
Technische Maßnahmen fördern<br />
die Motivation<br />
Aufmerksamkeitsstarke Inhalte lassen sich<br />
durch technische Maßnahmen unterstützen.<br />
Wer wissen will, ob seine Nutzer wirklich<br />
zu den gewünschten Inhalten gelangen,<br />
muss wissen, ob sie bei der Suche im QM-<br />
System erfolgreich sind.<br />
Dafür lassen sich mit der Consense-Software<br />
Rankings der „Tops und Flops“ erstellen:<br />
Das System listet die häufigsten erfolgreichen<br />
und auch erfolglosen Suchbegriffe<br />
auf. Mit diesem Wissen lassen sich gegebenenfalls<br />
Anpassungen im System vornehmen.<br />
Anwender können sich außerdem ihr<br />
individuelles Dashboard zusammenstellen.<br />
So haben Führungskräfte zum Beispiel ihre<br />
wichtigsten Kennzahlen auf ihrer Startseite<br />
auf einen Blick vorliegen.<br />
Wer über ein unternehmensinternes Wiki<br />
verfügt, kann seinen Mitarbeitern Themen-Abos<br />
durch die automatische Zustellung<br />
von Artikeln zu bevorzugten Inhalten<br />
ermöglichen. Viele Unternehmen setzen<br />
auch auf typische Social-Media-Technologien,<br />
um die Nutzung des QM-Systems zu<br />
fördern.<br />
„Hier gibt es zahlreiche Ideen, zum Beispiel<br />
die Eröffnung von Diskussionsforen<br />
oder Chats zu firmenspezifischen Themen,<br />
die Einrichtung von Bewertungs- oder Anmerkungsmöglichkeiten<br />
für die Mitarbeiter<br />
oder die Installation von virtuellen Arbeitsräumen“,<br />
meint die Geschäftsführerin von<br />
Consense.<br />
Die Erfahrung beim Software-Anbieter<br />
belegt, dass die beschriebenen Ideen ein internes<br />
QM-Marketing wirkungsvoll unterstützen:<br />
Positive Erfahrungen mit dem Managementsystem<br />
machen Anwender zu<br />
Fürsprechern und motivieren zur gesteigerten<br />
Nutzung. Teilhabe und echte Mehrwerte<br />
halten das Managementsystem lebendig<br />
und steigern die Akzeptanz der Nutzer.<br />
„Laut Feedback unserer Kunden hat die<br />
Umsetzung der vorgeschlagenen Maßnahmen<br />
bei vielen Anwendern zum Erfolg geführt“,<br />
so Bruns. „Das widerspricht dem<br />
gängigen Vorurteil, dass ein QM-System trocken<br />
und langweilig ist.“<br />
■<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong> 39
:: Special Software<br />
Mit dem Cloud-Service<br />
Spot lässt sich eine Vielzahl<br />
von Aufgaben und<br />
Maßnahmen zwischen<br />
Geschäftspartnern teilen<br />
Bild: Babtec<br />
Lieferantenmanagement<br />
Perfekte Kommunikation<br />
in der Wolke<br />
Maschinenbauer Eickhoff nutzt Qualitätsmanagement-Software aus der Cloud. Das System<br />
kommt auch zum Einsatz, um die Zusammenarbeit mit seinen Lieferanten zu verbessern.<br />
Dadurch konnte das Reklamationsaufkommen kontinuierlich gesenkt werden. Auch die<br />
Weitergabe qualitätsrelevanter Vorgabedokumente an die Zulieferer wurde optimiert.<br />
Die Autoren<br />
Thomas Mandroschek<br />
David Herberg<br />
Lieferantenmanagement<br />
Eickhoff<br />
www.eickhoff-bochum.de<br />
Eickhoff stellt Maschinen für Rohstoffgewinnung und<br />
Windkraftgetriebe her, die aus bis zu 3000 Einzelteilen<br />
bestehen und sich unter extremen Bedingungen bewähren<br />
müssen. Kein Wunder also, dass nichts dem Zufall<br />
überlassen wird: Vom Wareneingang über das Prüfmittelmanagement<br />
bis hin zur fertigungsbegleitenden<br />
Prüfung lässt sich die gesamte Produktentstehung über<br />
die QM-Software von Babtec nachverfolgen.<br />
Doch genauso wichtig wie firmeninterne Prozesse<br />
sind gute Kommunikation und Zusammenarbeit mit<br />
den Geschäftspartnern wie etwa Lieferanten. Schon seit<br />
der Einführung der cloudbasierten Plattform Babtec<br />
Qube im Jahr 2016 war das global tätige Familienunternehmen<br />
von den Vorteilen für die partnerschaftliche<br />
Zusammenarbeit zwischen Kunden und Lieferanten<br />
überzeugt. Im ersten Schritt hat die Nutzung dazu geführt,<br />
dass sowohl die umständliche E-Mail-Kommunikation<br />
zwischen Eickhoff und den Zulieferern als auch<br />
die Reklamationsbearbeitung durch den geführten<br />
8D-Report in der Cloud deutlich wirksamer und schlanker<br />
geworden sind. Auf der Cloud-Plattform können sich<br />
alle Lieferanten kostenfrei registrieren und anschließend<br />
mit Eickhoff kommunizieren.<br />
Durch die intuitive Nutzung der Software konnte<br />
nicht nur der Schulungsaufwand für die Lieferanten gering<br />
gehalten, sondern auch das Reklamationsaufkommen<br />
kontinuierlich gesenkt werden. Qube ist heute<br />
nicht nur in der Qualitätssicherung von Eickhoff der bestimmende<br />
Kanal für das Lieferantenmanagement,<br />
sondern auch für alle anderen Abteilungen – vom Vertrieb<br />
über den Einkauf bis zur Konstruktion.<br />
Auf dem Weg zur digitalen Fabrik<br />
Die Digitalisierung der Prozesse verkürzt die Kommunikationswege<br />
deutlich, was sich auch an einer schnelleren<br />
und verlässlicheren Bearbeitung der Reklamationen<br />
ablesen lässt. So werden etwa 75 % aller Reklamationen<br />
über den Qube abgewickelt und 90 % davon sind rechtzeitig<br />
abgearbeitet. Der Cloud-Service hat so bei Eickhoff<br />
den Wandel zur intelligenten und vernetzten Fabrik<br />
der Zukunft eingeleitet.<br />
Neben der Reklamationsbearbeitung nutzt Eickhoff<br />
das Portal zusätzlich für eine effiziente Weitergabe qualitätsrelevanter<br />
Vorgabedokumente an seine Zulieferer.<br />
Bis vor kurzem wurden zum Beispiel 16.000 zu verwaltende<br />
Varianten manuell über E-Mail geteilt, was sich<br />
zunehmend als intransparent, fehleranfällig und zeitintensiv<br />
gestaltete. Ein wiederkehrender Fehler, der in den<br />
Wareneingängen bei Eickhoff festgestellt wurde, war<br />
40 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong>
die Fertigung von Bauteilen bei den Zulieferern nach einem<br />
falschen Revisionsstand der Eickhoff-Spezifikationen.<br />
Die neue Vorgehensweise über den Babtec Qube<br />
schafft hier eine deutliche Verbesserung: Im Rahmen eines<br />
schnittstellen-übergreifenden Projektes hat Eickhoff<br />
neben den ohnehin schon für die Reklamationsbearbeitung<br />
angemeldeten Lieferanten sämtliche aktive<br />
Zulieferer in den Qube eingeladen. Nach der Registrierung<br />
erhalten die benannten Mitarbeiter der Zulieferer<br />
über den Qube-Service Spot automatisch die jeweils<br />
gültigen Vorgabedokumente.<br />
Für die Verwaltung der Vorgabedokumente und das<br />
Anstoßen der Verteilung mussten lediglich geringe Anpassungen<br />
in der Software BabtecQ bei Eickhoff vorgenommen<br />
werden. Ändert sich ein Vorgabedokument,<br />
werden automatisch alle davon betroffenen Lieferanten<br />
per Aufgabe über den Qube informiert. Die Verteilung<br />
der Aufgaben erfolgt dann mit entsprechend beigefügtem,<br />
geänderten Vorgabedokument über Spots.<br />
Im Anschluss erhält Eickhoff direkt im CAQ-System<br />
eine Bestätigung, dass die neuen Dokumente zur Kenntnis<br />
genommen wurden. Ab diesem Zeitpunkt gelten die<br />
Vorgabedokumente als akzeptiert und sind Teil der Geschäftsbeziehung.<br />
Auch der Lieferant behält durch die<br />
übersichtliche Historie stets den Überblick darüber, welche<br />
Vorgabedokumente er berücksichtigen muss.<br />
Die automatisierte Bereitstellung der jeweils gültigen<br />
Vorgabedokumente an die Lieferanten schafft mehr<br />
Transparenz und vermeidet fehlerhafte Bauteile. Das<br />
Unternehmen plant daher, das Verteilen der Vorgabedokumente,<br />
Reklamationen und auch Lieferantenbewertungen<br />
über die bereits registrierten 173 Lieferanten<br />
auf alle aktiven Lieferanten der Eickhoff-Gruppe auszudehnen.<br />
Dabei eignet sich der Service Spot nicht nur für das<br />
Management der Vorgabedokumente: Mit ihm kann eine<br />
Vielzahl von kleineren oder größeren Aufgaben und<br />
Maßnahmen zwischen Geschäftspartnern geteilt werden.<br />
Eickhoff nutzt seit kurzem den Qube für die Verteilung<br />
einzelner Aufgaben oder ganzer Maßnahmen im<br />
Rahmen der Lieferantenentwicklung. So können Projekte<br />
oder sogar Feststellungen aus Audits über einzelne<br />
Spots mit den Lieferanten geteilt werden. Aufgrund der<br />
Unterteilung in einzelne Aufgaben ist für alle Beteiligten<br />
erkennbar, welche Arbeitsschritte bereits erfolgreich<br />
umgesetzt wurden und welche offen oder noch<br />
nicht begonnen worden sind. Gerade im Vergleich zum<br />
E-Mail-Verkehr ergibt sich so ein nachvollziehbarerer<br />
Dialog, bei dem beide Seiten den Überblick behalten. ■<br />
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<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong><br />
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41<br />
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:: Special Software<br />
CAQ und MES sicher vernetzt<br />
Mit dem Q-Release 15 präsentiert Böhme & Weihs die zentrale CAQ- und MES-<br />
Plattform für die vollständige und sichere Vernetzung – egal ob lokal oder global.<br />
Damit steht CASQ-it allen global per Webbrowser zur Verfügung.<br />
Das mehrstufige Sicherheitssystem mit 100 % SSL/TLS-<br />
Verschlüsselung und Multifaktorauthentifizierung<br />
schützt alle Daten vor unberechtigten Zugriffen. Wer<br />
worauf zugreifen kann, bestimmt ausschließlich der<br />
Qualitätsleiter.<br />
Durch das Zusammenspiel von Web.MES und CASQit<br />
reicht die Vernetzung bis zur Shopfloor-Ebene. So<br />
steuert Web.MES die Stichprobennahme zur Qualitätsdatenerfassung.<br />
Qualitäts- und Maschinenkennzahlen<br />
fließen zu umfassenden Analysen zusammen. Damit<br />
liefern CASQ-it und Web.MES die Handlungsgrundlage<br />
zur Steigerung der Fertigungsperformance sowie der<br />
Prozess- und Produktqualität.<br />
Das Q-Release 15 unterstützt Unternehmen mit<br />
Funktionserweiterungen und Neuheiten bei der Erfüllung<br />
aktueller Normen und Richtlinien. Dazu zählen Audits<br />
nach ISO 19011, Integration des Layered Process Audits,<br />
Umsetzung des VDA-Bands 8D-Prozess sowie Unterstützung<br />
des AIAG- und VDA-FMEA-Handbuchs. Das<br />
Q-Release 15 verbindet Zukunftsfähigkeit mit Investitionssicherheit.<br />
■<br />
Das Q-Release 15 unterstützt Unternehmen mit Funktionserweiterungen und Neuheiten bei der<br />
Erfüllung aktueller Normen und Richtlinien Bild: Böhme & Weihs<br />
Integriertes Managementsystem<br />
Informationsbasis fürs Unternehmen<br />
Digital-<strong>Engineering</strong>-Plattform<br />
FMEA aus der Cloud<br />
Mit Version 8 der Software Sycat<br />
können Unternehmen ihr integriertes<br />
Managementsystem laut Hersteller<br />
fit für die Zukunft machen.<br />
Unter einer aufgeräumten Benutzeroberfläche<br />
verbirgt sich ein Instrument,<br />
mit dem sich sämtliche<br />
Informationen aufnehmen, zuordnen,<br />
adressiert verteilen und revisionssicher<br />
archivieren lassen.<br />
Dabei sei Sycat 8 mehr als nur Prozess-<br />
und Qualitätsmanagement,<br />
heißt es von Seiten des Anbieters.<br />
Mit dem integrierten Freigabe- und<br />
Lenkungsprozess lässt sich jedes<br />
Dokument normübergreifend und<br />
auditgerecht steuern. Verschiedene<br />
Sichten und interaktive Verknüpfungen<br />
mit den Geschäftsprozessen<br />
führen schnell zur gewünschten<br />
Information.<br />
■<br />
Plato bringt die Multi-Tenancy-Architektur seiner<br />
e1ns-Cloud auf den Markt – einer Plattform zur<br />
Gestaltung des Produktentstehungsprozesses. Das<br />
mandantenfähige System ermöglicht skalierbare<br />
Abonnements für den Einsatz von e1ns und wird<br />
ab Mai 2020 verfügbar sein.<br />
Die Vorteile der E1ns Product Innovation Platform:<br />
Ein gemeinsames Systemverständnis, vernetzte<br />
Zusammenarbeit und transparente Entwicklungsprozesse<br />
stellen zusammen mit der E1ns-Cloud-<br />
Technologie die Weichen für den Wandel zum digitalen<br />
<strong>Engineering</strong>. Diese Weiterentwicklung ermöglicht<br />
kleinen und mittelständischen Unternehmen,<br />
so professionell und sicher zu arbeiten wie<br />
die großen. Der Leistungsumfang kann auf ihre individuellen<br />
Bedürfnisse und ihr Budget flexibel angepasst<br />
werden. So haben Mitarbeiter wie beispielsweise<br />
FMEA-Anwender die Möglichkeit, nur<br />
die Module zu buchen, die sie auch tatsächlich benötigen<br />
– ohne Installationsaufwand, IT-Kenntnisse<br />
und Lizenzgebühren. Das Cloud-Angebot richtet<br />
sich zunächst an Unternehmen der Automobilindustrie<br />
und deren Zulieferer.<br />
■<br />
42 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong>
Software-Nutzung<br />
Intuitiv bedienbar<br />
IMS Premium bietet eine komplett neue, ergonomische<br />
Benutzerführung. Die intuitive<br />
Bedienung kommt auch in der Prozessausführung<br />
zum Tragen. Ablauffähige, workflowgesteuerte<br />
Prozesse und Formulare<br />
werden benutzerfreundlich dargestellt und<br />
ermöglichen eine automatisierte Informations-<br />
und Aufgabensteuerung. Dank zahlreicher<br />
Integrationsmöglichkeiten können<br />
Workflows nahtlos in einer anderen Software<br />
weitergeführt werden. So gelingt eine<br />
systemübergreifende Digitalisierung sämtlicher<br />
im Unternehmen vorhandenen Informationen.<br />
Inhalte werden grafisch so gezeigt,<br />
dass dem Benutzer in jeder Ansicht<br />
genau die Informationen ins Auge fallen, die<br />
er für seine aktuelle Aufgabe gerade benötigt.<br />
■<br />
Ein Schritt Richtung<br />
präventives QM<br />
Mit der Version 7 stellt iqs Software vier neue Highlights<br />
zur Intensivierung des Qualitätsregelkreises vor: neue<br />
Web-Lösungen zur Qualitätssteigerung in der Supply<br />
Chain, die Integration von 3D-PDFs in alle CAQ-Modulen,<br />
den erweiterten Funktionsumfang von iqs APQP und die<br />
Harmonisierung von VDA und AIAG in der iqs FMEA.<br />
Qualitätsmanagement<br />
Optimierter<br />
Freigabe-Workflow<br />
Mit Smartprocess bietet CWA eine Software<br />
mit integrierten Funktionen für Prozesse,<br />
Dokumente und Workflows. Auch Qualitätsmanagement-Anwendungen<br />
wie Reklamationsmanagement<br />
und Audit sind verfügbar.<br />
Die QM-Software unterstützt für das<br />
Prozessmanagement die Modellierung nach<br />
der BPMN-Notation. Die neue Version ist<br />
speziell bei der Freigabe von Prozessen und<br />
Dokumenten mit dem Freigabe-Workflow<br />
optimiert worden. Die Gültigkeitsfristen für<br />
einen Prozess und ein Dokument werden<br />
jetzt direkt aus dem Freigabe-Workflow<br />
übernommen. Ein neuer Formulardesigner<br />
für Workflows ermöglicht eine verbesserte<br />
Gestaltung von Eingabemasken. So lassen<br />
sich etwa Eingabemasken für Reklamationen<br />
und Audits flexibler definieren. ■<br />
Angelehnt an die Qualitätsprozesse in der Supply Chain unterstützt die Software die webbasierte<br />
Kommunikation zwischen Kunde und Lieferant Bild: iqs<br />
Im Mittelpunkt steht das Modul iqs Supply Chain <strong>Quality</strong> Center.<br />
Angelehnt an die einzelnen Qualitätsprozesse in der Supply Chain<br />
unterstützt die Software die webbasierte Kommunikation zwischen<br />
Kunde und Lieferant. Der Lieferant kann die vom Kunden erstellten<br />
Dokumente (Sollbericht im EMPB, Projektplan im APQP, Reklamationen<br />
im RKM) ohne zusätzliche Software direkt bearbeiten. Dadurch<br />
entfallen Medienbrüche, werden Durchlaufzeiten verkürzt und fehleranfällige<br />
manuelle Eingaben vermieden. Die enge Verzahnung<br />
der Qualitätsprozesse von Kunde und Lieferant im iqs QC – Supply<br />
Chain ist laut Hersteller ein wichtiger Schritt in Richtung präventives<br />
Qualitätsmanagement und Supply Chain 4.0.<br />
Das 3D-PDF steht jetzt in allen CAQ-Modulen durchgängig und<br />
interaktiv zur Verfügung. Alle PMI-Daten aus dem 3D-PDF – also<br />
auch sämtliche Sollwerte und Toleranzen – können automatisch<br />
eingelesen werden. Auch der Änderungsprozess umfasst nun<br />
3D-PDF, damit stehen wieder alle Änderungen in allen CAQ-Modulen<br />
zur Verfügung.<br />
Für die Qualitätsvorausplanung kann das Modul iqs APQP inzwischen<br />
weitere Projektebenen erfassen. Es unterstützt jetzt auch<br />
Projekte mit vielen Zukaufteilen und Bemusterungen, wie es bei<br />
komplexen Baugruppen häufig der Fall ist. Meilensteine werden<br />
vererbt, Abhängigkeiten transparent dargestellt.<br />
Nach der Harmonisierung von VDA und AIAG hat iqs die neue<br />
Richtlinie in der iqs FMEA praxisorientiert umgesetzt. Die neue Aufgabenpriorität<br />
wird komfortabel als Matrix in der FMEA angezeigt<br />
und die neuen Reports (Design und Prozess) lassen sich übersichtlich<br />
und platzsparend ausdrucken.<br />
■<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong> 43
:: Special Software<br />
Brücke zwischen MES und Messsystem<br />
Die nahtlose Interaktion des Manufacturing Execution Systems (MES) Zeiss<br />
Guardus und der Mess-Software Zeiss Calypso schöpft die Potenziale der<br />
Automatisierung in der Fertigung und in den Qualitätsprozessen aus.<br />
Dank der ganzheitlichen Prozessintegration<br />
werden Technologiebarrieren in der Produktion<br />
reduziert und die Prüfperformance in<br />
der automatisierten Fertigung gesteigert.<br />
Grundlage bildet zum einen die Vernetzung<br />
der steuernden Shopfloor-IT mit den Messund<br />
Prüfsystemen – sowohl inline als auch<br />
im Prüflabor. Zum anderen stehen die Dynamisierungskompetenzen<br />
beider Welten<br />
erstmals gebündelt zur Verfügung.<br />
Zum Start einer Laborprüfung übergibt<br />
Zeiss Guardus der Messmaschine die eindeutige<br />
Probennummer sowie Informationen<br />
darüber, welche Prüfmerkmale unter<br />
Berücksichtigung von Qualitätshistorie, Produktionssituation<br />
und Dynamisierungsregel<br />
relevant sind. Diese Auswahl wird von<br />
Zeiss Calypso übernommen, wobei die Berechnungsmethodik<br />
der Messsoftware den<br />
idealen Fahrweg zwischen den dynamisierten<br />
Messelementen ad hoc berechnet – ohne<br />
Programmieraufwand. Die Ergebnisse<br />
werden über den bidirektionalen Kommunikationsweg<br />
an das MES zurückgespielt und<br />
gehen in den nächsten Prüfzyklus wieder<br />
ein.<br />
Liegt ein Messergebnis außerhalb der Toleranz,<br />
erfolgt eine schnellere prozessregulierende<br />
Rückmeldung in die Produktion.<br />
Hinzu kommt ein positiver Effekt in Sachen<br />
Anlagenproduktivität und -investition, denn<br />
dynamisierte Messabläufe schaffen freie<br />
Kapazitäten auf den Messmaschinen. ■<br />
Die ganzheitliche Prozessintegration reduziert Technologiebarrieren<br />
in der Produktion Bild: Zeiss Guardus<br />
Interaktion steht im Mittelpunkt<br />
Mit seiner CAQ-Software nimmt Yaveon die Zusammenarbeit im Unternehmen und das<br />
Management von Dokumenten ins Visier. Dazu zählen Funktionen wie die computergestützte<br />
Dokumentenlenkung und die Steuerung von Aufgaben mittels Workflows.<br />
Incident and Deviation Management gehören zum Funktionsumfang der Lösung<br />
Bild: Yaveon<br />
Verschiedene QM-Module von Yaveon fördern die digitale Kollaboration<br />
und gehen gezielt auf Qualitätsereignisse ein. Neben dem<br />
Managen von Dokumenten oder Changes sowie der Bearbeitung<br />
von CAPAs stehen dabei die Interaktion und Kommunikation zwischen<br />
den Beteiligten im Vordergrund. Vorgabedokumente können<br />
elektronisch am Arbeitsplatz bereitgestellt werden, Reklamationen<br />
in einem Reklamations- und CAPA-Tool erfasst sowie Kunden-, Artikel-<br />
und Chargeninformationen aus dem ERP-System übernommen<br />
werden. Außerdem lassen sich Kunden und Ansprechpartner bei der<br />
Bearbeitung von Changes direkt einbinden.<br />
Dabei ist es nicht nur möglich, Informationen aus unterschiedlichen<br />
Quellen direkt zu verarbeiten. Gleichzeitig können Verantwortungen<br />
und Aufgaben mittels Workflows und E-Mails gesteuert sowie<br />
Mitarbeiter, Kollegen und Kunden eingebunden werden.<br />
Die Yaveon-Lösungen für digitales Qualitätsmanagement umfassen<br />
derzeit folgende Module:<br />
• Document Lifecycle Management für computergestützte Dokumentenlenkung<br />
• Incident and Deviation Management<br />
• Change Management<br />
• Dokumentenmanagement (bei Bedarf mit revisionssicherer Archivierung)<br />
In der Planung befinden sich außerdem:<br />
• Schulungsmanagement für ein automatisiertes Schulungswesen<br />
• Audit Management<br />
Die Besonderheit: Egal, welche Module zum Einsatz kommen – das<br />
System erfasst alle Schritte in nur einer Datenbank. Das schafft<br />
schnittstellenfreie Kollaboration und effiziente Prozesse.<br />
■<br />
44 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong>
Industrie<br />
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<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong> Das Stellenportal für Ihren Erfolg! 45
:: Technik<br />
Der Blick in eine virtuelle<br />
Fabrik, in der die Spektroskopie<br />
zur Analytik von<br />
Produkten aus dem<br />
Lebensmittelbereich prozessübergreifend<br />
eingesetzt<br />
werden kann. Das<br />
Fraunhofer-Institut für<br />
Optronik, Systemtechnik<br />
und Bildauswertung<br />
IOSB hat dafürein modulares<br />
und intelligentes<br />
Prozess-Analytik-System<br />
zur Erfassung qualitätsrelevanter<br />
Materialparameter<br />
mittels optischer<br />
Spektroskopie entwickelt<br />
Bild: Fraunhofer IOSB<br />
Umfrage zu den Trends in der Qualitätssicherung von morgen<br />
Messtechnik wird in der digitalen<br />
Fabrik zunehmend intelligent<br />
Die Rolle der Messtechnik wandelt sich in der digitalen Fabrik. Die Lösungen müssen wandelbar,<br />
intelligent und bis hin zur Individualfertigung flexibel einsetzbar sein. Außerdem sollten sie<br />
hochgradig automatisierbar und von Produktionsexperten bedienbar sein. Dies ist das Ergebnis<br />
unser Umfrage unter Branchenexperten.<br />
Die Autorin<br />
Sabine Koll<br />
Redaktion<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong><br />
„Das Ziel der digitalen Fabrik ist die Vernetzung von<br />
Maschinen, Menschen, Werkzeugen und Ressourcen.<br />
Daher liegen die Schlüsselanforderungen an die Qualitätssicherung<br />
klar auf der Hand: Das ist zum Ersten die<br />
Vernetzung zwischen Messtechnik, Maschinen und IT<br />
Systemen und zum Zweiten die Automatisierung von<br />
Messprozessen, um entsprechend Daten zur Verfügung<br />
stellen zu können“, sagt Christian Janko, Geschäftsführer<br />
von Bruker Alicona. „Wenn die Messtechnik nur eine<br />
dieser zwei Kernforderungen nicht erfüllen kann, ist sie<br />
für die digitale Fabrik nicht geeignet. Für Messtechnikanbieter<br />
wird es demnach nicht länger ausreichen,<br />
Messgeräte zu entwickeln, die einfach nur genau messen<br />
können.“<br />
„Die Rolle der Messtechnik wird sich nicht ändern in<br />
der digitalen Fabrik. Die Messtechnik selber jedoch wird<br />
anders sein – zielgerichtet, flexibel, vernetzt und vor allen<br />
Dingen auch mit der direkten Rolle für die Korrektur<br />
der Parameter, um die Fertigung in kleineren Toleranzen<br />
zu halten“, zeigt sich Dr. Wolfram Kleuver, Geschäftsführer<br />
von Dr. Heinrich Schneider Messtechnik, überzeugt.<br />
Prof. Dr. Heiko Wenzel-Schinzer, Chief Digital Officer bei<br />
Wenzel, widerspricht dem: „Qualitätssicherung und<br />
Messtechnik werden in der digitalen Fabrik wahrscheinlich<br />
noch wichtiger werden als zuvor. „Die Reduktion der<br />
Losgrößen, die Individualisierung von Produkten und die<br />
Verwendung innovativer Fertigungsverfahren wie die<br />
additive Fertigung stellen neue Herausforderungen an<br />
die Messtechnik, da das Prüfen von Stichproben oftmals<br />
nicht mehr reicht. Die Messtechnik ist zudem hervorragend<br />
geeignet, um neben der Produktprüfung und -einhaltung<br />
von Toleranzgrenzen auch die Prozessstabilität<br />
zu sichern.“<br />
Diese neue Rolle der Mess- und Prüftechnik für die<br />
Produktionsprozesse in der digitalen Fabrik sehen auch<br />
noch andere Experten: „Zeitersparnis und Wirtschaftlichkeit<br />
sind immer häufiger grundlegende Anforderungen<br />
an die Qualitätssicherung“, betont Wolfgang Zeller,<br />
Geschäftsführer von Mitutoyo Deutschland. „Momentan<br />
beobachten wir eine hohe Nachfrage nach Messsystemen<br />
die einen hohen Durchsatz an Werkstücken realisieren<br />
können. Die Tendenz geht in der Großproduktion<br />
klar zu 100-prozentiger Qualitätssicherung. Die produktionsnahe<br />
oder Inline Messtechnik muss eine lückenlo-<br />
46 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong>
se Prüfung im Takt der Fertigung garantieren, es muss<br />
also mindestens so schnell gemessen werden, dass der<br />
Produktionsfluss nicht verzögert wird.“<br />
„Wir sind überzeugt, das der Bedeutung von Technologie<br />
zur Prozess- und Qualitätssicherung in einer digitalen<br />
Fabrik ein Schlüsselrolle zukommt“, betont auch<br />
Dr. Jochen Peter, Mitglied des Vorstands der Zeiss Gruppe<br />
und Leiter der Sparte Industrial <strong>Quality</strong> & Research.<br />
„Es kann keine digitalen Prozess- und Qualitätslösungen<br />
ohne integrierte Sensorik geben. Die kontinuierliche Erfassung<br />
von Prozess- und Qualitätsdaten ist sozusagen<br />
die Kerninformation, um die Realität mit der virtuellen<br />
Welt und Planungsannahmen zu verbinden. Nur so entsteht<br />
die Möglichkeit einer Soll-Ist Optimierung.“<br />
Messtechnik ermöglicht<br />
den digitalten Zwilling eines Bauteils<br />
Die Zukunft gehört laut Peter automatisch lernenden<br />
Systemen: „Diese Systeme müssen mit realen Daten<br />
trainiert und so weiterentwickelt werden. In einer weiteren<br />
Ausbaustufe werden selbstoptimierende System<br />
entstehen. Aber auch auf dieser Ausbaustufe kann die<br />
Dokumentation der finalen Qualität nur über moderne<br />
Qualitätstechnik erstellt werden. Digitale Zwillinge von<br />
Bauteilen sind überhaupt nur mit Qualitätssicherungstechnik<br />
zu optimieren.“<br />
Als ein elementares Technologieelement für die Qualitätssicherung<br />
in der Fabrik der Zukunft sieht der Zeiss-<br />
Manager die konsequente Digitalisierung durch adaptierte<br />
Sensorik: „Die Erfassung von Bauteilmerkmalen<br />
wird zukünftig nur durch die optimale Integration von<br />
Multisensorik möglich sein. Die Erfassung von Umfeldparametern<br />
zur Ergänzung von Messergebnissen wird<br />
dabei eine unabdingbare Erweiterung der Messtechnik.<br />
Die Erfassung von Prozessparametern wird die Basis von<br />
Datenkorrelation und die automatische Beherrschung<br />
von Prozessen und Prognosen.“<br />
Sensorik beziehungsweise automatisierte und künftig<br />
sogar autonome Sensorverbünde sieht auch Michael<br />
Sackewitz, Koordinator der Fraunhofer-Allianz Vision, als<br />
Schlüsselelement: „Die Zukunft der industriellen Qualitätssicherung<br />
werden intelligente Bildverarbeitungssysteme<br />
und optische Mess- und Prüftechnik mitbestimmen,<br />
die weit komplexere Aufgaben erfüllen, als<br />
das automatisierte Erfassen ausgewählter Inspektionsdaten<br />
an isolierten Überwachungspunkten. Als unverzichtbare<br />
Komponenten des Qualitätsmanagements<br />
werden solche Systeme künftig, gewissermaßen als die<br />
Sinnesorgane einer durchgängig vernetzten Produktion,<br />
nahezu in Echtzeit massenhaft Material-, Produkt- und<br />
Prozessdaten zur Verfügung stellen und auswerten.“<br />
Die Zukunft gehört nach<br />
Meinung der Experten<br />
automatisch lernenden<br />
Systemen: Diese Systeme<br />
werden mit realen Daten<br />
trainiert und so weiterentwickelt.<br />
In einer weiteren<br />
Ausbaustufe werden<br />
dann selbstoptimierende<br />
System entstehen<br />
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:: Technik<br />
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Fraunhofer-Institut für<br />
Graphische Datenverarbeitung<br />
IGD in Darmstadt<br />
hat ein System entwickelt,<br />
bei dem robuste<br />
und automatisierte<br />
Augmented-Reality-<br />
Verfahren dazu genutzt<br />
werden, Differenzen zwischen<br />
Soll und Ist automatisiert<br />
und in Echtzeit<br />
zu erkennen. Die Verfahren<br />
können sehr flexibel<br />
an unterschiedlichste<br />
Produktkonfigurationen<br />
angepasst werden<br />
Bild: Fraunhofer IGD<br />
Die Leistungsfähigkeit und der Spektralbereich der<br />
eingesetzten Sensoren werden nach Einschätzung von<br />
Sackewitz immer größer und die Kombination unterschiedlicher<br />
Sensortypen vielfältiger. Unverkennbar sei<br />
auch das Heranrücken der Messtechnik weiter an den<br />
Herstellungsprozess: „Die Sensoren sind künftig näher<br />
an der Messgröße. Ist ja klar: Qualitätsabweichungen<br />
lassen sich nur so schritthaltend mit der Produktion bereits<br />
bei ihrer Entstehung erkennen und möglichst frühzeitig<br />
korrigieren. Für viele Anwendungen wird daher<br />
versucht, bereits nahe am Sensor eine objektive Bewertung<br />
der Qualität und des Informationsgehalts der Daten<br />
durchzuführen und dieses Ergebnis umgehend zu<br />
verwerten.“ Vor diesem Hintergrund gewinnen nach<br />
Meinung des Fraunhofer-Managers unter anderem kleine,<br />
integrierte Bildverarbeitungssysteme an Bedeutung,<br />
die direkt aus Maschinen oder Geräten heraus intelligent<br />
mitarbeiten, Embedded Vision also. „Anders ausgedrückt,<br />
sind das flexible All-in-one-Lösungen, die mit kognitiver<br />
Sensorik, moderner Algorithmik, integriertem<br />
Rechner und Betriebssystem ausgestattet sind – und<br />
das alles innerhalb eines Gehäuses.“<br />
Neben Sackewitz betonen auch andere Experten die<br />
Bedeutung von optischen Sensoren und Computertomographie<br />
(CT): „Die Technik wird schneller und sie<br />
wird vor allen Dingen berührungslos sein. Wir geben<br />
den optischen Verfahren neben der bisherigen Bildverarbeitung<br />
den Vorzug“, sagt Schneider-Messtechnik-Geschäftsführer<br />
Kleuver. „Durch berührungslose 3D-Scan-<br />
Geräte, mit denen Teile oder Geräte direkt im Fertigungsbereich<br />
effizient gescannt werden können, kann<br />
der Herstellungsprozess verbessert und gleichzeitig die<br />
Produktionskosten und die Vorlaufzeit minimiert werden“,<br />
so Daniel Brown, Director Product Management<br />
bei Creaform. „Nur sehr viele Messpunkte beschreiben<br />
die modernen Werkstücke ausreichend komplett. Opti-<br />
sche Sensortechnik und Röntgentomografie (CT) sind<br />
hierbei in vielen Fällen gegenüber den herkömmlichen<br />
Tastern im Vorteil“, sagt Dr. Ralf Christoph, Inhaber und<br />
Geschäftsführer von Werth Messtechnik. „Die Computertomografie<br />
erlaubt zudem das vollständige Messen<br />
nahezu beliebig komplexer Geometrien in kurzer Zeit.“<br />
Unter den Experten besteht Einigkeit darin, dass mit<br />
zunehmender Sensorik immer mehr Daten in der digitalen<br />
Fabrik entstehen, die ausgewertet und korreliert<br />
werden müssen. Dies wirft neue Herausforderungen<br />
auf. „Ging es in der Vergangenheit vor allem darum, die<br />
relevanten Schmerzpunkte eines Bauteils für die Weiterverarbeitung<br />
zu identifizieren, können nunmehr zunächst<br />
gigantische Datenmengen erhoben und dann<br />
beliebig verarbeitet werden“, erklärt Wenzel-Schinzer.<br />
„Die Kunst ist es bald nicht mehr, Punkte zu finden und<br />
zu messen, sondern aus den gemessenen, riesigen Datenmengen<br />
die richtigen, relevanten Parameter zu finden<br />
und vor allem zu interpretieren.“<br />
Diese Einschätzung teilt Eike Frühbrodt, Vice President<br />
Produkt- und Projektmanagement bei Yxlon International:<br />
„Die fortschreitende Digitalisierung der Produktion<br />
bedeutet, dass Informationen aus der Messund<br />
Prüftechnik zu Produkten und Herstellungsprozessen<br />
schnell zur Verfügung stehen und in Echtzeit ausgewertet<br />
werden können. Die Produktions- und Qualitätssicherungssysteme<br />
kommunizieren miteinander. Big<br />
Data und Machine Learning erlauben es, Unmengen an<br />
Daten auszuwerten und Rückschlüsse für die Produktion<br />
daraus zu ziehen. Qualitätssicherungssysteme werden<br />
zum Sensor der Produktion, sie sind der Input in den<br />
Regelkreisen und ergänzen oder ersetzen den Menschen.“<br />
Steigende Bedeutung von maschinellem Lernen<br />
und künstlicher Intelligenz<br />
Maschinelles Lernen (ML) beziehungsweise künstliche<br />
Intelligenz werden in der Branche derzeit heißt gehandelt:<br />
„Wir sehen diese Technologien als ‚Findemaschine’<br />
für den Messtechniker. Identifiziert und selektiert die<br />
Technik Ausreißer und mögliche Probleme, kann sich<br />
der Messtechniker auf die Analyse, Interpretation und<br />
Rückkopplung konzentrieren“, so Wenzel-Schinzer.<br />
„Mit klassischen Algorithmen der Bildverarbeitung<br />
oder mit ML werden Abweichungen vom Standard ermittelt<br />
oder auch Änderungen in der Beschaffenheit<br />
des Teils über einen längeren Zeitraum erkannt. Kombiniert<br />
man diese Informationen mit anderen Sensordaten<br />
aus der Produktion, wie etwa Informationen zu<br />
Temperatur oder Druck, lassen sich Produktionsprozesse<br />
unverzüglich korrigieren“, so die Meinung von Yxlon<br />
Vice President Frühbrodt. Auch Zeiss-Manager Peter<br />
sieht ML als essentiellen Bestandteil für die Qualitätssicherung<br />
in der digitalen Fabrik: „Mit realen- und Planungsdaten<br />
trainierte Machine Learning Systeme werden<br />
den Verwendungsentscheid von der humanen Entscheidungsinstanz<br />
zu einer hochautomatisierten,<br />
selbstlernenden automatischen Instanz transferieren.<br />
48 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong>
Erste vielversprechende Praxisbeispiele finden sich heute<br />
schon bei der Defekterkennung an Bauteilen.“<br />
Fraunhofer-Manager Sackewitz sieht durch maschinelles<br />
Lernen sogar einen „massiven Umbruch“. Sie leite<br />
eine neue Ära der Qualitätssicherung ein. „ML-gestützte<br />
Systeme werden unter anderem wesentlich leichter zu<br />
bedienen sein. Das System wird dem Anwender viele Arbeitsschritte<br />
abnehmen und beispielsweise bei den<br />
richtigen Einstellungen unterstützten und sich auch<br />
selbstständig an veränderte Bedingungen ohne Interaktion<br />
des Anwenders anpassen.“<br />
Intelligente Prüfassistenten entlasten<br />
den menschlichen Bediener<br />
Künftige QS-Systeme hätten damit die Fähigkeit zur<br />
Selbstkonfiguration bereits implementiert und würden<br />
autonom und selbstlernend arbeiten, ohne dass jede<br />
Anwendungsvariante fallspezifisch vorgegeben werden<br />
muss. Sackewitz: „Gerade für hochvariante Aufgaben<br />
und bei schwierigen Entscheidungslagen werden intelligente<br />
Prüfassistenten den menschlichen Bediener so<br />
von der Komplexität moderner Produktionssysteme<br />
entlasten.“<br />
Zeiss-Manager Peter wirft auch die Frage auf, wer in<br />
den Anwenderunternehmen die komplexe Technik beherrschen<br />
kann: „Die Anforderungen an die Personen<br />
und Infrastrukturen steigen. Die Komplexität, um Systeme<br />
zu entwerfen, zu etablieren und zu nutzen wird<br />
deutlich höher. Die Beherrschung von digitalen System<br />
wird damit zur Schlüsselkompetenz im Fertigungswettbewerb.“<br />
Kleuver, Heinrich Schneider Messtechnik, ist<br />
davon überzeugt, dass das Know-how immer stärker bei<br />
den Herstellern liegen wird: „Messtechnisch geschultes<br />
Personal wird einen immer geringeren Stellenwert haben.<br />
Vordefinierte Messpunkte aus den CAD-Daten werden<br />
automatisch geladen und die Messpunkte werden<br />
gegen die theoretischen Werte der Merkmale verglichen.<br />
Die Korrekturen für die Fertigung werden sofort<br />
abgeleitet. Das nächste Teil kommt schon korrigiert aus<br />
dem Fertigungsprozess raus.“<br />
Dies sieht auch Wenzel-Schinzer: „Die Messtechnik<br />
wird in der Anwendung einfacher. Die Anwender in der<br />
Fertigung sind keine Experten der Messtechnik. Daher<br />
wird immer mehr Wert auf einfache Bedienbarkeit und<br />
Verständlichkeit der Ergebnisse gelegt. Für die Nutzer in<br />
der Fertigung sind neue Oberflächen- und Bedienkonzepte<br />
gefordert.“<br />
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49
:: Technik<br />
Zeiss hat ein neues Koordinatenmessgerät<br />
entwickelt,<br />
das in der Grundausstattung<br />
mit einem<br />
optischen Bildsensor<br />
ausgestattet ist und eine<br />
Messgenauigkeit von 1<br />
bis 2 μm bietet Bild: Zeiss<br />
Zeiss bedient die Anforderungen der Elektromobilität<br />
Weniger Teile messen,<br />
aber öfter und genauer messen<br />
Durch den Trend zur E-Mobilität verändern sich die Ansprüche der Automobilhersteller und ihrer<br />
Zulieferer an die Mess- und Prüftechnik. Dabei sinkt zwar die Zahl der Bauteile, doch werden die<br />
Anforderungen hinsichtlich Maßhaltigkeit höher. Auf einem Technologietag haben Experten von<br />
Zeiss aufgezeigt, mit welchen Lösungen diese Herausforderungen zu stemmen sind.<br />
Die Autorin<br />
Sabine Koll<br />
Redaktion<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong><br />
„Die Automobilhersteller kommen durch die Entwicklung<br />
Richtung E-Mobilität derzeit mit vielen neuen Anforderungen<br />
auf uns zu“, sagte Patrick Stempfle, Projektleiter<br />
New Energy Vehicles bei Zeiss, auf dem Technologietag<br />
im <strong>Quality</strong> Excellence Center Stuttgart des<br />
Unternehmens Anfang März. Der gesamte Antriebsstrang<br />
und zum Teil auch die Karosserie verändern sich<br />
im Vergleich zu einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor,<br />
sodass auch neue Lösungen für die Qualitätssicherung<br />
gefragt sind. „In Summe gibt es in einem Elektroauto<br />
durch den Wegfall des klassischen Antriebsstrangs<br />
deutlich weniger Bauteile, die vermessen werden müssen.<br />
Aber die Anforderungen in Richtung Genauigkeit<br />
steigen. Zudem werden zunehmend 100-Prozent-Prüfungen<br />
verlangt“, erklärte Stempfle das Szenario. „Wir<br />
verfügen bei Zeiss über alle notwendigen Technologien,<br />
um alle messtechnischen Anforderungen hinsichtlich<br />
Elektromobilität abzudecken. Er nennt Beispiele dafür:<br />
Bei der Produktion der Batterie, die rund 30 % der Herstellungskosten<br />
eines Elektroautos ausmacht, wird besonders<br />
viel gemessen und geprüft: So wird hier beispielweise<br />
mit Computertomographie (CT) überwacht,<br />
ob die einzelnen Elektroden an der richtigen Position sitzen,<br />
um Kurzschlüsse zu vermeiden. Und mit Multisensor-Koordinatenmessgeräten<br />
werden die Elektroden<br />
hinsichtlich ihrer Geometrie vermessen; auch die Qualität<br />
der durch den Laser erzeugten Schnittkanten ist dabei<br />
interessant. CTs liefern zudem Übersicht-Scans zur<br />
Stapelqualität der Pouch-Zellen.<br />
Bei der in die Karosserie integrierten Batteriewanne,<br />
einem sicherheitskritischem Bauteil, müssen 100-Prozent-Prüfungen<br />
vorgenommen werden, um Daten zu dimensionellen<br />
Merkmalen zu erhalten und um die<br />
Schweißnähte zu überprüfen. Neben taktilen Messungen<br />
kommt hier Laser-Triangulation zum Einsatz.<br />
„Die größten Veränderungen für die Messtechnik resultieren<br />
indes in neuen Fertigungstechnologien für<br />
den Elektromotor“, sagte Stempfe. „Nicht mehr die spa-<br />
50 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong>
nende Fertigung steht hier im Vordergrund, sondern<br />
Biegen, Stanzen und Schweißen. So müssen die Hairpins,<br />
also die gebogenen Drähte des Elektromotors,<br />
überprüft werden. Oftmals kommt hier für den sogenannten<br />
Golden-Part-Ansatz die Zeiss-Software Reverse<br />
<strong>Engineering</strong> zum Zug. Das heißt, mit ihr erfolgt nach einem<br />
Scan die Flächenrückführung eines Gutteils, gegen<br />
dessen CAD-Daten die weiteren Hairpins in der Folge<br />
gemessen werden.<br />
Dafür lässt sich auf einem Multisensor-Koordinatenmessgerät<br />
O-Inspect der chromatisch-konfokale Weißlichtsensor<br />
Dotscan einsetzen, der auch bei diesen<br />
hochglänzenden, spiegelnden Oberflächen funktioniert“,<br />
so Stempfle. Gleichwohl bestehe auch die Anforderung<br />
von Kundenseite, die Hairpins in der Biegemaschinen-Linie<br />
zu überprüfen – etwa ob Reste von Isolationslack<br />
darauf zu finden sind. „Hier geht kein Weg an<br />
Kamerasystemen vorbei, die Messzeiten im Bereich von<br />
etwa 100 Millisekunden bieten“, stellt der Zeiss-Experte<br />
klar.<br />
Besondere Anforderungen stellen auch die zweistufigen<br />
Reduktionsgetriebe, die so leise wie möglich sein<br />
sollen. „Die Oberflächenrauheiten der Zahnflanken sind<br />
hier ganz entscheidend. Dafür kommen wiederum unsere<br />
hochgenauen Koordinaten- oder Oberflächenmessgeräte<br />
für den Feinmessraum zum Einsatz“, so<br />
Stempfle. Hier ist man ganz klar bei taktilen Sensoren.<br />
Neue Produkte im Bereich optische Messtechnik<br />
Doch beobachtet man auch bei Zeiss, dass für viele<br />
Messaufgaben optische Messsysteme gefragt sind, weil<br />
sie zum Beispiel schnellere Messergebnisse liefern.<br />
„Doch dafür sollte man sich ein wenig mit den Grundlagen<br />
der optischen Messtechnik befassen“, mahnte Aksel<br />
Göhnermeier, Produktmanager optische Messsysteme<br />
bei Zeiss, auf der Veranstaltung in Stuttgart. „Die<br />
optische Messtechnik ist weniger intuitiv. Man muss<br />
wissen, welches Bild man von einem Objekt erhält und<br />
welchen Winkel man wählen muss, um mehr Details zu<br />
sehen oder eine höhere Auflösung zu erzielen.“ Im Prinzip<br />
müsse man bei jedem Bauteil abwägen, welchen<br />
Kompromiss man eingehen wolle.<br />
Göhnermeier gab einen Einblick in die anstehenden<br />
Produktneuheiten bei Zeiss im optischen Bereich. Dazu<br />
gehört ein neues Koordinatenmessgerät, das in der<br />
Grundausstattung mit einem optischen Bildsensor ausgestattet<br />
sein wird und eine Messgenauigkeit von 1 bis<br />
2 μm aufweist – vergleichbar also mit dem des digitalen<br />
Messprojektors O-Select. Das neue Gerät bietet eine<br />
Auflösungsleistung von 200 %. Damit habe man einen<br />
guten Kompromiss gefunden aus großem Sehfeld und<br />
der Auflösung auch kleinerer Strukturen.<br />
Basis des neuen optischen Koordinatenmessgeräts<br />
ist das bewährte Multisensor-Messgerät O-Inspect 322.<br />
Ausgeliefert wird es mit der intuitiv zu bedienenden<br />
Neo Select Software, die vom O-Select bekannt ist. Bestandteil<br />
ist außerdem eine Kamera als Navigationshilfe<br />
analog zum Digitalmikroskop Smartzoom. Das heißt,<br />
diese fährt automatisch auf die Probe und sorgt für ein<br />
größeres Bild. Das neue Messgerät verfügt über eine<br />
Wechselschnittstelle für Beleuchtung, sodass optional<br />
Ringlicht einsetzbar ist. In Vorbereitung ist bei Zeiss laut<br />
Göhnermeier auch ein taktiler Sensor für dieses neue<br />
Messgerät. „Doch in erster Linie soll es ein Messgerät<br />
sein, das schnelle, einfache optische Messungen ermöglicht“,<br />
so der Produktmanager.<br />
Neue Aufgaben im Umfeld der Elektromobilität ergeben<br />
sich nach Darstellung von Frank Kalmbach, Leiter<br />
des Prüflabors CT bei Zeiss, auch für die Computertomographie.<br />
„Der Drehtisch, auf dem das Bauteil im CT liegt,<br />
wird jeweils um 0,3 ° gedreht – und dadurch entstehen<br />
pro Bauteil zwischen 1500 und 1800 2D-Bilder, die dann<br />
zu einer 3D-Voxeldatei zusammengerechnet werden.<br />
Dadurch ist im Prinzip die gesamte Klaviatur der Messtechnik<br />
möglich“, so Kalmbach. Dies beginnt bei Soll-Ist-<br />
Vergleichen und geht über das Suchen und Analysieren<br />
von Defekten und die Prüfung von Faserorientierungen<br />
in Verbundmaterialien bis hin zur klassischen Messtechnik.<br />
„Letzteres ist vor allem dort interessant, wo ein<br />
Taster nicht reinkommt“, sagt Kalmbach. Nach seiner<br />
Aussage wird die Artefakte-Reduktion immer besser.<br />
Und Software-seitig hat Zeiss dafür gesorgt, dass sich<br />
die in der Regel zwischen 3 und 20 Gigabyte großen Voxeldatensätze<br />
so schnell in eine Datenbank hochladen<br />
lassen, dass man sie in Echtzeit mit dem Qualitätsdatenmanagementsystem<br />
Piweb auswerten kann. ■<br />
Webhinweis<br />
Patrick Stempfle, Projektleiter<br />
New Energy Vehicles<br />
bei Zeiss, stellte auf<br />
dem Technologietag in<br />
Stuttgart die Trends in<br />
der Messtechnik für die<br />
Elektromobilität vor<br />
Bild: <strong>Quality</strong> Engieering<br />
Welche Lösungen für die Elektromobiliät Zeiss im<br />
vergangenen Jahr auf der Control<br />
gezeigt hat, sehen Sie in diese Video:<br />
http://hier.pro/X0ufK<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong> 51
:: Technik<br />
3D-Multisensor-Koordinatenmesstechnik sichert bei Vitz die Präzisionsfertigung<br />
Ohne Messen geht nichts mehr<br />
Die Messtechnik spielt beim Stanz- und Biegetechnikspezialist Johann Vitz in Velbert seit jeher<br />
eine zentrale Rolle. Geschäftsführer Michael Vitz ist überzeugt davon, dass vor allem die<br />
3D-Multisensor-Koordinatenmesstechnik von Werth dem Familienunternehmen in vielen<br />
Fällen einen Wettbewerbsvorsprung sichert.<br />
Vitz fertigt mit rund 300 Mitarbeitern und über 350<br />
modernen Produktionsmaschinen Federn, Stanz- und<br />
Biegeteile aus Rund- und Flachmaterial sowie Abschirmtechnik<br />
für die Elektronikindustrie. „Unsere Spezialität<br />
ist die Verarbeitung von hartem und dünnem<br />
Material von 4 mm bis zu 40 μm Folienstärke“, betont<br />
der Geschäftsführer. Die Kunden kommen vor allem aus<br />
Industriebereichen wie Automobil, Telekommunikation,<br />
Haushaltsgeräte und Maschinenbau. Sie schätzen laut<br />
Vitz „die Flexibilität und Innovationskraft unseres Unternehmens<br />
sowie die hohen Qualitätsstandards unserer<br />
Produkte“.<br />
Für die Qualität macht er sowohl seine erfahrenen<br />
Mitarbeiter als auch die hochwertige Produktions- und<br />
Messtechnik verantwortlich: „Modernste Prüfgeräte in<br />
der Fertigung und Qualitätsabteilung sind die Basis für<br />
präzise, individuelle und kostengünstige Produktlösungen.“<br />
Schon seit vielen Jahren arbeitet sein Unternehmen<br />
mit Messgeräten von Werth Messtechnik – ursprünglich<br />
um Drahtbiegeteile mit hohen Qualitätsanforderungen<br />
optisch zu messen. 1989 wurde dafür der<br />
Messprojektor Optimus angeschafft, der noch heute im<br />
Einsatz ist. Von herkömmlichen Profilprojektoren unterscheidet<br />
er sich durch sein integriertes „Tastauge“, einem<br />
Glasfasersensor zur vollautomatischen Kantenerkennung,<br />
der bereits in den 1970er Jahren von Werth<br />
Messtechnik vorgestellt wurde.<br />
Optische Messmethoden sind bei Vitz – bedingt<br />
durch das Produktprogramm, das viele dünnwandige<br />
und filigrane Teile enthält – von besonderer Bedeutung.<br />
Das berührungslose Messen vermeidet Fehler, die durch<br />
das Nachgeben des Teils beim mechanischen Antasten<br />
entstehen könnten. So investierten die Vitz-Verantwortlichen<br />
1996 in ihr erstes Video Check S Messgerät mit<br />
Bildverarbeitungs-Sensorik von Werth, dem 1999 ein<br />
Scope Check S folgte. „Werth war schon immer führend<br />
im Bereich der optischen Messtechnik“, sagt Michael<br />
Vitz zur damaligen Entscheidung. „Und wenn es auf<br />
hochpräzise Messergebnisse ankommt, führt bei uns<br />
kein Weg an Werth vorbei. Denn wir durften mehrfach<br />
feststellen, dass wir durch diese 3D-Koordinatenmessgeräte<br />
einen Wettbewerbsvorteil erreichen.“<br />
Als Beispiel führt er die berührungslose Messung von<br />
Ebenheiten an Flächen an: „Diesbezüglich waren wir<br />
mit der Werth Bildverarbeitung inklusive Zoom und integriertem<br />
Autofokus schon Ende der 90er Jahre weit<br />
fortgeschritten. Wir konnten Ebenheiten mit hoher Wiederholbarkeit<br />
messen, was den meisten Mitbewerbern<br />
nicht gelang.“ Das verschaffte Vitz eine gute Auftragslage,<br />
insbesondere im Bereich Abschirmtechnik. Die Spezialisten<br />
für Stanzbiegeteile bekamen beispielsweise<br />
den Auftrag, Abschirmbleche für Mobiltelefone zu produzieren,<br />
die eine Ebenheit von 0,1 mm aufweisen<br />
mussten.<br />
Der Autor<br />
Der Video Check IP im<br />
QS-Messraum wurde<br />
mehrfach aktualisiert,<br />
zuletzt mit dem schaltenden<br />
Taster TP200 und<br />
einem Drehschwenkgelenk.<br />
Rechts daneben ist<br />
der Offline-Programmierplatz<br />
zu sehen<br />
Bild: Werth<br />
Wolfgang Klingauf<br />
K+K-PR<br />
im Auftrag von<br />
Werth Messtechnik<br />
www.werth.de<br />
52 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong>
Highlight im QS-Messraum bei Vitz ist der Scope Check FB-DZ, ein Portal-<br />
Messgerät von Werth mit zwei unabhängigen Pinolen für die optische und<br />
die taktile Messung Bild: Werth<br />
Um diese und ähnliche Aufgaben noch schneller und<br />
präziser erfüllen zu können, investierten sie 2002 in einen<br />
weiteren Video Check S 400 mit zwei optischen<br />
Strahlengängen. Zusätzlich zur flexiblen Zoomoptik ist<br />
ein Festoptikstrahlengang mit hochgenauem Lasersensor<br />
zum schnellen Scannen integriert. Die hohe und<br />
langzeitstabile Präzision dieser Geräteserie wird durch<br />
ein einzigartiges Führungssystem gewährleistet. Die<br />
Vorspannung der Lagerung wird durch Magnet- und<br />
Schwerkraft erzeugt. Dieses reduziert erheblich die innere<br />
Reibung der Lagerung und minimiert damit das<br />
Umkehrspiel der Messachsen, was zu einer sehr geringen<br />
Längenmessabweichung führt.<br />
Taktile Sensoren ergänzen die Optik, um<br />
unterschiedliche Verfahren in einem Gerät zu nutzen<br />
Christian Franke, Bereichsleiter Qualitätssicherung, ist<br />
unter anderem für die Beschaffung und Weiterentwicklung<br />
der Messtechnik zuständig. Er weist auf die Multisensorik<br />
hin, eine Stärke der Werth-Messgeräte: „Unsere<br />
ersten 3D-Koordinatenmessgeräte von Werth waren<br />
zunächst nur mit optischen Sensoren ausgestattet.<br />
Schon bald haben wir taktile Messverfahren nachgerüstet<br />
und fortan nur noch Multisensorgeräte bestellt.<br />
Denn die Vorteile, unterschiedliche Verfahren in einem<br />
Gerät zu nutzen, sind für uns von großer Bedeutung.“<br />
So können die Mitarbeiter in der Qualitätssicherung<br />
von Produkt zu Produkt entscheiden, welche Merkmale<br />
mit welchem Sensor gemessen werden – je nach erforderlicher<br />
Genauigkeit und womit sie schneller zum Ergebnis<br />
kommen. Patrick Fornalik, einer von vier Mitarbeitern<br />
in der Qualitätssicherung, die täglich an den<br />
Messgeräten arbeiten, bestätigt: „Das Schöne an der<br />
Multisensortechnik ist, dass wir immer im gleichen Koordinatensystem<br />
bleiben, ganz egal, ob wir optisch oder<br />
taktil messen. Da ist kein fehlerbehaftetes Umspannen<br />
auf andere Geräte oder Umrechnen von Sensorpositionen<br />
erforderlich.“<br />
Der Messraum als Zentrale<br />
für Erstbemusterung und Programmierung<br />
Fornaliks Arbeitsplatz ist der QS-Messraum, in dem sich<br />
heute neben einem Win Werth Offline-Programmierplatz<br />
auch der älteste der vorhandenen Video Check S<br />
400 befindet. 1999 gekauft, ließ Vitz ihn immer wieder<br />
auf den aktuellen Stand der Technik bringen. Erst mit<br />
dem schaltenden Taster TP20, dann mit dem Werth Fasertaster,<br />
und schließlich wurde der TP20 gegen einen<br />
TP200 mit Drehschwenkgelenk getauscht. „Werth liefert<br />
langzeitpräzise Mechanik und macht es möglich,<br />
auch die Software älterer Geräte immer auf aktuellen<br />
Stand zu bringen“, hebt QS-Leiter Christian Franke her-<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong> 53
:: Technik<br />
Der Markt hat den Verantwortlichen bei Vitz klar gemacht, wie wichtig exaktes Messen ist,<br />
um die Artikel richtig fertigen und die Anforderungen der Kunden erfüllen zu können (v.l.n.r.):<br />
Geschäftsführer Michael Vitz, Christian Franke (Bereichsleiter Qualitätssicherung) und<br />
Patrick Fornalik (Mitarbeiter Qualitätssicherung) Bild: Werth<br />
vor. Der Video Check arbeitet mit dem aktuellen Release<br />
der Win Werth Messsoftware, wie auch alle anderen<br />
Messgeräte von Werth im Hause Vitz.<br />
Das zweite Messgerät im QS-Messraum ist der 2017<br />
gekaufte Scope Check FB-DZ 400 x 500, der mit einem<br />
Bildverarbeitungssensor samt patentierter Werth<br />
Zoom-Optik mit integriertem Laserabstandssensor<br />
Werth Laser Probe ausgestattet ist. Er enthält außerdem<br />
ein Drehschwenkgelenk für den messenden Taster<br />
SP25 und zwei taktil-optische Sensoren Contour Probe.<br />
„Dieses Messgerät in der Bauweise feste Brücke verfügt<br />
über zwei unabhängige Pinolen für die optische<br />
und die taktile Messung, wodurch sich beide Messprinzipien<br />
optimal kombinieren lassen“, erklärt Franke.<br />
Während der eine Sensor misst, bleibt die zweite Pinole<br />
außerhalb des Messbereichs in Parkposition. So sind die<br />
Geometrien am Werkstück von allen Seiten gut zugänglich<br />
– ohne jegliches Kollisionsrisiko. Die von Werth entwickelte<br />
Rückzugsachse für die Wechselstation des Tasters<br />
ermöglicht es, ohne Verlust von Messbereich verschiedenste<br />
Messtaster vollautomatisch einzuwechseln.<br />
Dazu wird die Wechselstation über die Achsen des<br />
Koordinatenmessgeräts aus der Parkposition in den<br />
Messbereich geschoben und anschließend wieder außerhalb<br />
geparkt.<br />
„Das Messgerät nutzen wir hauptsächlich für unsere<br />
Erstbemusterung“, erklärt Fornalik. „Es misst sehr<br />
schnell, und durch die umfangreiche Sensorausstattung<br />
sowie dem großen Messbereich können wir auch komplizierte<br />
Bauteile in allen Positionen abscannen.“ Fornalik<br />
und seine Kollegen nutzen den Scope Check FB-DZ<br />
zudem, um Messprogramme für die anderen 3D-Koordinatenmessgeräte<br />
von Werth zu erstellen, die in der Fertigung<br />
eingesetzt werden. „Unsere Produktionsmitarbeiter<br />
und Werkzeugbauer benötigen zum Teil anspruchsvolle<br />
Programme, die sich Offline nur schwer erstellen<br />
lassen würden“, so Fornalik. „Da unser Portalgerät<br />
zu den anderen Messgeräten abwärtskompatibel ist,<br />
tun wir uns hier viel leichter mit dem Programmieren<br />
und blockieren keine Kapazitäten im Fertigungsmessraum.<br />
Im Gegenteil. Das Portalgerät fungiert auch als<br />
Backup, falls dort ein Messgerät ausfällt.“<br />
Im Fertigungsmessraum messen die Werker selbst –<br />
etwa zur Kontrolle des Produktionsprozesses<br />
Den Fertigungsmessraum nutzen Produktionsmitarbeiter<br />
und Werkzeugmacher bei Vitz zum Einfahren der<br />
Maschinen, zur Begleitung und Kontrolle des Produktionsprozesses<br />
sowie bei Änderungen am Werkzeug. Zur<br />
Ausstattung gehören ein Scope Check S sowie zwei Video<br />
Check S.<br />
Der Scope Check S wird vor allem für vollautomatische<br />
Messungen von Steckerkontakten genutzt, die in<br />
großen Stückzahlen für die Automobilindustrie produziert<br />
werden. Der Video Check S aus dem Jahr 2002 enthält<br />
die Festoptik mit dem integrierten Werth Laser Probe<br />
WLP, was ihn für schnelle hochgenaue Flächenmessungen<br />
in hoher Punktedichte prädestiniert.<br />
Messgerät Nummer drei ist der jüngste Video Check<br />
S 400, umfangreich ausgestattet mit dem Werth Zoom<br />
und WLP, einem messenden Taster SP25M und zwei taktil-optischen<br />
Tastschnittsensoren Werth Contour Probe<br />
WCP, ergänzt durch eine Tasterrückzugsachse und eine<br />
54 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong>
Mit dem taktil-optischen Tastschnittsensoren Werth Contour Probe<br />
WCP lassen sich Wellenprofile sehr gut messen Bild: Werth<br />
Die Tasterwechselstation für den WCP wurde vor zwei Jahren nachgerüstet.<br />
Werth hat diese so konstruiert, dass sie außerhalb des<br />
Messbereiches platziert ist und nur zum Tasterwechsel in den Messbereich<br />
positioniert wird Bild: Werth<br />
Parkstation für die Sensoren. „Wir nutzen diesen Video<br />
Check in erster Linie für Konturprüfungen einer bis zu<br />
270 mm breiten und nur 65 μm dicken Katalysatorfolie,<br />
die unser Kunde in Rußpartikelfiltern einsetzt“, erklärt<br />
Fornalik. „In diese Folie stanzen wir ein Wellenprofil und<br />
diverse Löcher. Vor allem durch den Tastschnittsensor,<br />
der sich auf Grund des Multisensor-Konzeptes in Werkstückkoordinaten<br />
positionieren lässt, sind wir in der Lage,<br />
alle Merkmale präzise, schnell und wiederholbar zu<br />
messen.“<br />
Schnell bedeutet, dass der automatisierte Vorgang<br />
heute nur noch 12 min dauert. Zum Vergleich: Früher<br />
dauerte es 1 h, als noch jede einzelne Kontur per Hand<br />
auf einem klassischen Konturmessgerät gemessen werden<br />
musste.<br />
Reproduzierbare Messergebnisse<br />
optimieren die Fertigung<br />
Wie wichtig das Messen in der Fertigung auch aus wirtschaftlicher<br />
Sicht ist, macht Geschäftsführer Vitz am<br />
Beispiel der Katalysatorfolie deutlich: „Beim Einrichten<br />
der Stanzmaschine auf das sehr eng tolerierte Produkt<br />
sind meist mehrmalige Korrekturen erforderlich, die<br />
dank der schnellen Messungen durch den Werker selbst<br />
nur noch wenig Zeit beanspruchen. Das reduziert die<br />
Maschinenstillstandzeiten extrem.“<br />
Auch in der Produktionsbegleitung und Prozesssteuerung<br />
zahlt sich die Messtechnik aus. Die Werker<br />
nehmen in gewissen Abständen Stichproben, die sie im<br />
Fertigungsmessraum nach Vorgaben der Qualitätssicherung<br />
auf den jeweils geeigneten Messgeräten von<br />
Werth messen. Sie erkennen, wenn sich Maße verändern<br />
und können dementsprechend nachjustieren.<br />
Da die Messdaten regelmäßig reproduzierbar erfasst<br />
und protokolliert werden, erhalten die Verantwortlichen<br />
auch verlässliche Aussagen über langfristige Trends im<br />
Produktionsverlauf und können entsprechende Maßnahmen<br />
einleiten. Die Daten dienen auch als Referenz<br />
gegenüber dem Kunden.<br />
Die Erfahrung der vergangenen Jahre hat Geschäftsführer<br />
Vitz und seinen Mitarbeitern gezeigt, wie wichtig<br />
exaktes Messen ist, um wirtschaftlich fertigen und die<br />
Anforderungen der Kunden erfüllen zu können: „Da diese<br />
immer weiter steigen, müssen wir auch in der Messtechnik<br />
up to date bleiben. Wahrscheinlich werden wir<br />
als nächstes in die Computertomographie von Werth<br />
investieren, die vollumfängliche 3D Messdaten in nur<br />
einer Messung liefert.“<br />
■<br />
Webhinweis<br />
Ein Video von Werth zum Portal-Messgerät Scope<br />
Check für die optische und die taktile<br />
Messung sehen Sie hier:<br />
http://hier.pro/BSH6Z<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong> 55
:: Technik<br />
Die X-Orbit wurde zur automatisierten<br />
3D-Koordinatenmessung<br />
nahtlos in die<br />
Produktionslinie für Elektroden<br />
und Formeinsätze integriert<br />
Bild: Wenzel<br />
Automatisierte Formenprüfung<br />
Stabil und präzise<br />
Chyuan, ein Hersteller von Spritzgussformen, hat eine automatisierte 3D-Koordinatenmessung<br />
nahtlos in seine Produktionslinie integriert. Das Unternehmen setzt dabei auf Maschinen von<br />
Wenzel. Aufgrund von Herausforderungen wie Vibrationen und Temperaturschwankungen war<br />
besonders die Stabilität der Technologie gefragt.<br />
Bei den Formenherstellern hat die Einführung<br />
von Präzisions- und Hochleistungsformen<br />
in den vergangenen Jahren zu immer<br />
höheren Qualitätsanforderungen geführt.<br />
Die Präzision der Form wird durch die Maßgenauigkeit<br />
der Elektrode bestimmt. Daher<br />
ist es von entscheidender Bedeutung, vor<br />
der Formverarbeitung genaue Messungen<br />
der Größe und Form der Elektrode durchzuführen.<br />
Die Autorin<br />
Zhao Lili<br />
Marketing Specialist<br />
Wenzel Measuring<br />
Machines<br />
www.wenzel-group.com<br />
Das Unternehmen Changyuan Technology<br />
(Chyuan) aus China, hat sich auf die Entwicklung<br />
und Herstellung von Automobil-<br />
Spritzgussformen spezialisiert. Mit einer geplanten<br />
Produktionskapazität von 450 Millionen<br />
Formen ist das Unternehmen einer<br />
der größten Einzelhersteller von Kfz-Spritzgussformen<br />
in Nordchina.<br />
Zur effizienteren Herstellung von Präzisionsformen<br />
hat Chyuan in seinem neuen<br />
Werk eine vollautomatisierte Produktionslinie<br />
für Elektroden und Formeinsätze in Betrieb<br />
genommen. Diese ermöglicht die Integration<br />
von Demontage-, Verarbeitungs-, Inspektions-,<br />
Reparatur- und Offline-Prozessen<br />
für die Elektroden.<br />
Da das eingesetzte Messsystem der<br />
Schlüssel einer optimalen Qualitätssicherung<br />
ist, bevorzugt Chyuan den Einsatz von<br />
Koordinatenmessgeräten. Diese bieten eine<br />
sehr effektive Methode zur Messung und Erfassung<br />
von Dimensionsdaten. So kann ein<br />
Koordinatenmessgerät eine Vielzahl von<br />
Werkzeugen zur Messung der Oberflächenbeschaffenheit<br />
und teure kombinierte Lehren<br />
ersetzen. Außerdem reduziert es den<br />
Zeitaufwand für komplexe Messungen von<br />
Stunden auf Minuten und garantiert sowohl<br />
die Effizienz als auch die Genauigkeit<br />
der Messung von Größe, Form und Lagetoleranz<br />
der Elektroden.<br />
Automatisierte Messungen in der<br />
direkten Produktionsumgebung<br />
Chyuan setzt auf die Wenzel-Koordinatenmessgeräte<br />
X-Orbit 77 und LHF 2517. Die<br />
Zahlen stehen für das Messvolumen in der<br />
X- und Z-Achse von 700 mm x 700 mm beziehungsweise<br />
2500 mm x 1700 mm. Die<br />
X-Orbit wurde 2019 zur automatisierten<br />
3D-Koordinatenmessung nahtlos in die Produktionslinie<br />
für Elektroden und Formeinsätze<br />
integriert (siehe Kasten). Das CNC-Portalmessgerät<br />
ist sehr gut für die Shopfloor-<br />
Umgebung geeignet und kann mit schal-<br />
56 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong>
Die LHF 2517 ist ein Großportalmessgerät in Gantry- und Brückenbauweise für<br />
mittlere und große Werkstücke Bild: Wenzel<br />
tenden, messenden und optischen Sensoren<br />
bestückt werden.<br />
Die LHF 2517 ist ein Großportalmessgerät<br />
in Brückenbauweise für mittlere und<br />
große Werkstücke. Die bodenebene Bauweise<br />
der LHF ermöglicht eine einfache Bestückung<br />
mit großen Teilen bei hoher Bewegungsfreiheit<br />
für den Anwender. Der Doppelantrieb<br />
in der Y-Achse der LHF sorgt für<br />
hohe Messgeschwindigkeiten und eine ausgezeichnete<br />
Stabilität der Führungen.<br />
Messdurchsatz und Stabilität<br />
der Maschine geben den Ausschlag<br />
Die Integration in die Fertigungsumgebung<br />
ist grundsätzlich eine Herausforderung. Vibrationen<br />
und Temperaturschwankungen,<br />
die dort herrschen, erschweren den Einsatz<br />
eines hochpräzisen Koordinatenmessgeräts.<br />
Dass dies mit den Wenzel-Geräten möglich<br />
ist, war ein wichtiges Argument für die<br />
Technologie.<br />
Die Entscheidung für Wenzel fiel nach einem<br />
strengen Auswahlprozess. „Erstens erfordert<br />
unsere automatisierte Produktionslinie<br />
eine sehr stabile Messmaschine“, erklärt<br />
Quang Hang, Qualitätsmanager bei<br />
Chyuan. „Bei den Messgeräten von Wenzel<br />
sind die Luftlagerführungen in die Granitbasisplatte<br />
integriert. Die drei Achsen sind einheitlich<br />
aus Granit und die Oberfläche wird<br />
mit hoher Präzision per Hand geläppt.“ Dies<br />
gewährleiste langfristige Stabilität.<br />
Außerdem verfüge Wenzel über ein ausgeklügeltes<br />
automatisches Prüfsystem für<br />
Elektroden, welches das automatische Beund<br />
Entladen verschiedener Werkstücke, die<br />
automatische Identifizierung, Erkennung<br />
und Interpretation der Prüfergebnisse sowie<br />
die automatische Speicherung der Messergebnisse<br />
realisieren kann.<br />
„Unserer Techniker reisten vor der Anschaffung<br />
zu einem bekannten Formenbauunternehmen<br />
in Europa, um sich den erfolgreichen<br />
Einsatz der Messlösung von Wenzel<br />
live vor Ort anzuschauen“, so Quang Hang.<br />
„Der hohe Messdurchsatz und die ausgezeichnete<br />
Stabilität der Messmaschinen<br />
überzeugten uns schließlich.“<br />
Der Qualitätsmanager führt weiter aus,<br />
dass die Bediener mit der Lösung sehr zufrieden<br />
sind, da die Koordinatenmessgeräte<br />
intuitiv und einfach zu bedienen sind. Auch<br />
von dem Service ist er angetan. Er freut sich<br />
auf eine weiterhin kooperative und erfolgreiche<br />
Partnerschaft.<br />
■<br />
Automatisiert und inline<br />
Workflow für das Messen der Elektroden:<br />
:: Automatisiertes Be- und Entladen der Werkstücke<br />
auf dem Koordinatenmessgerät mit einem<br />
Roboter<br />
:: Automatische Identifizierung von Werkstückinformationen<br />
durch den RFID-Chip<br />
:: Automatische Messung: Nach der Identifizierung<br />
der verschiedenen Werkstückinformationen werden<br />
diese automatisch mit dem Messprogramm<br />
abgeglichen, um die Messung abzuschließen.<br />
:: Automatische Sortierung: Nach der Messung werden<br />
die entsprechenden Messergebnisse der RFID-<br />
Chip-Werkstückinformationen automatisch gespeichert,<br />
der Status des Werkstücks wird automatisch<br />
als qualifiziert oder nicht qualifiziert identifiziert,<br />
und die qualifizierten und nicht qualifizierten<br />
Werkstücke werden automatisch in das Rack<br />
sortiert.<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong> 57
:: Technik<br />
Messtechnik für die Elektromobiliät<br />
Deformationen von<br />
Zelloberflächen auf der Spur<br />
Zunehmend werden sogenannte Pouch-Bag-Akku-Zellen für die Elektromobilität verwendet.<br />
Inwieweit sich deren Zelloberflächen im Lade- und Entladevorgang sowie unter thermischer<br />
Belastung verändern, hat der Göppinger Messdienstleister Topometric mit Hilfe der<br />
Deformationsanalyse geprüft.<br />
Hier zeigt sich das Verhalten<br />
der Zellwände bei<br />
Temperaturänderungen<br />
Bild: Topometric<br />
Der Autor<br />
Markus Geiger<br />
Teamleiter<br />
3D-Bewegungsanalyse,<br />
Optische Messtechnik<br />
Topometric<br />
www.topometric.de<br />
Entscheidend für den Erfolg von Elektrofahrzeugen am<br />
Markt ist vor allem die Reichweite, die in erster Linie von<br />
der Leistungsfähigkeit der eingesetzten Akkumulatoren<br />
abhängt. In der Elektromobilität werden Akkus in unterschiedlichen<br />
Formaten eingesetzt. Dieses sind traditionell<br />
Akku-Zellen mit einem runden (zylindrisch) oder<br />
eckigen Querschnitt (prismatisch), die mit einem starren<br />
und massiven Metallgehäuse ummantelt sind. Zunehmend<br />
kommen aber auch sogenannte Pouch-Zellen<br />
zum Einsatz, die meist mit flexiblen kunststoffbeschichteten<br />
Hüllen auf Aluminiumbasis umschlossen werden.<br />
Aus den Zell-Geometrien ergeben sich unterschiedliche<br />
Bedarfe an das Volumen im Fahrzeug. Weitere Kriterien<br />
wie Energiedichte, Kosten, Sicherheit, Lebensdauer, Umgebungsbedingungen,<br />
Abmessungen, Integrationsmöglichkeiten<br />
und Wärmeentwicklung der Zellen sind<br />
ebenfalls zu berücksichtigen.<br />
Eigenschaften und Form der Akkus können durch<br />
chemische, physikalische und thermische Einflüsse verändert<br />
werden. Äußere Krafteinwirkungen können<br />
Stauchungen oder Dehnungen der Oberflächen verursachen.<br />
Zylindrische und prismatische Akkus mit einem<br />
massiven Gehäuse können einem größeren Druck ohne<br />
Verformung standhalten. Pouch-Zellen sind jedoch aufgrund<br />
der relativ dünnen Außenhülle gegenüber mechanischen<br />
Beschädigungen empfindlich. Inwieweit<br />
sich die Zelloberfläche einer Pouch-Bag-Akku-Zelle im<br />
Lade- und Entladevorgang sowie unter thermischer Belastung<br />
verändert, hat Topometric mit Hilfe der Deformationsanalyse<br />
geprüft.<br />
Die Wahl des Messverfahrens wurde aufgrund des<br />
Beratungsgesprächs mit dem Kunden festgelegt: Im Fall<br />
der Pouch-Bag-Akku-Zelle bestand die Anforderung darin,<br />
sowohl die reine Bewegung als auch die Deformation<br />
der Akku-Zelle zu prüfen. Das heißt, es müssen neben<br />
Punkten auch Flächen dynamisch gemessen werden.<br />
Um zu ermitteln, an welcher Position der Zelle die<br />
Veränderungen während des Ladevorgangs auftreten,<br />
wurde das Verfahren der 3D-Bewegungsanalyse mittels<br />
Bildkorrelation gewählt. Hierbei werden während der<br />
Verformung mehrere Bilder des Bauteils aufgenommen.<br />
Durch den Einsatz von zwei Kameras können Verschiebungen<br />
und Dehnungen dreidimensional gemessen<br />
werden. Anhand der gewonnenen Bildinformationen<br />
können einzelne Bildbereiche hochgenau analysiert<br />
werden. Es wurde die Änderungen der Oberfläche in allen<br />
Achsrichtungen erfasst, sodass daraus die lokalen<br />
Änderungen der Fläche – wie Dehnung und Stauchung<br />
– abgeleitet werden konnte. Der Fokus lag dabei auf der<br />
gesamten Dickenänderung der Zelle und dem damit zusammenhängenden<br />
Bauteilverhalten im Bereich der<br />
Ableiter.<br />
Selbst kleinste Änderungen können gemessen werden<br />
Um die Flächendaten zu ermitteln, wird auf das Objekt<br />
mit einem Farbspray ein stochastisches Muster aufgetragen.<br />
Das heißt, es wird eine weiße Grundierung mit<br />
einem schwarzen, zufälligen Muster versehen. Im Kamerabild<br />
teilt die Bildverarbeitungssoftware dann die<br />
Oberfläche des Messobjekts in viele kleine Einzelbereiche<br />
von wenigen Pixeln ein. Durch die Eindeutigkeit des<br />
Musters in jedem Messbereich kann nicht nur die<br />
3D-Koordinate von jedem Bereich berechnet und somit<br />
Bewegung festgestellt werden. Auch durch Verformung<br />
hervorgerufene Änderungen an den einzelnen Messstellen<br />
können durch die Musterkennung berechnet<br />
werden. Diese Änderungen werden anhand des Kontrastunterschieds<br />
des Musters im Bild, selbst im Subpixelbereich,<br />
festgestellt. Dadurch können auch kleinste<br />
58 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong>
Änderungen gemessen werden.<br />
Unter Berücksichtigung der angrenzenden<br />
Messstellen, kann für<br />
jeden einzelnen 3D-Punkt eine<br />
Aussage über Dehnungen oder<br />
Stauchungen gemacht werden.<br />
Zur Erfassung der mit dem<br />
Kontrastspray vorbereiteten Oberflächen<br />
arbeitet Topometric mit<br />
dem Aramis SRX Sensor von GOM.<br />
Mit einer Auflösung von 12 Mpx<br />
pro Kamera können insbesondere<br />
bei kleineren Messvolumina sehr<br />
hohe Ortsauflösungen erreicht<br />
und dadurch die Genauigkeit gesteigert<br />
werden. Ein Messvolumen<br />
von 260 x 200 x 80 mm deckt<br />
die Fläche des zu messenden<br />
Pouch-Bag-Akkus mit den Maßen<br />
160 x 160 mm perfekt ab.<br />
Für den Messvorgang hat Topometric<br />
den Sensor mit einer 300<br />
mm breiten Basis montiert, sodass<br />
ein uneingeschränkter Zugang<br />
zu der Oberfläche der Akku-Zelle besteht. Dadurch<br />
wurde auch der parallellaufende Messvorgang der Wärmebildkamera<br />
ermöglicht. Um den Kontrast in den Kameraaufnahmen<br />
zwischen Grundierung und Musterpunkten<br />
weiter zu verstärken und die Zuordnung der<br />
einzelnen Bildstufen zu verbessern, wurde die Pouch-<br />
Bag-Akku-Zelle zusätzlich mit einem speziellen LED-<br />
Licht ausgeleuchtet.<br />
Die Messung erfolgte über einen Zeitraum von 3 h. In<br />
dieser Zeit wurde alle 5 s ein Stereobildpaar aufgenommen.<br />
Die Mess-Software wertete diese auf Basis der vorliegenden<br />
Parameter auf. Anschließend wurden die Da-<br />
ten hinsichtlich der Dickenänderung analysiert und zur<br />
Visualisierung als Falschfarbenvergleich über das Kamerabild<br />
gelegt. Beim Falschfarbenvergleich werden Farben<br />
verwendet, die von der eigentlichen Farbgebung<br />
abweichen. Ziel ist es, die Nuancen in einem Bild stärker<br />
unterscheidbar zu machen. Der Falschfarbenvergleich<br />
liefert schnell und umfassend Details über die Geometrie<br />
des Bauteils beziehungsweise über Segmente des<br />
Bauteils. Der Temperaturausdehnungskoeffizient für<br />
die Pouch-Bag-Zelle kann anschließend durch die Kombination<br />
von 3D-Oberflächendaten und den Aufnahmen<br />
der Wärmebildkamera errechnet werden. ■<br />
Die Dickenänderung<br />
der Zelloberfläche der<br />
Pouch-Bag-Akkuzelle<br />
während des Lade- und<br />
Entladevorgangs<br />
Bild: Topometric<br />
Null-Fehler-Strategie<br />
in der Produktion<br />
ZEISS GUARDUS<br />
Die Welten von Qualitäts- und<br />
Produktions-Management verschmelzen<br />
auf einer integrierten<br />
Software-Plattform.<br />
Das Ziel: Qualitätskosten runter,<br />
Produktions-Performance rauf.<br />
<br />
die digitale Industrie 4.0-Zukunft.<br />
zeiss.com<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong> 59
:: Technik<br />
Christian Schwarz, Qualitätsprüfer bei KTM Motorsport, bei der Durchführung eines 3D-Scans eines Motorradrahmens Bild: Creaform<br />
KTM Motorsport setz auf 3D-Scanner von Creaform für die Qualitätssicherung<br />
Mit Mensch und Messtechnik<br />
zur Maschinenbestzeit<br />
Für den Bau von Hochleistungsmotorrädern sind rennerprobte Komponenten und Teile<br />
erforderlich. KTM Motorsport setzt 3D-Scanlösungen von Creaform ein, um Motorradteile<br />
unterschiedlicher Formen, Größen und Komplexität zu prüfen und Materialabweichungen in den<br />
Turnaround-Zeiten zwischen den Rennläufen zu erfassen.<br />
Der Autor<br />
Simon Côté<br />
Produkt Manager<br />
Creaform<br />
www.creaform3d.com<br />
Hochleistungs-Straßen- und Offroad-Sportmotorräder<br />
sind die Spezialität von KTM mit Sitz in Mattighofen/Österreich.<br />
Der Rennsportableger des Unternehmens, KTM<br />
Motorsport, hat sich im Laufe der Jahre einen Namen<br />
auf den weltweiten Rennstrecken gemacht. Der Bau von<br />
Sportmotorrädern für den Rennsport erfordert Liebe<br />
zum Detail. Designer und Ingenieure müssen hochwertige<br />
Materialien auswählen und verschiedene geometrische<br />
Teile mit engen Toleranzen herstellen. Ein Scan<br />
des gesamten Motorrads ist wichtig, um zu gewährleisten,<br />
dass alles zusammenpasst.<br />
Sportmotorräder sind jedoch so konstruiert, dass sie<br />
extremen Bedingungen standhalten und auf der Rennstrecke<br />
an ihre Grenzen stoßen. Zwangsläufig ändern<br />
sich die Teileparameter und unterliegen während eines<br />
Rennens Abweichungen. Daher muss das Testteam in<br />
der Lage sein, diese Abweichungen direkt auf der Rennstrecke<br />
zu messen und nicht nur, wenn das Motorrad im<br />
Werk geparkt ist. Dies erfordert eine flexible Messlösung.<br />
KTM Motorsport arbeitet dafür mit dem Metrascan<br />
3D Scanner von Creaform und der Software Polyworks<br />
Inspector von Innovmetric und kann mit dieser Lösung<br />
viele Daten ohne Oberflächenvorbereitung erfassen.<br />
Der Scanner wird für Qualitätskontrollen und Maßprüfungen<br />
wie Verschleiß- und Ausfallanalysen eingesetzt<br />
und erlaubt umfassende Messungen von Motorradkomponenten,<br />
unabhängig von deren Größe, Geometrie<br />
und Oberfläche. Im Gegensatz zur Berührungsprüfung<br />
bietet das 3D-Scannen eine Gesamtansicht des inspizierten<br />
Teils und nicht nur einzelner Punkte.<br />
Die Verschleiß- und Crash-Analyse von Rahmen und<br />
Fahrgestell erfolgt mit einem Scan-zu-CAD-Vergleich<br />
von einzelnen Komponenten bis zum gesamten Fahrzeug.<br />
Dazu scannt das Qualitätskontrollteam das gesamte<br />
Motorrad und fügt die Teile in STL-Daten ein, um<br />
60 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong>
sie mit den CAD-Dateien zu vergleichen. Daher müssen<br />
das Scan-Tool und die Software-Suite leicht zu verstehen<br />
und zu verwenden sein, ohne dass umfangreiche<br />
Schulungen erforderlich sind. Plug-and-Play-Tools und<br />
benutzerfreundliche Oberflächen erleichtern den Ingenieuren<br />
das Verständnis und helfen ihnen, Verbesserungen<br />
zu entdecken, die sie dem Design hinzufügen<br />
können.<br />
Die 3D-Scanlösung punktet mit<br />
hoher Portabilität und Vielseitigkeit<br />
Vorteile der kombinierten Lösung von 3D-Scanner und<br />
Polyworks-Software sind die Portabilität und Vielseitigkeit:<br />
Sie kann nicht nur für mehrere Anwendungen –<br />
Erstprüfung von Teilen, Lieferanten-Compliance, Reverse-<strong>Engineering</strong>,<br />
3D-Modellierung usw. – sondern auch<br />
in verschiedenen, manchmal auch unvorhergesehenen<br />
Umgebungen eingesetzt werden.<br />
Bei KTM bedeutet das, dass die Scan-Ausrüstung zur<br />
Testrennstrecke gebracht werden kann und zuverlässige,<br />
hochwertige, präzise Messungen durchgeführt werden<br />
können, um zeitgerechte Entscheidungen zu treffen.<br />
Das KTM-Team war sich zuvor natürlich über die<br />
Material- und Komponentenveränderungen zwischen<br />
den Runden auf der Testrennstrecke bewusst. Aber mit<br />
der 3D-Scan-Technologie können nun auch einzelne<br />
Komponenten des Fahrwerks, der Karosserie und der<br />
Aufhängung analysiert werden, um minimale Abweichungen<br />
vom CAD-Design aufzudecken.<br />
Das Einrichten der Ausrüstung für eine scanbereite<br />
Konfiguration nimmt praktisch keine Zeit in Anspruch.<br />
Darüber hinaus können Benutzer glänzende Oberflächen<br />
scannen und profitieren von einer Echtzeit-Netzerzeugung<br />
und einer dynamischen Referenzierung. Dies<br />
ist für die Datenerfassung in der Werkstatt, im QS-Bereich<br />
oder an der Rennstrecke entscheidend.<br />
Im Kontext der Verschleißanalyse können Ingenieure<br />
die zwischen den Runden erfassten Daten heranziehen,<br />
um die Scan-Daten des Testmotorrads mit denen eines<br />
Neumotorrads zu vergleichen (Scan-zu-Scan-Vergleich),<br />
und so die geringsten Veränderungen aufdecken, Ursachen<br />
besprechen, sofort Schlüsse ziehen und die erforderlichen<br />
Anpassungen vornehmen. Das von KTM implementierte<br />
System zur schnellen Datenerfassung<br />
sorgt dadurch für Zeiteinsparungen von bis zu 50 %.<br />
Goscan 3D scannt den Fahrer<br />
sitzend auf dem Motorrad<br />
Creaform auch der Fahrer sitzend auf dem Motorrad gescannt.<br />
Die erfassten Daten können für Design-/Neudesignund<br />
Ergonomiezwecke herangezogen werden: Jeder<br />
Fahrer kann gescannt werden, um Daten zu erfassen,<br />
wie Abstand von Schulter zu Griffen, Winkel von Becken<br />
und Oberkörper, Abstand von Augen zu Instrumententafel<br />
usw. Die gewonnenen Daten werden bei KTM für<br />
die Produktentwicklung verwendet. Das 3D-Scannen erleichtert<br />
somit den Wissenstransfer und schlägt eine<br />
Brücke zwischen den Entscheidungsträgern bei der Designphase<br />
und dem Montageteam in der Werkstatt.<br />
Da die gesamte Sportmotorradlinie von KTM aus Premium-Komponenten<br />
besteht, benötigt das Qualitätsmanagementteam<br />
genaue Messgeräte, die entweder<br />
im Werk oder auf der Rennstrecke eingesetzt werden<br />
können. „Genauigkeit ist für uns das Wichtigste“, sagt<br />
Christian Schwarz, Qualitätskontrolleur Motorsport bei<br />
KTM. „Dies ist einer der Gründe, warum wir uns für den<br />
Metrascan 3D entschieden haben. Er ist sehr handlich<br />
und überall hin mitzunehmen.“<br />
Darüber hinaus hat die 3D-Scanlösungen von Creaform<br />
die Kommunikation zwischen den Teams für Design,<br />
Herstellung und Qualitätskontrolle verbessert.<br />
Jetzt können Daten einfach ausgetauscht werden. Beim<br />
3D-Scannen erfolgt eine engere Vernetzung, die der<br />
Gruppe Dynamik verleiht. Alle Teams können gescannte<br />
Daten verwenden und auf Basis derselben Informationen<br />
zusammenarbeiten.<br />
■<br />
Für die Analyse der mit<br />
dem Metrascan 3D<br />
Scanner gewonnenen<br />
Daten nutzt KTM Motorsport<br />
die Software Polyworks<br />
Inspector von<br />
Innovnetric Bild: Creaform<br />
Was für einen Einfluss haben die Position und Ergonomie<br />
des Fahrers auf die Schnelligkeit eines Motorrades?<br />
Zum Fahren des Motorrads braucht es einen Rennfahrer<br />
und desto besser dieser sich auf die jeweilige Aufgabe<br />
konzentriert, umso besser werden die Kurven durchfahren<br />
und Bestzeiten erzielt. Um konzentriert zu bleiben,<br />
muss der Fahrer bequem, aber nicht krumm sowie stabil,<br />
aber nicht verkrampft auf dem Motorrad sitzen. Bei<br />
KTM Motorsport wird daher mit dem Goscan 3D von<br />
Webhinweis<br />
Wie KTM das 3D-Scanning einsetzt, sehen Sie auch in<br />
diesem Video von Creaform:<br />
http://hier.pro/K4vmo<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong> 61
:: Technik<br />
In der Regel werden bei<br />
der Überwachung der<br />
Werkzeugatmung drei<br />
bis vier Wirbelstrom -<br />
systeme angebracht,<br />
die die Ausdehnung<br />
beziehungsweise die<br />
Spaltöffnung des<br />
Werkzeugs mikrometergenau<br />
bestimmen<br />
Bild: Micro-Epsilon<br />
Wirbelstrombasierte Sensoren sorgen für hohe Qualität beim Aluminiumdruckguss<br />
Damit das Werkzeug<br />
richtig atmet<br />
Bei der Werkzeugatmung handelt es sich um den schmalen Spalt, der zwischen den<br />
Werkzeughälften entsteht, wenn beim Aluminiumdruckguss-Prozess das Material unter Druck<br />
eingeschossen wird. Sie ist eine qualitätsentscheidende Größe im Druckgussprozess<br />
und lässt sich mit wirbelstrombasierten Sensoren überwachen.<br />
Der Autor<br />
Stefan Stelzl<br />
Produktmanager<br />
Sensorik<br />
Micro-Epsilon<br />
www.micro-epsilon.de<br />
Aluminium-Druckgussteile vereinen Festigkeit mit geringem<br />
Gewicht. Zudem sind sie enorm leitfähig und in<br />
hohem Maß korrosionsbeständig. Bei der Verarbeitung<br />
des vielseitigen Materials ist Präzision gefragt, besonders<br />
wenn es um die Überwachung der Werkzeugatmung<br />
im Aluminiumdruckguss geht. Diese ist eine qualitätsentscheidende<br />
Größe, die sich darüber hinaus auf<br />
die Haltbarkeit des Werkzeugs auswirkt.<br />
Werden Aluminium-Druckgussteile gefertigt, ist hoher<br />
Druck von circa 600 bis 1.000 bar notwendig, um<br />
das flüssige, rund 700 bis 900 °C heiße Material in eine<br />
vorgewärmte Stahlform zu pressen. Die Schusszeit beträgt<br />
dabei nur etwa 50 bis 100 ms. Die Form, in die das<br />
Aluminium gepresst wird, besteht aus zwei Werkzeughälften,<br />
die mit einer Kraft von über 1.000 t Druck zusammengehalten<br />
werden. Beim Einspritzen entsteht<br />
durch den hohen Druck ein kleiner Spalt zwischen den<br />
Werkzeughälften. Dieser Vorgang wird als Werkzeugatmung<br />
bezeichnet. Wird dieser Spalt zu groß, wirkt sich<br />
das negativ auf den Herstellprozess aus, denn es entstehen<br />
Ausfransungen am Bauteil, sogenannter Flitter.<br />
Die Hersteller legen dem Produktionsprozess hohe<br />
Qualitätsanforderungen zugrunde, weswegen Flitter<br />
aufwendig nachgearbeitet werden muss und unausweichlich<br />
zu Zeitverlust und hohen Folgekosten führt.<br />
Ein weiterer negativer Aspekt sind Aluminiumrückstände,<br />
die am Werkzeug verbleiben. Sie führen zu erhöhtem<br />
Verschleiß und verringern dadurch die Standzeit<br />
des Werkzeugs.<br />
Eine einfache, schnelle sowie zuverlässige Überwachung<br />
der Werkzeugatmung leisten induktive Sensoren<br />
auf Wirbelstrombasis von Micro-Epsilon. Die Sensoren<br />
der Reihe Eddy NCDT 3005 sind wegen ihres robusten<br />
Aufbaus, des Preis-Leistungs-Verhältnisses und ihrer<br />
Kompaktheit für derlei OEM- und Serienapplikationen<br />
geeignet. Bei höheren Stückzahlen sind darüber hinaus<br />
Anpassungen an die kundenseitigen Anforderungen<br />
möglich. Die Sensoren sorgen für eine durchgehende<br />
und hochpräzise Spaltüberwachung und dadurch für einen<br />
effizienteren Herstellungsprozess.<br />
Das Wirbelstrommessprinzip nimmt unter den induktiven<br />
Messverfahren eine Sonderstellung ein. Der Ef-<br />
62 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong>
Die Sensoren der Reihe<br />
Eddy NCDT 3005 sind<br />
wegen ihres robusten<br />
Aufbaus und ihrer<br />
Kompaktheit für die<br />
Überwachung der<br />
Werkzeugatmung sehr<br />
gut geeignet<br />
Bild: Micro-Epsilon<br />
fekt zur Messung via Wirbelstrom beruht auf dem Entzug<br />
von Energie aus einem Schwingkreis. Diese Energie<br />
ist zur Induktion von Wirbelströmen in elektrisch leitfähige<br />
Materialien nötig. Hierbei wird eine Spule mit<br />
Wechselstrom gespeist, worauf sich ein Magnetfeld um<br />
die Spule ausbildet. Befindet sich nun ein elektrisch leitender<br />
Gegenstand in diesem Magnetfeld, entstehen<br />
darin – gemäß dem Faradayschen Induktionsgesetz –<br />
Wirbelströme, die ein Feld bilden. Dieses Feld wirkt dem<br />
Feld der Spule entgegen, was eine Änderung der Spulenimpedanz<br />
nach sich zieht. Diese Impedanz lässt sich als<br />
Änderung der Amplitude und der Phasenlage der Sensorspule<br />
als messbare Größe am Controller abgreifen.<br />
Drei bis vier Wirbelstromsysteme<br />
sind in der Regel im Einsatz<br />
In der Regel werden bei der Überwachung der Werkzeugatmung<br />
drei bis vier Wirbelstromsysteme angebracht,<br />
die die Ausdehnung beziehungsweise die Spaltöffnung<br />
des Werkzeuges mikrometergenau bestimmen.<br />
Ein Messsystem besteht dabei aus einem kompakten<br />
und robusten Controller, der zusammen mit dem Kabel<br />
und dem Sensor eine feste Einheit bildet. Dieser integrierte<br />
Systemaufbau steigert die Robustheit und die<br />
Widerstandsfähigkeit gegenüber äußeren Einflussfaktoren.<br />
Das System ist somit gegenüber der rauen Industrieumgebung<br />
mit hohen Temperaturen von bis zu<br />
100 °C am Sensor vor Staub, Schmutz, Vibrationen und<br />
Druck geschützt und liefert umgebungsunabhängig<br />
präzise Messergebnisse. Die kompakte Bauweise der<br />
Systeme ermöglicht eine einfache Integration auch in<br />
bereits bestehende Anlagen.<br />
Die wirbelstrombasierte Sensoren von Micro-Epsilon<br />
zeichnen sich im Gegensatz zu herkömmlichen induktiven<br />
Sensoren durch ihre hohe Genauigkeit, Grenzfrequenz<br />
und Temperaturstabilität aus. Die Systeme halten<br />
je nach Modell Temperaturen von bis zu +200 °C<br />
stand. Dank der aktiven Temperaturkompensation liefern<br />
sie auch bei Temperaturschwankungen hochgenaue<br />
Ergebnisse. Zudem werden bei einer Messfrequenz<br />
von bis zu 5 kHz Bewegungen sehr schnell erfasst.<br />
■<br />
Webhinweis<br />
Wie Wirbelstrom-Sensoren<br />
funktionieren, erklärt Micro-Epsilon<br />
in diesem Video:<br />
http://hier.pro/iwNzG<br />
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<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong> 63
:: Technik<br />
ICI-Einsatz in der Mikroskopie: ein Ball<br />
Grid Arrays – aufgenommen mit<br />
einem 4μm-ICI-System und einer<br />
Inspektionsgeschwindigkeit von 27 mm<br />
pro Sekunde Bild: AIT<br />
Qualität steigern mit Inline Computational Imaging<br />
Besser, schneller und genauer<br />
Mit Inline Computational Imaging ist ein neues Verfahren für die kombinierte 2D- und<br />
3D-Inline-Inspektion verfügbar. Es arbeitet weitgehend unabhängig von den<br />
Oberflächeneigenschaften der geprüften Objekte und liefert in Echtzeit optimierte<br />
Farbbilder und detaillierte 3D-Tiefenmodelle. Dank neuer Entwicklungen lässt sich das<br />
Verfahren jetzt auch für die Mikroskopie einsetzen.<br />
Die Autorin<br />
Petra Thanner<br />
Research Engineer<br />
AIT Austrian Institute of<br />
Technology<br />
www.ait.ac.at<br />
In der Qualitätskontrolle ist es neben exakter<br />
3D-Vermessung immer öfter auch notwendig,<br />
aus unterschiedlichen Betrachtungs-<br />
und Beleuchtungsrichtungen zu inspizieren,<br />
um 100 % der Fehler zuverlässig<br />
erkennen zu können. Konventionelle One-<br />
Shot-Bildverarbeitungslösungen arbeiten<br />
mit einer fixen Kamera- und Beleuchtungsposition<br />
und stoßen damit in der industriellen<br />
Inspektion immer häufiger an ihre Leistungsgrenzen.<br />
Die am AIT entwickelte ICI-Technologie<br />
(Inline Computational Imaging) orientiert<br />
sich an den Anforderungen moderner Produktionsprozesse<br />
und nutzt die natürliche<br />
Transportbewegung des Objektes für die simultane<br />
Erfassung des Objekts unter verschiedenen<br />
Betrachtungs- und Beleuchtungsrichtungen.<br />
Auf diese Weise ahmt ICI<br />
die Vorgehensweise eines Menschen nach,<br />
der beim Prüfen einer glänzenden Oberfläche<br />
die Betrachtungs- und Beleuchtungswinkel<br />
intuitiv variiert, um auch kleinste Defekte<br />
auszuspüren.<br />
ICI kann an unterschiedlichste Prüfgenauigkeiten<br />
und Inspektionsgeschwindigkeiten<br />
angepasst werden und eignet sich<br />
daher hervorragend für die Inspektion von<br />
vielerlei Materialien, über die Materialklassifikation<br />
bis hin zur Druckbildinspektion<br />
und Prüfung von Sicherheits-Features wie<br />
Hologrammen und taktilen Elementen.<br />
Sensorsystem nutzt den natürlichen<br />
Teiletransport<br />
Die ICI-Technologie kombiniert Lichtfeld (LF)<br />
und Photometrie (PS) in einem kompakten<br />
Setup. Das ICI-Sensorsystem besteht aus<br />
einer Kamera und zwei Beleuchtungen<br />
64 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong>
und nutzt den natürlichen Teiletransport,<br />
um eine Bildsequenz aufzunehmen, während<br />
sich das Objekt unter der Kamera vorbeibewegt.<br />
Jede Einzelaufnahme zeigt das Objekt<br />
dabei unter einem anderen Betrachtungsund<br />
Beleuchtungswinkel. Der so aufgenommene<br />
ICI-Bildstapel beinhaltet damit<br />
gleichzeitig Lichtfeldinformationen und<br />
photometrische Informationen.<br />
Die ICI-Algorithmen sind eine maßgeschneiderte<br />
Kombination aus Bestimmung<br />
des 3D-Höhenprofils und Oberflächenrekonstruktion<br />
und berechnen aus dem ICI-<br />
Bildstapel neben einer exakten und detailreichen<br />
3D-Rekonstruktion auch optimierte<br />
2D-Bilder wie High-Dynamic-Rage-, All-infocus-,<br />
Hellfeld-, Dunkelfeld-, Glanzreduktion-<br />
und Schattenreduktionsbilder.<br />
Detailausschnitt einer Wirebond-Komponente per ICI. Links:<br />
All-in- focus-Farbbild. Rechts: Tiefeninformation (3D) Bild: AIT<br />
Seine Stärke kann ICI dort am besten zeigen,<br />
wo höchste Genauigkeits- und Geschwindigkeitsanforderungen<br />
mit der Prüfung<br />
von komplexen Geometrien und herausfordernden<br />
Oberflächeneigenschaften<br />
zusammentreffen – wie zum Beispiel in der<br />
Elektronikfertigung, für metallische Oberflächen<br />
und im Verpackungs- und Sicherheitsdruck.<br />
Anwendungsbeispiel: Inspektion eines<br />
Chipsockels<br />
Ein Beispiel, das die Leistungsfähigkeit von<br />
ICI verdeutlicht, ist die Inspektion eines<br />
Chipsockels. Dabei ist es erforderlich, gleichzeitig<br />
die korrekte Beschriftung des Etiketts,<br />
Kratzer in der Oberfläche und die Anwesenheit<br />
und korrekte Höhe aller Pins zu kontrollieren.<br />
Durch die Kombination von Lichtfeld und<br />
Photometrie erreicht ICI sowohl global korrekte<br />
als auch im Detail hoch aufgelöste<br />
3D-Rekonstruktionen. Für den Chipsockel<br />
bedeutet das, dass sowohl das schwarze Gehäuse<br />
als auch die feinen metallischen Pins<br />
korrekt 3D-modelliert werden. Auch kleinste<br />
Details wie zum Beispiel das Etikett mit Prägung<br />
können deutlich erkannt werden. Sogar<br />
Kratzer am Metallteil des Chipsockels<br />
werden detektiert. Gleichzeitig zur 3D-Rekonstruktion<br />
liefern die ICI-Algorithmen<br />
auch pixelgenau rektifizierte Farbinformationen<br />
und ermöglichen so auch die Inspektion<br />
der Beschriftung am Etikett.<br />
Ein weiteres Einsatzgebiet für ICI ist die<br />
Qualitätskontrolle von Wirebond-Komponenten.<br />
Wesentliches Qualitätskriterium<br />
bei Wirebond-Komponenten ist ein ausreichender<br />
Abstand der Drähte zueinander.<br />
Seine vielen Betrachtungs- und Beleuchtungswinkel<br />
machen ICI zu einem idealen<br />
Prüfsystem für diese Komponenten.<br />
Auch für die Mikroskopie wird schnelle<br />
3D-Inspektion immer wichtiger. In den vergangenen<br />
Jahren haben neue Inline-Verfahren<br />
für die mikroskopische 3D-Bildgebung<br />
das Interesse sowohl der Wissenschaft als<br />
auch der Industrie geweckt. Trotz zahlreicher<br />
Entwicklungen auf diesem Gebiet gibt es<br />
bisher nur wenige inline-fähige Lösungen.<br />
Bis vor kurzem war ICI auf die Prüfung<br />
von makroskopischen Merkmalen beschränkt,<br />
die größer als 15 μm pro Pixel sind.<br />
Die aktuelle Weiterentwicklung der Technologie<br />
erlaubt nun auch ihren Einsatz für die<br />
Inline-3D-Mikroskopie und ermöglicht Auflösungen<br />
von 4 μm in allen drei Dimensionen<br />
(X/Y/Z).<br />
■<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong> 65
:: Technik<br />
Maßnahmen zur Erhöhung der 3D-Genauigkeit von Positioniersystemen<br />
Gut in Position gebracht<br />
Mit hochgenauen Positioniersystemen lassen sich in der Mess- und Prüftechnik Werkstücke<br />
genau platzieren. Um die gewünschten Toleranzziele zu erreichen, nutzen die Konstrukteure<br />
bei Aerotech mehrere Möglichkeiten, die 3D-Genauigkeit der Positioniersysteme zu erhöhen.<br />
Dies zahlt sich zum Beispiel bei 3D-Oberflächenmessungen aus.<br />
Hohe Steifigkeit ist<br />
unerlässlich für ein<br />
Positionierungssystem,<br />
um im Nanometer -<br />
bereich exakt positio -<br />
nieren zu können<br />
Bild: Aerotech<br />
Der Autor<br />
RJ Hardt<br />
Business Development<br />
Manager<br />
Aerotech<br />
www.aerotech.com<br />
Positioniersysteme automatisieren in der Praxis hochpräzise<br />
Fertigungsprozesse, viele dieser Prozesse finden<br />
in 3D statt. Beispielsweise das Positionieren eines Werkstücks,<br />
um eine 100-Prozent-Prüfung der Oberfläche<br />
durchführen zu können. Dabei ist es meist schwierig,<br />
Fertigungstoleranzen im Mikrometer- und Nanometer-<br />
Bereich zu erreichen, da Positionierungssysteme im<br />
3D-Raum zusätzliche Fehler aufweisen. Wenn wir jedoch<br />
von räumlicher Positionierungsgenauigkeit oder<br />
3D-Genauigkeit sprechen, können einige grundlegende<br />
Überlegungen den Konstrukteur dabei unterstützen,<br />
seine gewünschten Toleranzziele zu erreichen.<br />
Eine Möglichkeit zur Erhöhung der 3D-Genauigkeit<br />
von Positionierungssystemen ist es, eine höhere Steifigheit<br />
zu erzielen. Hohe Steifigkeit ist unerlässlich für ein<br />
Positionierungssystem, um im Nanometerbereich exakt<br />
positionieren zu können. Deshalb sollten bei der Konstruktion<br />
alle Möglichkeiten in Erwägung gezogen werden,<br />
um fehlende Steifigkeit zu kompensieren. Wird sie<br />
bereits bei der mechanischen Konstruktion verbessert,<br />
resultiert daraus unmittelbar eine Erhöhung der Wiederholgenauigkeit<br />
der Bewegung, was letztlich auch<br />
das Erreichen hoher 3D-Genauigkeiten erheblich erleichtert.<br />
Wie der Begriff schon sagt, ist eine nicht wiederholbare<br />
Bewegung also eine Bewegung, die nicht<br />
durch Softwarekalibrierung und Korrekturtabellen vorhergesagt<br />
und kompensiert werden kann.<br />
Darüber hinaus gibt es für den Konstrukteur unterschiedliche<br />
Richtungen, in denen die Steifigkeit verbessert<br />
werden muss. Es gibt Fehlerbewegungen in sechs<br />
Freiheitsgraden (D.O.F.) für jede einzelne Bewegungsachse,<br />
die zu einer Positionierungsplattform hinzugefügt<br />
wird. Was bedeutet das aber, wenn ein Bearbeitungsprozess<br />
sechs Bewegungsachsen erfordert? Letztlich<br />
heißt das, sechs Freiheitsgrade mal sechs Achsen ergibt<br />
36 mögliche Fehlerquellen, um die sich der Konstrukteur<br />
sorgen muss. Durch das Erhöhen der Steifigkeit<br />
können die Ursachen für räumliche Positionierungsfehler<br />
verringert werden.<br />
Eine weitere Möglichkeit zur Erhöhung der 3D-Genauigkeit<br />
von Positionierungssystemen besteht darin,<br />
Feedback am Arbeitspunkt hinzuzufügen. Der Konstrukteur<br />
kann zum Beispiel Feedback-Mechanismen integrieren,<br />
um die Anzahl der Abbe-Fehler zu verringern.<br />
Dabei ist dies recht einfach möglich, nämlich über das<br />
Reduzieren des Abstands zwischen dem Feedback-Gerät<br />
der Positioniermechanik und dem Arbeitspunkt im<br />
Raum, den man für seinen Prozess verwendet. Angenommen,<br />
der Konstrukteur hat ein XY-Positionierungssystem,<br />
das ein Werkstück bewegt, und will ermitteln,<br />
was mit diesem Teil an einem Punkt im Raum geschieht,<br />
der sich 100 mm über dem XY-Positionierungssystem<br />
befindet. Hier kann das Hinzufügen einer zweiten Rückkopplungsquelle,<br />
die 100 mm über der XY-Mechanik<br />
liegt, den Bewegungsachsen wertvolle Informationen<br />
liefern und es ihnen ermöglichen, eventuell vorhandene<br />
Abbe-Fehler zu kompensieren.<br />
Einsatz von Kalibrier- und Korrekturtabellen<br />
Eine weitere Möglichkeit ist das Verwenden von Kalibrier-<br />
und Korrekturtabellen. Auf diese Methoden verlassen<br />
sich viele Konstrukteure, um die inhärent begrenzten<br />
Mechanismen und Antriebsmechanismen zu<br />
korrigieren. In der Praxis würde man ein hochauflösendes<br />
Messgerät verwenden, um die tatsächliche Position<br />
einer Bewegungsachse zu messen, während sie definiert<br />
bewegt wird. Hierbei wird die Differenz zwischen<br />
der tatsächlichen Messung und der Messung in Bewegung<br />
berechnet und in einer Korrekturdatei hinzugefügt.<br />
Wenn die Achse nun das nächste Mal den Befehl<br />
erhält, sich um dieselbe Strecke zu bewegen, korrigiert<br />
sie sich selbst basierend auf der tatsächlichen Messung,<br />
die von dem externen Messgerät durchgeführt wurde.<br />
Die Kalibrierung ist ein Offline-Prozess und funktioniert<br />
nur bei wiederholbaren Fehlern.<br />
■<br />
66 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong>
Sechsfüßler präzise unterwegs<br />
Mit Hexapoden lassen sich in der Mess- und Prüftechnik Werkstücke<br />
genau platzieren. Beim neuen Hexapod von Hex 150 RC von Aereotech<br />
funktioniert dies sogar nanometergenau. Er kann bei einem<br />
mittigen Verfahrweg von 135 mm bis zu 10 kg Nutzlast quasi vollkommen<br />
frei im Raum bewegen. Das neue Modell verfügt über einen<br />
Durchmesser von 150 mm und ergänzt damit als kleinerer Bruder<br />
die bestehende Hex-Produktfamilie mit 500 und 300 mm Durchmesser.<br />
Die sechs Freiheitsgrade machen das Mehrachssystem flexibel<br />
einsetzbar für die unterschiedlichsten Anwendungen zum Beispiel<br />
in der Mess- und Prüftechnik. Der neue 150er Hexapod besticht<br />
durch seine hohe Tragfähigkeit, gepaart mit großen Verfahrwegen<br />
und hohen Positioniergeschwindigkeiten von bis zu 50 mm/s und<br />
positioniert dabei Objekte mit Genauigkeiten im Submikrometerbereich.<br />
Er verfügt über eine sehr gute Mechanik: Extrem steife Antriebsbeine<br />
mit bürstenlosen, schlitzlosen AC-Servomotoren sorgen<br />
nicht nur für eine sehr hohe Leistung und lange Lebensdauer, sondern<br />
für die Präzision. Dabei sind die AC-Servomotoren direkt mit der<br />
Kugelrollspindel verbunden, was eine hohe Antriebssteifigkeit garantiert.<br />
Schnelle Einschwingzeiten erlauben zudem einen hohen<br />
Durchsatz bei Wiederholgenauigkeiten von weniger als 2 μm, auch<br />
die Schrittweiten von unter 20 nm in XYZ und 0,2 μrad gestatten<br />
vielfältige Einsatzgebiete.<br />
Hier sind fünf der sechs möglichen Fehlerquellen auf einer einzelnen linearen Bewegungsachse<br />
zu sehen. Der sechste Fehler ist die Wiederholgenauigkeit der Achse oder die Genauigkeit des<br />
Feedback-Geräts, mit dem die Position der Achse selbst gemessen wird Bild: Aerotech<br />
<br />
<br />
<br />
Aufgrund der komplexen Kinematik ist der Steuerungsaufwand eines<br />
Hexapoden jedoch nicht zu unterschätzen. Dem begegnet Aerotech<br />
mit der neuen Steuerungsplattform A3200, die auf Basis der<br />
jahrelangen Erfahrung mit anspruchsvollen kinematischen Anwendungen<br />
entwickelt wurde. Die darin integrierte, intuitive Simulationssoftware<br />
„Hexgen Hexapod“ ermöglicht die einfache Programmierung<br />
und Steuerung der Hexapoden in jedem benutzerdefinierten<br />
Koordinatensystem. Der Nutzer kann den verfügbaren Arbeitsraum<br />
visualisieren und simulieren, um mit seinem Hexapod Kollisionsbetrachtungen<br />
durchzuführen. Zudem kann er auch bereits vorkonfigurierte<br />
Modelle aus einer hinterlegten Bibliothek mit Standarddesigns<br />
direkt auswählen. Um den kompletten Arbeitsprozess<br />
simulieren zu können, greift die Steuerungsplattform AS3200 über<br />
eine Simulationsschnittstelle auf die offene Plattform Coppelia Robotics<br />
V-Rep zu. Auf dieser Plattform lassen sich komplette Automatisierungsprozesse<br />
simulieren, die benötigten Roboteraktuatoren, Linear-<br />
oder Drehtische wie auch Werkzeuge in einer 3D-Umgebung<br />
zusammenbauen.<br />
<br />
• Gutlehrring/dorn aus Material HX wird in Gauger eingespannt<br />
• Werkstück wird zur Lehrung herangefahren, Pendelhalter erlaubt<br />
Bewegungen in 4 Richtungen ähnlich einer Lehrung von Hand<br />
• <br />
<br />
www.frenco.de<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong> FRENCO GmbH I Verzahnungstechnik I Messtechnik I 90518 Altdorf I www.frenco.de 67
:: Technik<br />
Robotest N eignet<br />
sich für beliebige<br />
Pick&Place-Aufgaben<br />
in Verbindung mit einer<br />
Vielzahl von Zwick-Roell -<br />
Prüfmaschinen<br />
Bild: Zwick Roell<br />
Vollautomatisierung von Kleinstserienprüfungen<br />
Roboter wird zum Prüfer<br />
Die Automatisierung von Werkstoffprüfungen bietet unbestreitbare Vorteile. Doch bisher war<br />
dies nur im großen Stil in Großserien mit hunderten Proben rentabel. Mit einem flexiblen System<br />
auf Basis eines Smart Robots macht Zwick Roell die Automatisierung auch für Kleinstserien ab<br />
zehn Proben attraktiv.<br />
Der Autor<br />
Robert Kaifler<br />
Produkt- und Projektmanager<br />
Automatisierung<br />
Zwick Roell<br />
www.zwickroell.com<br />
Die Automatisierung von Werkstoff- und Materialprüfungen<br />
mit Hilfe von Robotern ist seit vielen Jahren<br />
gang und gäbe. Vor allem immer gleiche Prüfungen im<br />
Rahmen der produktionsbegleitenden Qualitätssicherung<br />
werden gerne automatisiert. Damit befreit man<br />
Mitarbeiter von eintönigen Standardaufgaben und gibt<br />
ihnen Raum für anspruchsvollere Themen. Die exakte<br />
und jederzeit gleiche Positionierung der Proben kommt<br />
auch den Prüfergebnissen zugute, deren Wiederholbarkeit<br />
deutlich steigt.<br />
Nachteilig war bisher allerdings der hohe Einrichtungsaufwand:<br />
Die Programmierung des Roboters und<br />
die Abstimmung der Abläufe zwischen der Prüfmaschine<br />
und dem Roboter war Spezialisten vorbehalten und<br />
zeitintensiv. Damit lohnte eine Automatisierung nur bei<br />
Prüfserien mit hohen Stückzahlen und langen Laufzeiten,<br />
die den Initialaufwand rechtfertigten.<br />
Kleine, häufig wechselnde Serien von 100, 50 oder<br />
auch nur 20 Proben, wie sie in vielen Prüflabors immer<br />
wieder vorkommen, konnten nicht effizient automatisiert<br />
werden. Stattdessen stellte man Laborpersonal ab,<br />
um die unliebsame Aufgabe zu übernehmen und sich<br />
stunden- oder gar tagelang mit der Prüfung einer Probenserie<br />
zu beschäftigen.<br />
Schwierig zu lösen war häufig auch die Platzfrage.<br />
Die kraftvollen Industrieroboter sind nicht für eine direkte<br />
Zusammenarbeit mit Menschen geschaffen und<br />
können diese bei einer Kollision in ihrem Wirkungsbereich<br />
schwer verletzen. Deshalb waren bislang umfangreiche<br />
Sicherheitsmaßnahmen wie etwa Schutzzäune<br />
notwendig.<br />
Flexibel und zukunftssicher<br />
Gefordert sind daher flexible Roboterprüfsysteme wir<br />
das Robotest N von Zwick Roell, das speziell für die wirtschaftliche<br />
Bearbeitung häufig wechselnder Prüfserien<br />
entwickelt wurde. Auf Basis eines Smart Robots eignet<br />
sich Robotest N für beliebige Pick&Place-Aufgaben in<br />
Verbindung mit einer Vielzahl von Zwick-Roell-Prüfmaschinen.<br />
Schon die Platzierung des Roboters gestaltet sich unkompliziert:<br />
Klein und platzsparend wird er auf einen eigenen<br />
Ständer oder auf eine mobile Basis montiert.<br />
Während beide Versionen leicht für unterschiedliche<br />
Proben und Prüfabläufe einzurichten sind, vervielfacht<br />
die fahrbare Version ihre Anwendungsmöglichkeiten in<br />
Prüflabors mit mehreren Prüfmaschinen.<br />
Der Roboter wird an die jeweilige Prüfmaschine geschoben,<br />
fixiert, ans Prüfsystem angebunden – und ist<br />
arbeitsbereit. Dabei ist es unerheblich, ob es sich um eine<br />
Zugprüfmaschine, ein Pendelschlagwerk oder eine<br />
andere Prüfmaschine handelt: Nach einer überaus kurzen<br />
Anlernphase ist der Verbund aus Smart Robot und<br />
Prüfmaschine in der Lage, selbstständig Serienprüfungen<br />
abzuarbeiten.<br />
68 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong>
Das System ist in die Prüfsoftware Testxpert III und<br />
die Automatisierungssoftware Autoedition 3 von Zwick<br />
Roell voll integriert und die Programmierung erfolgt direkt<br />
aus dem Prüfprogramm heraus. Dabei lassen sich<br />
die Achsen des Roboters frei schalten, um ihn per Hand<br />
zu führen. Durch die einfache Bedienung ist es ein<br />
Leichtes, dem Roboter kurzfristig wechselnde Aufgaben<br />
zu übertragen.<br />
Dynamische Prüfungen an Kunststoffen<br />
Ein Beispiel für den Einsatz des Robotersystems liefert<br />
ein Anbieter von Industrierußen. Das Unternehmen<br />
nutzt das Robotest N an einer LTM2 Linearmotorprüfmaschine<br />
zur Charakterisierung unterschiedlicher Ruße<br />
in Elastomeren. Ruß ist ein schwarzer, pulverförmiger<br />
Feststoff und ein wichtiger Bestandteil von Kunststoffen.<br />
Er optimiert ihre Eigenschaften und stabilisiert sie<br />
gegen Licht und Wärme, auch an der Farbgebung ist er<br />
maßgeblich beteiligt.<br />
Die Produktpalette des Unternehmens umfasst zum<br />
Beispiel Hochleistungs-Spezialgasruße, Acetylenruße,<br />
Ofenruße, Lampenruße, Thermalruße und viele weitere<br />
Rußarten. Zur Analyse ihrer Eigenschaften in Elastomeren<br />
werden in Forschung und Entwicklung, aber auch<br />
im Rahmen der produktionsbegleitenden Qualitätssicherung<br />
dynamische Werkstoffprüfungen in großer<br />
Zahl durchgeführt. Dies macht eine Automatisierung<br />
sehr attraktiv.<br />
Nachdem das zuvor genutzte System sich weder mechanisch<br />
noch softwareseitig weiter warten ließ, entschied<br />
man sich für die Neuanschaffung eines automatisierten<br />
Prüfsystems von Zwick Roell. Dessen Basis bildet<br />
eine elektro-dynamische Linearmotorprüfmaschine<br />
LTM 2 mit 1 kN Kraftaufnehmer und angepassten<br />
Druckplatten. Eine im Prüfraum eingebaute Temperierkammer<br />
ermöglicht auch Prüfungen jenseits der Normalbedingungen.<br />
Das Handling der in zwei Magazintürmen gelagerten<br />
Rundproben (Ø=10 mm, h=10 mm) übernimmt ein mit<br />
einem Zangengreifer modifiziertes Robotest N System.<br />
Durch die Automatisierungssoftware gesteuert entnimmt<br />
der Smart Robot die einzelnen Elastomerzylinder<br />
aus dem Magazin und positioniert sie zwischen den<br />
Druckplatten in der Temperierkammer. Eine automatische<br />
Tür verhindert dabei weitestgehend Temperaturveränderungen<br />
durch Luftaustausch zwischen der Temperierkammer<br />
und der Umgebung.<br />
Nach Temperierung der Probe führt die LTM 2 die von<br />
Testxpert III vorgegebene Prüfung aus und überträgt die<br />
ermittelten Werte an das angebundene Hausnetz. Anschließend<br />
entfernt der Smart Robot die Probe und der<br />
Prozess beginnt erneut.<br />
Der Roboter stellt keine Gefahr für den Menschen<br />
dar, wird aber aufgrund des verlängerten Zangen -<br />
greifers innerhalb einer Schutzeinrichtung aus Plexiglas<br />
betrieben – weiträumige Schutzmaßnahmen wie eine<br />
Einzäunung oder räumliche Abtrennung sind nicht<br />
nötig.<br />
■<br />
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<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong> 69
:: Technik<br />
Mit Software aus Konstruktionsdaten die Time-to-Market von Messmaschinen verkürzen<br />
Schneller zur Sondermesslösung<br />
Das Einbinden und die<br />
Parametrierung einer<br />
Vielzahl von Tastern in<br />
den Messablauf müssen<br />
nicht zeitaufwändig sein<br />
Bild: 3Plusplus<br />
Sondermessmaschinen kommen häufig dort zum Einsatz, wo eine 100-%-Kontrolle der Fertigung<br />
notwendig ist. Um deren Time-to-Market zu reduzieren, hat 3Plusplus eine Software entwickelt,<br />
die aus dem CAD-Modell der Maschine ein Teil der Programmierung des Messablaufs<br />
automatisch erstellen und somit die Entwicklungszeit der Messsoftware deutlich verkürzen kann.<br />
Der Autor<br />
Uwe Hamatschek<br />
Geschäftsführer<br />
3Plusplus<br />
www.3plusplus.com<br />
Die Entwicklungsdauer ist bei einer Sondermessmaschine<br />
ein kritischer Faktor, denn in<br />
diesem Zeitraum entstehen Kosten. Bereits<br />
kurze Zeit nach Kundenanfrage und -auftrag<br />
sollen verwertbare Ergebnisse sichtbar sein,<br />
um eine schnelle und reibungslose Inbetriebnahme<br />
zu gewährleisten. Dabei spielt<br />
auch der Faktor Individualität eine Rolle –<br />
sie prägt die Ausgestaltung der dimensionellen<br />
Messtechnik im Sondermaschinenbau.<br />
Messvorrichtungen werden in der Regel<br />
für eine bestimmte Aufgabe konstruiert<br />
und gebaut. Sie sind Unikate, die für die<br />
100 %-Kontrolle der Fertigung ausgelegt<br />
sind.<br />
Durch ihre Softwaredienstleistungen unterstützt<br />
3Plusplus Sondermaschinenbauer,<br />
Funktionalitäten der Maschinen durch Algorithmik<br />
zu erweitern beziehungsweise diese<br />
gar erst zu ermöglichen. In klassischen Situationen<br />
kann mit der Softwareentwicklung<br />
oft erst begonnen werden, wenn sich<br />
die Maschine bereits in der Fertigung befindet.<br />
Daher sind Verfahren notwendig, um<br />
den Entwicklungsstart bereits in die Konstruktionsphase<br />
der Maschine zu verlagern.<br />
3Plusplus löst dimensionelle Messaufgaben<br />
wie eine Koordinatenmessmaschine, jedoch<br />
unter Verwendung von 1D-Sensorik.<br />
Der Sondermaschinenbauer platziert die<br />
1D-Sensorik so, dass sie die Zielgeometrie in<br />
der Regel orthogonal antastet. Um die Sensordaten<br />
verarbeiten zu können, muss der<br />
Software die Lage des Antastpunkts (x0, y0,<br />
z0) und die Antastrichtung (dx, dy, dz) vorliegen.<br />
Diese sechs Parameter und die Messtasterauslenkung<br />
bilden die Eingangsgrößen<br />
für einen Softwarebaustein, der als Ergebnis<br />
einen 3D-Punkt liefert. Die Weiterverarbeitung<br />
erfolgt mit 3D-Algorithmik,<br />
wie Geometrieausgleichsalgorithmen und<br />
Verknüpfungsoperationen.<br />
Projekt mit rund 100 Messtastern<br />
Bisher wurden alle relevanten Parameter<br />
der technischen Zeichnung entnommen<br />
und anschließend interaktiv in den Programmablauf<br />
übertragen. In Zusammenarbeit<br />
mit einem Sondermaschinenbauer<br />
wurde dieses Verfahren nun optimiert. Ausgangspunkt<br />
war ein zu realisierendes Projekt<br />
mit circa 100 Messtastern, das die Eingabe<br />
von mindestens 600 Parametern erforderte.<br />
Ziel war es, neben der Automatisierung<br />
der Eingabe und den damit einhergehenden<br />
Zeitvorteil, Fehler bei der Datenübernahme<br />
aus Dokumenten in den Messablauf<br />
zu vermeiden, die Dokumentation<br />
des Messprinzips zu vereinfachen und eine<br />
schnelle Softwareanpassung nach konstruktiven<br />
Änderungen zu ermöglichen.<br />
Die Festlegung der zu prüfenden Merkmale<br />
und die Konzeption deren Messung<br />
70 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong>
ilden den Startpunkt der Konstruktion einer<br />
Sondermessmaschine für dimensionellen<br />
Messungen. Aus ihnen entsteht der<br />
technische Aufbau, beispielsweise die Festlegung<br />
der Anzahl der notwendigen Messtaster<br />
und deren Antastpunkt.<br />
An dieser Stelle des Konstruktionsprozesses<br />
entwickelte 3Plusplus mit einem Sondermaschinenbauer<br />
eine neue Methode,<br />
um den technischen Aufbau formell abzubilden.<br />
Dieses Abbild dient dabei als Ausgangspunkt<br />
des zu detaillierenden CAD-<br />
Modells und gleichzeitig als Beschreibung<br />
für die zu entwickelnde Software. Zur Symbolisierung<br />
des Tastelements wurde ein einfaches<br />
Objekt – ein Pfeilmarker – erstellt.<br />
Dabei gibt die Pfeilspitze den Antastpunkt<br />
und die Orientierung des Pfeils die Antastrichtung<br />
vor. Zur Beschreibung des Objektes<br />
wurde zudem eine Namenskonvention<br />
eingeführt. Sie beschreibt unter anderem<br />
die Art des Sensors und dessen Anschlussstelle<br />
in der elektrischen Konstruktion. Das<br />
initiale CAD-Modell enthält somit den Prüfling<br />
und die formelle Beschreibung des<br />
technischen Messaufbaus.<br />
Analysefunktion stellt wesentliche Daten<br />
für den Programmgenerator zusammen<br />
Eine Analysefunktion extrahiert alle relevanten<br />
Informationen anschließend aus der<br />
CAD-Datei. Dazu wird das Modell nach ausgezeichneten<br />
Objekten untersucht, das<br />
heißt nach Objekten, die die Namenskonvention<br />
erfüllen. Aus deren geometrischer<br />
Beschreibung stellt die Analysefunktion die<br />
wesentlichen Daten zusammen. Diese werden<br />
dem Programmgenerator zugeführt,<br />
der den Messablauf automatisch erstellt<br />
beziehungsweise bereits vorhandene Programmteile<br />
parametriert. Zu diesem frühen<br />
Zeitpunkt des Entwicklungsprozesses der<br />
Messmaschine ist es bereits möglich, einen<br />
Teil des Messablaufs ohne technische Zeichnung<br />
und ohne interaktive Parameterübernahme<br />
automatisch zu generieren. Die eingesetzte<br />
Methode deckt außerdem Konstruktionsänderungen<br />
ab. Wird zum Beispiel<br />
eine Tasterposition geändert, überarbeitet<br />
der Konstrukteur den technischen<br />
Aufbau und anschließend seine Detailkonstruktion.<br />
Das aktualisierte CAD-Modell<br />
wird erneut der Analysefunktion übergeben<br />
und geänderte Parameter durch den Generator<br />
angepasst.<br />
Durch die Trennung des Verfahrens in<br />
Analyse und Programmgenerator ergibt sich<br />
ein weiterer Vorteil: Der Generator kann mit<br />
Daten aus anderen Datenquellen versehen<br />
werden. Eine dimensionelle Sondermessmaschine<br />
wird üblicherweise mit einem<br />
Referenzobjekt kalibriert, dessen Ist-Geometrie<br />
mit einem Referenzgerät vermessen<br />
wird. Ausgangspunkt im zu realisierenden<br />
Projekt bildete eine Koordinatenmessmaschine.<br />
Sie nahm Messpunkte an den<br />
gleichen Stellen des Referenzobjektes auf<br />
und verarbeitete sie anschließend nach den<br />
gleichen Verfahren wie die Sondermessmaschine.<br />
Bei einer Koordinatenmessmaschine<br />
wird das Ergebnis einer Vermessung in der<br />
Regel als gedrucktes Messprotokoll ausgegeben,<br />
dessen relevante Daten dem Messablauf<br />
der Sondermessmaschine interaktiv<br />
übertragen werden. Diese Übertragung ist<br />
fehleranfällig und zeitaufwändig. Daher hat<br />
3Plusplus ein digitales Verfahren entwickelt.<br />
Anstatt das Messprotokoll auszudrucken,<br />
wird es gespeichert. Eine Importfunktion<br />
extrahiert die relevanten Daten aus dem<br />
Protokoll und führt es anschließend dem<br />
Programmgenerator zu. Das Ergebnis ist eine<br />
papierlose und nahezu interaktionslose<br />
Übertragung der Referenzwerte aus dem<br />
Messprotokoll in den Maschinenablauf der<br />
Sondermessmaschine.<br />
■<br />
COMPACT.<br />
CONSISTENT.<br />
COMPETITIVE.<br />
kapp-niles.com<br />
Umsetzung von Antastpunkt und -richtung im CAD-Modell Bild: 3Plusplus<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong> 71
:: Technik<br />
Misst Oberflächenrauheit<br />
und Kontur in einem<br />
Die aktuelle Baureihe der Formtracer Messgeräte von Mitutoyo wird durch eine<br />
neue Ausführung für die gleichzeitige Messung von Kontur und Oberflächenrauheit<br />
erweitert. Mit noch größerem Variantenreichtum als die Vorgängermodelle<br />
deckt Formtracer CS-3300 vielfältige Messbereichsanforderungen ab.<br />
Als Fortführung der Vorgängerserie<br />
CS-3200 wartet die neue Modellreihe<br />
CS-3300 mit einer erweiterten Auswahl an<br />
Gerätegrößen und -varianten auf. Damit<br />
deckt sie eine jetzt noch breitere Palette an<br />
Einsatzmöglichkeiten und Anwenderforderungen<br />
ab. In der Z2-Achse stehen Säulengrößen<br />
von 300, 500 und 700 mm zur Auswahl,<br />
wobei der Messbereich der X-Achse<br />
wahlweise 100 oder 200 mm beträgt.<br />
Granit-Grundplatten sind in zwei Abmessungen<br />
verfügbar: 600 x 450 mm und 1<br />
000 x 450 mm. Die leistungsstarke Verbindung<br />
von zwei uneingeschränkten Systemen<br />
zur Konturmessung und umfangreichen<br />
Oberflächenanalyse kommt dabei den<br />
Ansprüchen sowohl leistungs- als auch kostenoptimiert<br />
denkender Anwender entgegen.<br />
Dank möglicher CNC-Steuerung in fast<br />
allen Achsen ist sie auch für eine<br />
effiziente Serienprüfung gerüstet.<br />
Formtracer CS prüfen die Oberfläche<br />
und Kontur eines Werkstücks<br />
in nur einem einzigen Messablauf.<br />
Dazu verfügen sie über einen<br />
kombinierten Messgeber für<br />
beide Verfahren.<br />
Über die Formtracepak-Software<br />
ist dabei sowohl eine getrennte als auch gemeinsame<br />
Auswertung und Dokumentation<br />
möglich. Für detailliertere 3-D-Oberflächenanalysen<br />
steht darüber hinaus die Software<br />
Mcubemap zur Verfügung.<br />
Wie bei Mitutoyo üblich, eröffnet sich<br />
auch für die neue Formtracer-Modellvariante<br />
eine breite Auswahl an Zubehör für die<br />
Automatisierung und Erweiterung des Anwendungsbereichs.<br />
■<br />
Formtracer CS prüfen die Oberfläche und Kontur eines<br />
Werkstücks in nur einem Messablauf. Dazu verfügen<br />
sie über einen kombinierten Messgeber für beide Verfahren<br />
Bild: Mitutoyo<br />
Lasertracker<br />
Präzise Messung großer Teile<br />
Dank ihres intelligenten<br />
Zubehörs<br />
sind die V-Probe Tracker<br />
von Automated<br />
Precision Europe<br />
(API) vielfältig einsetzbar.<br />
So können<br />
durch den Einsatz<br />
der V-Probe taktile<br />
Messungen im Stil<br />
von Koordinatenmessgeräten<br />
an großen<br />
Teilen durchgeführt<br />
werden. Das Messgerät ist leicht und mobil. Mit<br />
dem vielseitigen Tastereinsatz und ihrer 360°-Drehbarkeit<br />
ist sie ideal für Messungen an anspruchsvollen Orten.<br />
Radian Plus und V-Probe sind eine nützliche Kombination,<br />
um etwa Parallelitätsprüfungen durchzuführen.<br />
Die 80 m Reichweite des Radian ermöglicht Messungen<br />
auch an großen Bauteilen, und seine flexiblen Montagepositionen<br />
erlauben es, ihn überall zu platzieren, sogar<br />
kopfüber.<br />
■<br />
Härteprüfung<br />
Für dünnwandige Materialien<br />
Das Micro-Shore-Verfahren von Bareiss erleichtert die<br />
Härteprüfung an dünnwandigen Materialien und Fertigteilen.<br />
Sie können direkt vermessen werden und der<br />
Wert sofort mit der Spezifikation auf dem technischen<br />
Dokument verglichen werden. Erstmals können für die<br />
Micro-Shore Verfahren von Bareiss nun DAkkS-Kalibrierscheine<br />
nach ISO 17025 ausgestellt werden. Damit erhalten<br />
diese Verfahren nun auch formal das höchstmögliche<br />
Qualitätszeugnis und bieten zusätzliche Sicherheit<br />
gegenüber den erzeugten Messwerten. ■<br />
72 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong>
Wenn es ganz<br />
genau sein muss<br />
Das Highend-Formmessgerät Rondcom Crest von<br />
Accretech bietet eine Rundheitsgenauigkeit von<br />
(0.01+3H/10000) μm und eine Ebenheitsgenauigkeit von<br />
(0.02+3R/10000) μm. Damit ist es das genaueste Rundheits-<br />
und Profilmessgerät seiner Klasse. Das Messgerät<br />
ist vor allem bei der hochgenauen Fertigung von<br />
rotationssymmetrischen Bauteilen von Vorteil.<br />
Im Vergleich zur vorherigen Gerätegeneration<br />
R65B hat der<br />
Hersteller die Wiederholgenauigkeit<br />
um 0,3 μm gesteigert.<br />
Die Geradheitsgenauigkeit der<br />
Z-Messachsen liegt bei<br />
0,05 μm/100 mm und die Auflösung<br />
bei 0,001 μm. Die Tastkrafteinstellung<br />
wird durch die<br />
integrierte Acctee-Analysesoftware<br />
innerhalb eines Bereiches<br />
von 4 bis 15 mN eingestellt.<br />
Zudem verfügt das Highend-<br />
Messgerät über eine Gegenläufer-Durchmesser-Messfunktion.<br />
Damit sind extrem genaue<br />
Messungen von Durchmessern<br />
möglich. Eine wichtige Voraussetzung<br />
ist die zusätzliche motorische<br />
Y-Achse, welche sicherstellt,<br />
dass immer automatisch<br />
am höchsten Punkt gemessen<br />
wird. Daneben lassen sich optional<br />
hochgenaue Oberflächenrauigkeitsmessungen<br />
in allen<br />
Achsen (R, Z und T-Achse) in<br />
einer Aufspannung durchführen.<br />
Um diese ultrahohe Genauigkeit<br />
zu erreichen, wurde die<br />
mechanische Struktur von Basis<br />
und Achsen optimiert. Dabei<br />
kommt ein neu entwickelter,<br />
zum Patent angemeldeter Antriebs-<br />
und Führungsmechanismus<br />
zum Einsatz. Bei den beiden<br />
Bewegungsachsen wurde<br />
sowohl für die Führung als auch<br />
für den Antrieb ein berührungsloser<br />
Mechanismus gewählt:<br />
Aerostatische Luftlager führen<br />
die Bewegungen der beiden<br />
Achsen (R und Z). Auch der Ausrichttisch<br />
ist an einem Rotationsluftlager<br />
befestigt, das die<br />
Im Vergleich zur Vorgängergeneration<br />
hat das Gerät die Wiederholgenauigkeit<br />
um 0,3 μm gesteigert Bild: Accretech<br />
hochgenauen Drehbewegungen<br />
führt.<br />
Luftlager arbeiten im Vergleich<br />
zu Gleitlagern berührungslos<br />
und verursachen somit<br />
keinen Abrieb, wodurch die<br />
Genauigkeit des Messsystems<br />
über eine lange Dauer gleichbleibend<br />
ist. Die durch die Luftlager<br />
verursachten Vibrationen<br />
hat der Hersteller mit einer<br />
neuentwickelten Düse reduziert.<br />
Die Maßnahmen zur Reduzierung<br />
der Vibrationen sorgen<br />
vor allem für hochpräzise<br />
Rauheitsmessungen. Angetrieben<br />
werden die Achsen durch<br />
Linearantriebe. Im Gegensatz<br />
zu ansonsten üblichen Spindeln<br />
verursachen diese Motoren weder<br />
Rauschen noch Vibrationen.<br />
Das Rauschverhalten bei Messungen<br />
des Ra-Werts beträgt<br />
20 nm. ■<br />
Dichtheitsprüfung<br />
Gerät steuert den Prüfablauf<br />
Das Dichtheitsprüfgerät Cetatest<br />
715 LV hat Ceta für die Verpackungsindustrie<br />
entwickelt.<br />
Nach dem Startimpuls der Anlagensteuerung<br />
wird der komplette<br />
Prüfablauf über das Prüfgerät<br />
gesteuert. Die Option Turbo-Füllen<br />
ermöglicht die schnelle und<br />
automatische Befüllung auf den<br />
geforderten Prüfdruck. Integrierte<br />
Schutzschaltungen schützen<br />
das Prüfteil und die geräteinterne<br />
Sensorik. Zum Erreichen eines<br />
stabilen Messzustandes<br />
muss das Ausdehnungsverhalten<br />
begrenzt werden. So werden<br />
IBCs (Intermediate Bulk Container)<br />
in der Transportgitterbox<br />
geprüft und zusätzliche Niederhalter<br />
eingesetzt. Durch die<br />
Umschaltung auf parametrierte<br />
Prüfprogramme können Tempe-<br />
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Master of <strong>Engineering</strong> (M.Eng.)<br />
Das Original seit 2008.<br />
ratureffekte kompensiert werden.<br />
Dazu wird im Prüfstand die<br />
Temperatur des Prüfteils gemessen<br />
und das passende Prüfprogramm<br />
gewählt. Die Prüfdrücke<br />
liegen in der Größenordnung<br />
von circa 25 bis 160 mbar. Mit<br />
dem 715 LV gelingt die Dichtheitsprüfung<br />
eines 1000-l-IBCs<br />
in einer Gesamtprüfzeit von unter<br />
30 s, wobei eine gute Wiederholbarkeit<br />
erreicht wird. ■<br />
MASTER<br />
<strong>Quality</strong> Management<br />
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<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong> 73<br />
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:: Technik<br />
Einfach einschalten und loslegen<br />
Mit den Hako-Messstationen von Enovasense, die Polytec jetzt im Programm<br />
hat, lassen sich Schichtdicken bei nahezu allen in- oder halbtransparenten<br />
Schichten auf allen gängigen Substraten bestimmen. Die Systeme eignen<br />
sich zur besonders einfachen Prüfung eloxierter Oberflächen.<br />
Die fotothermischen Messsysteme der Hako-Serie arbeiten ohne<br />
jeglichen Kontakt zum Objekt. Mittels Laser und Infrarotsensoren<br />
wird die Beschichtung beliebig geformter Objekte mit Krümmungsradien<br />
von >= 1 mm aus Arbeitsabständen von 20 bis 40 mm mit einer<br />
Wiederholgenauigkeit von typischerweise +/-1 μm bzw. +/- 3%<br />
vom Messwert vermessen. Angeboten wird das Messverfahren entweder<br />
als By-the-Line- oder Labor-Kontrollstation in zwei Baugrößen<br />
(Hako-L und Hako-S), kann bei Bedarf aber auch direkt in die<br />
Produktionslinie integriert werden.<br />
Das größere Hako-L System ist mit einem 3-Achs-System ausgerüstet.<br />
Damit lassen sich komplexe Teile auf ihrer gesamten Oberfläche<br />
zur erweiterten Analyse scannen. Das ermöglicht eine<br />
schnelle und eindeutige Rückmeldung über die Aufteilung und Homogenität<br />
der Eloxal-Schicht zur Qualitätskontrolle oder für Prozessoptimierung.<br />
Die Hako-Systeme werden ab Werk mit der entsprechenden Kalibrierung<br />
geliefert. Der Anwender kann sofort messen und muss<br />
selbst bei einem Produktwechsel kein unbeschichtetes Teil referenzieren.<br />
Sowohl in industriellen Anwendungen als auch im Laborbereich<br />
spart das Arbeitszeit.<br />
■<br />
Das fotothermische Messverfahren zur Prüfung der Eloxal-Schicht wird als By-the-<br />
Line- oder Labor-Kontrollstation angeboten, lässt sich bei Bedarf aber auch direkt<br />
in die Produktionslinie integrieren Bild: Polytec<br />
Spektralphotometer<br />
Farbkontrolle leicht gemacht<br />
Mit dem SPH IPM hat Colorlite ein kompaktes, leistungsstarkes<br />
Spektralphotometer für die 100-%-Farbkontrolle entwickelt.<br />
Durch die hohe Messgenauigkeit und -stabilität können aufwendige<br />
Laboranalysen entfallen. Detektiert das System eine<br />
Farbabweichung außerhalb der festgelegten Toleranz, wird die<br />
Information sofort an das Prozessleitsystem weitergeleitet. Die<br />
Produktion wird sofort automatisch gestoppt und eine Ampelanlage<br />
zeigt den Fehler optisch an. Die Kommunikation zum PLS<br />
erfolgt über kundenspezifische Schnittstellen. Das Gerät ist mit<br />
einem 7“ Touch screen- und<br />
Farbdisplay ausgestattet.<br />
Durch die einfache und logische<br />
Menüführung kann<br />
der Bediener die Messwerte,<br />
die Auswertung, sowie<br />
den Status und Alarmhinweise<br />
sofort am Display<br />
einsehen.<br />
■<br />
Prüfsystem<br />
Mobiler Reinraum ersetzt das Labor<br />
Das Clean Cabinet von Oilsafe<br />
integriert drei Systeme: eine<br />
Spüleinheit für das Entfernen<br />
und Sammeln von Verunreinigungen,<br />
ein integriertes optisches<br />
Mikroskop zur Bewertung<br />
der entfernten Verunreinigungen<br />
sowie ein Bedienfeld mit<br />
Datenerfassungssystem und<br />
Fernkommunikation mit dem<br />
betriebsinternen Netzwerk. Das<br />
System kann nicht nur analysieren,<br />
sondern auch ein Zertifikat<br />
zur Analyse der Bauteilsauberkeit<br />
erstellen. Die Bezugsnormen<br />
für die Sauberkeit von Bauteilen<br />
sind ISO 16232, ISO 18413<br />
und VDA19. Dieser automatisierte,<br />
tragbare „Reinraum“ verfügt<br />
über einen intern integrierten<br />
Prozess zum Entfernen,<br />
Trocknen, Transportieren und<br />
Analysieren von Verunreinigungen<br />
sowie Datenspeicherung<br />
und -übertragung. Dadurch<br />
werden die Testeffizienz gesteigert<br />
und die Kosten verringert.<br />
Es müssen also kein<br />
Reinraum geschaffen und<br />
Fachleute eingestellt werden,<br />
um den Sauberkeitsprozess<br />
zu verwalten. Bisher<br />
musste diese Sauberkeitsbewertung<br />
meist von externen<br />
Labors durchgeführt<br />
werden.<br />
■<br />
74 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong>
Prüftechnik<br />
Gewindeprüfzyklus wird<br />
beschleunigt<br />
Zweiflankenwälzprüfung<br />
Kleinste Verzahnungen ohne<br />
zusätzliche Adapter<br />
Johs. Boss hat sein Produktportfolio<br />
um eine digitale Multicheck<br />
mit Wechsellehreneinsätzen<br />
erweitert. Das Programm<br />
vereint die Prüfung der Lehrenhaltigkeit<br />
und die Messung der<br />
Gewindetiefen in nur einem<br />
Messmittel. Die Dauer des Gewindeprüfzyklus<br />
kann um bis zu<br />
50 % reduziert werden. Aufgrund<br />
einer definierten Abflachung<br />
am ersten Gewindegang<br />
ist eine exakte Messung der lehrenhaltigen<br />
Einschraubtiefe des<br />
Gewindes möglich. Die digitale<br />
Multicheck gewährleistet durch<br />
eine kontrastreiche Ziffernanzeige<br />
ein einfaches und fehlerfreies<br />
Ablesen der Gewindetiefe<br />
mit einer Ablesegenauigkeit von<br />
0,01 mm mittels einer Digitalanzeige.<br />
Durch die Möglichkeit,<br />
die Lehreneinsätze sehr einfach<br />
zu wechseln, ergeben sich erhebliche<br />
Kosteneinsparungspotentiale<br />
gegenüber dem bisherigen<br />
System. Die Standardlieferumfang<br />
beinhaltet zwei Systemgrößen,<br />
innerhalb derer Gewindegrößen<br />
von Ø 2–10 mm<br />
und ≥Ø 10–20 mm unterschiedlicher<br />
Gewindearten gewechselt<br />
werden können. Die maximale<br />
Messtiefe beträgt 4 x D beziehungsweise<br />
80 mm. ■<br />
Das Zweiflankenwälzprüfgerät<br />
ZWG35 von DWU besitzt<br />
im Gegensatz zu den<br />
herkömmlichen ZWGs einen<br />
Zahneingriff auf horizontaler<br />
Ebene. Der<br />
Vorteil hierbei ist,<br />
dass nun auch<br />
kleinste Verzahnungen<br />
ohne zusätzliche<br />
Adapter geprüft werden können. Ebenfalls wurde auf die<br />
Aufnahme der Zahnräder ein Augenmerk gesetzt. Bei dem ZWG35<br />
ist es nun möglich, das Zahnrad auf einem Dorn oder zwischen Spitzen<br />
aufzunehmen. Dadurch befindet sich das System stets im ausgeglichenen<br />
Gleichgewicht. Erst durch die Einstellung der Messkraft<br />
wird das Gleichgewicht aufgehoben und der Prüfling definiert<br />
(auch mit kleinsten Anpresskräften) mit dem Lehrzahnrad gepaart.<br />
Die Position des Lehrzahnrades kann vertikal angepasst werden, sodass<br />
eine problemlose Paarung stattfinden kann.<br />
■<br />
Messgerät<br />
Laserstrahl liefert präzisen<br />
Innenquerschnitt<br />
Der Circular Triangulation Sensor<br />
(Citris) von GL Messtechnik<br />
misst die Innengeometrie von<br />
Bohrungen, Rohren, Behältern<br />
und anderen Hohlräumen. Der<br />
radiale Laserstrahl erfasst die<br />
Hohlraumgeometrie auf 360° in 2048<br />
Winkelschritten. Das Ergebnis ist ein präziser<br />
Innenquerschnitt. Ein 3D-Modell des<br />
Innenwandprofils entsteht bei Bewegung<br />
des Sensors durch das Objekt. Diese neue<br />
Messtechnik bietet Lösungen zur Toleranzüberwachung<br />
und Fehleranalyse. Das Gerät erzeugt einen<br />
360° nach außen gerichteten Strahl und misst somit<br />
auf einer Kreislinie ohne rotierende Komponenten. In<br />
einer Ebene um den Sensor herum wird eine Linie auf<br />
die Innenfläche des Messobjekts projiziert. Ein Bildsensor<br />
wertet diese Linie aus und erzeugt die 2D-Kontur eines<br />
Schnittes auf einer Ebene.<br />
■<br />
Rasterelektronenmikroskop<br />
Hohe Auflösung und<br />
einfache Bedienung<br />
Das neue Feldemissions-Rasterelektronenmikroskop<br />
JSM-F100<br />
von Jeol vereint eine sehr hohe<br />
Auflösung mit intuitivem Handling.<br />
Mit der In-Lens-Emitter-<br />
Technologie erreicht das Mikroskop<br />
selbst bei niedrigen Beschleunigungsspannungen<br />
eine<br />
hohe Auflösung. Für die automatisierte<br />
Partikel- und Restschmutzanalyse<br />
gemäß VDA19a<br />
und ISO16232 bietet der Hersteller<br />
ein<br />
integriertes<br />
System<br />
aus der Intouch-Rasterelektro-<br />
nenmikroskop-Serie samt integrierter<br />
Farbkamera und vollständig<br />
integriertem Elementanalyse-System<br />
(EDX). Eine<br />
maßgeschneiderte Software bildet<br />
den kompletten Analyseprozess<br />
ab – vom automatischen<br />
Anfahren mehrerer Filter über<br />
die sequenzielle Datenaufnahme<br />
und Partikelklassifizierung<br />
bis hin zur statistischen Auswertung.<br />
Durch die intuitive Integration<br />
ist das System selbst für<br />
Einsteiger leicht zu erlernen und<br />
sorgt damit für einen reibungslosen<br />
Übergang von licht-mikroskopischen<br />
Analysen hin zur<br />
hochaufgelösten und elementspezifischen<br />
Charakterisierung<br />
im Elektronenmikroskop.<br />
■<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong> 75
:: Technik<br />
Fit für viele Messaufgaben<br />
Der neue Datenlogger Almemo 204 von Ahlborn ist ein kompakter Allrounder für zahlreiche<br />
Messaufgaben. Das besondere sind vier Messeingänge für digitale Sensoren, die<br />
sich je nach Sensor auf bis zu 40 Messkanäle erweitern lassen.<br />
Mit den intelligenten D7-Steckern wird der Datenlogger<br />
zum Multitalent Bild: Ahlborn<br />
Multifunktionale Sensoren können zum<br />
Beispiel die relative Luftfeuchte und gleichzeitig<br />
die Temperatur und den Luftdruck<br />
messen. Ungenutzte Kanäle können als<br />
Funktionskanäle erweitert werden, so dass<br />
auch noch die absolute Luftfeuchte als Anzeigewert<br />
mit erfasst wird.<br />
Mit den intelligenten D7-Steckern wird<br />
der Datenlogger zum Multitalent. Der<br />
D7-Anschlussstecker für beliebige digitale<br />
Sensoren arbeitet mit einer voll digitalen<br />
Schnittstelle zum Messgerät und bietet bis<br />
zu zehn Funk tionskanäle. Da die Stecker einen<br />
eigenen Prozessor beinhalten, arbeiten<br />
die Sensoren parallel mit ihrer fühlerspezifischen<br />
Messrate und erreichen in der Abfrage<br />
eine hohe Geschwindigkeit für dynamische<br />
Messungen. Zudem bietet die digitale<br />
Schnittstelle eine hohe Übertragungssicherheit.<br />
Individuelle Sensorparameter werden<br />
zusätzlich im Stecker gespeichert. Auch frei<br />
wählbare Kommentare können hinterlegt<br />
werden.<br />
Der Almemo 204 lässt sich wie alle Datenlogger<br />
und Messgeräte vielseitig und flexibel<br />
einsetzen – etwa zur Überwachung<br />
des Raumklimas, zur Messung von Beleuchtung<br />
und UV-Belastung am Arbeitsplatz, zur<br />
Überwachung von Temperaturen an Prüfständen<br />
und bei industriellen Prozessen sowie<br />
zur mobilen Kontrollmessung in Wärmeöfen<br />
und Klimakammern.<br />
■<br />
Präzisionsmesszentrum<br />
Zuverlässig und kompakt<br />
Hochgenau, zuverlässig, kompakt und mit allen Softund<br />
Hardwaremöglichkeiten ausstattbar erfüllt das<br />
Präzisionsmesszentrum P 100 von Klingelnberg universelle<br />
Anforderungen. Lange Werkstücke können problemlos<br />
zwischen Spitzen gespannt und mit Hilfe einer<br />
bis zu 1200 mm langen Vertikalachse gemessen werden.<br />
Der hochgenaue Drehtisch ermöglicht die Nutzung<br />
als vollwertiges Formmessgerät. Eine integrierte<br />
Schwingungsisolierung, temperaturneutrale Messsysteme,<br />
die Erfassung der Werkstücktemperatur und ein<br />
ausgeklügeltes Temperaturmodell der Maschine sorgen<br />
für hochgenaue Messungen auch<br />
außerhalb der Messräume. Das<br />
robuste Design und ein Kollisionsschutz<br />
des Tastsystems ermöglichen<br />
einen direkten Einsatz in der<br />
Produktion. Weg- und<br />
Wartezeiten werden verkürzt,<br />
Kosten für Messräume<br />
und Klimatisierung<br />
entfallen. Durch automatisch<br />
einwechselbare<br />
Rauheitstastsysteme<br />
werden neben der geometrischen<br />
und Formmessung<br />
auch die Qualitätserfassung<br />
an außen<br />
und innenliegenden Lagerstellen<br />
realisiert. ■<br />
Koordinatenmesssystem<br />
Algorithmen übernehmen<br />
die Konfiguration<br />
Mit der Software Metmax hat<br />
Bruker Alicona das optische Mikrokoordinatenmesssystem<br />
μCMM optimiert. Algorithmen<br />
übernehmen die Konfiguration<br />
der Messstrategie. Damit hängt<br />
die 3D-Messung und -Auswertung<br />
nicht mehr vom Expertenwissen<br />
des Bedieners ab. Sobald<br />
der CAD-Datensatz eines Bauteils<br />
hochgeladen wurde, wählt<br />
der Anwender per Mausklick,<br />
welche GD&T beziehungsweise<br />
PMI-Merkmale (Product Manufacturing<br />
Information) gemessen<br />
werden sollen. μCMM konfiguriert<br />
automatisch die ideale<br />
Messstrategie zur 3D-Messung<br />
des Bauteils und berechnet autonom<br />
Antastrichtungen (von<br />
oben oder seitlich), Kipp- und<br />
Rotationswinkel sowie Verfahrwege<br />
in XYZ. Bevor die Messung<br />
gestartet wird, sichert eine virtuelle<br />
Simulation den kollisionsfreien<br />
Messablauf. Die Messung<br />
wird per Mausklick gestartet<br />
und erfolgt dann automatisch.<br />
Nachdem das Bauteil in 3D gemessen<br />
wurde, werden die<br />
3D-Daten ebenfalls automatisch<br />
ausgewertet. Sollen etwa<br />
Formabweichungen bestimmt<br />
werden, entscheidet das Messsystem<br />
eigenständig, welche<br />
geometrische Form (zum Beispiel<br />
Zylinder, Ebene oder Kugel)<br />
eingepasst werden muss. ■<br />
76 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong>
Tensiometer<br />
Mobile Qualitätskontrolle für Bäder<br />
Eintauchen, klicken, ablesen: Mit dem Bubble Pressure<br />
Tensiometer BPT Mobile von Krüss lässt sich der Tensidgehalt<br />
eines Reinigungs- und Beschichtungsbads innerhalb<br />
von Sekunden anhand der Oberflächenspannung<br />
(OFS) erfassen. Der Qualitätsprüfer erfährt dank der Adhoc-Auswertung<br />
sofort, ob das Bad in Ordnung<br />
ist. Darüber hinaus zeigt das Gerät für die<br />
proaktive Nachdosierung, wie der Tensidgehalt<br />
über die Zeit abnimmt, zum Beispiel<br />
durch die Entnahme von Bauteilen. Mit<br />
dem intuitiven Touchdisplay ist die Arbeit<br />
so, als würde man Messungen mit seinem<br />
Smartphone durchführen. Die Funktionen<br />
sind dank des großen Displays noch<br />
leichter zu treffen – sogar mit Laborhandschuhen.<br />
Programmierte Messvorlagen<br />
und die Tatsache, dass das Instrument<br />
weitgehend unabhängig von der<br />
Eintauchtiefe arbeitet, gewährleisten<br />
eine benutzerunabhängige<br />
Qualitätskontrolle.<br />
■<br />
Messsoftware<br />
CAD-Systeme als Vorbild<br />
Horus ist eine intuitive und benutzerfreundliche<br />
Software von Opto <strong>Engineering</strong> für die<br />
Messung von Teilen in Echtzeit: Das Interface<br />
und das Vorgehen sind so designt, dass es traditionellen<br />
CAD-Software-Ansätzen ähnelt.<br />
Somit wird eine einfache und<br />
schnelle Überprüfung von<br />
Messergebnissen sichergestellt.<br />
Die Teile werden automatisch<br />
erkannt und über<br />
das gesamte Sichtfeld nachverfolgt,<br />
ohne dass die Messung<br />
neu konfiguriert werden<br />
muss. Somit erleichtern<br />
Tools für die automatische<br />
Suche nach geometrischen<br />
Grundkörpern und Konstruktion<br />
die Verfügbarkeit der Messinformationen.<br />
Ein fortschrittlicher Ansatz für die Kantenerkennung<br />
und Systemkalibrierung stellt eine<br />
maximale Genauigkeit für das Messsystem sicher.<br />
Die Statistiken sind sehr intuitiv und einfach<br />
zu nutzen. Dies erlaubt es, schnell einen<br />
kompletten Messreport zu erstellen und Daten<br />
zu extrahieren. Das System ist flexibel konfigurierbar<br />
und offen für die Integration in weitere<br />
Geräten.<br />
■<br />
Technische Sauberkeit<br />
Analyse einfach gemacht<br />
Industriekameras<br />
Die Analyzer-Workflow-Lösungen<br />
von Leica Microsystems machen<br />
die Arbeit bei der Sauberkeitsanalyse<br />
effizienter und einfacher.<br />
Alle Analyzer sind auf einen<br />
speziellen Workflow zugeschnitten<br />
und fokussieren sich<br />
damit auf spezifische Aufgabenstellungen.<br />
Sie sind direkt<br />
einsatzbereit und kommen mit<br />
Mikroskop, Digitalkamera, PC<br />
und Schulung. Der Anwender<br />
muss nur noch die Messvorschriften<br />
auswählen, um schnell<br />
und akkurat zu analysieren. Neben<br />
der optischen Analyse<br />
braucht der Kunde häufig eine<br />
chemische Analyse, die meist<br />
sehr komplex ist und oft nur von<br />
Experten durchgeführt werden<br />
kann. Mit dem LIBS-System (Laser<br />
Induced Breakdown Spectroscopy)<br />
(im Foto) lassen sich<br />
metallische Legierungen und<br />
anorganische Verbindungen sicher<br />
und schnell analysieren. ■<br />
Hohe Auflösung und Bildqualität<br />
Die neuen Kameras von SVS-Vistek konzentrieren sich<br />
auf drei Qualitätsmerkmale: Auflösung, Bildqualität<br />
und Geschwindigkeit. 10 GigE als kostengünstiges<br />
Highspeed-Interface bietet die 10-fache Bandbreite der<br />
herkömmlichen GigE-Schnittstelle. Zudem kann 10 GigE<br />
auf einem normalen Ethernet-Kabel eine Bandbreite<br />
von 1,1 GB/s übertragen. Die neue hr342XGE mit Sony<br />
Pregius-Sensor kann bei einer Auflösung von 31 MP mit<br />
einer Framerate von 35,4 fps (Bildern pro Sekunde) betrieben<br />
werden und liefert diese Bildfrequenz sogar mit<br />
langen Kabeln auf Standard-Ethernet-Netzwerktechnik.<br />
Die neue FXO-Serie gibt es mit dem schnellen 10-GigE-<br />
Interface oder als Single Line Coaxpress-Variante, wenn<br />
extrem geringe Latenzen gefordert sind. Auch hier können<br />
die neuen Bildsensoren mit höchsten Datenraten<br />
ausgelesen werden. So kann die fxo541 mit dem neuesten<br />
Sony Pregius Gen-4-Sensor die maximale Auflösung<br />
von 20,3 MP mit 35,3 fps übertragen. Die 2,74 x 2,74 μm<br />
großen Pixel bestechen durch ihr extrem niedriges Rauschen<br />
und eine hervorragende Dynamik. Die Pixelgröße<br />
garantiert eine einfache Anbindung an kostengünstige<br />
Objektive.<br />
■<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong> 77
:: Technik<br />
Prüfgerät<br />
Schnelle Inspektion<br />
von Metalloberflächen<br />
Interferometer<br />
Drei in einem<br />
Inspec ist ein neues mobiles optisches<br />
Oberflächenprüfgerät<br />
von Soliton, das für eine schnelle<br />
Inspektion von diversen Werkstoffen<br />
und Metall-Oberflächen<br />
eingesetzt wird. Mit einem<br />
Knopfdruck werden Flächen von<br />
7 x 7 oder 15 x 15 mm vermessen.<br />
Krater oder Aufwürfe in der<br />
Oberfläche werden sofort quantitativ<br />
erfasst mit einer Höhen/<br />
Tiefen-Auflösung von 5 μ. Daher<br />
kann das Gerät zur routinemäßigen<br />
Prüfung von Turbinenschaufeln<br />
in Triebwerken eingesetzt<br />
werden, ohne die Schaufel<br />
ausbauen zu müssen. Weitere<br />
Anwendungen sind generelle<br />
Qualitätskontrolle von Werkstücken,<br />
automatisch geführt mit<br />
Industrierobotern.<br />
■<br />
Zur simultanen Längenund<br />
Winkelmessung mit<br />
hoher Dynamik bis 3 m/s<br />
hat Sios Messtechnik die<br />
Dreistrahl-Laserinterferometer<br />
SP 5000 TR entwickelt.<br />
Diese ermöglichen<br />
hochpräzise simultane<br />
Weg- und Winkelmessungen,<br />
einen schnellen Aufbau<br />
und eine unkomp -<br />
lizierte Justage. Die Präzisionslängenmessgeräte<br />
vereinen drei Interferometer<br />
in einem Gerät. In allen drei Messkanälen wird die<br />
gleiche hochstabile Laserfrequenz genutzt. Somit können<br />
simultan drei Längenwerte mit Nanometergenauigkeit erfasst<br />
werden. Aus der Differenz jeweils zweier Längenwerte<br />
und dem kalibrierten Strahlabstand lässt sich der entsprechende<br />
Winkel hochgenau bestimmen.<br />
Der Wegmessbereich des modularen Systems beträgt<br />
mehr als 5 m mit der einer Sub-Nanometer Auflösung.<br />
Winkelmessungen sind bis ±12,5° mit einem Reflektor<br />
möglich. Die Lichtwellenleiterkopplung des Sensorkopfes<br />
und die optional integrierte Strahlrichtungsdetektion unterstützen<br />
die einfache Handhabung und Justage. ■<br />
Ultraschallprüfung<br />
Koppelmittel überflüssig<br />
Ein neues Verfahren zur Ultraschallprüfung von Punktschweißverbindungen<br />
von Xarion Laser Acoustics, basierend auf dem optischen<br />
Mikrofon, macht den Einsatz von Koppelmittel überflüssig.<br />
Das optische Mikrofon wurde dazu gemeinsam mit einem ultraschallerzeugenden<br />
Laser in einen kompakten Prüfkopf integriert<br />
und lässt sich auf diese Weise auf einen Roboter montieren. Der<br />
glasfasergekoppelte Sensorkopf ist nur wenige Millimeter groß und<br />
erreicht dadurch auch schwer zugängliche Stellen.<br />
■<br />
Koordinatenmessgerät<br />
Erschwingliche Röntgenmesstechnik<br />
Das neue Modell FOV der leistungsstarken kompakten<br />
Koordinatenmessgeräte mit Röntgentomografie Tomoscope<br />
XS von Werth ist durch spezielle Konstruktionsprinzipien<br />
preisgünstiger und auch leichter zu bedienen.<br />
Der Messbereich der neuen Geräte verfügt je nach<br />
Montage des Detektors über einen Durchmesser oder<br />
eine Höhe von circa 120 mm. Die „Im Bild“-Messungen<br />
finden im Sehfeld des Detektors statt. Der 6-Megapixel-<br />
Detektor ermöglicht hierbei eine hohe Auflösung. Die<br />
Messung „OnTheFly“ und die Echtzeitrekonstruktion<br />
des digitalen Werkstückvolumens während der Messung<br />
sorgen für schnelle Messergebnisse. Die Messung<br />
erfolgt vollständig automatisiert, sinnvolle Parameter<br />
wurden teilweise bereits werksseitig festgelegt. Der Bediener<br />
muss nur die Werkstücke auf den Messtisch legen<br />
und in der Messsoftware<br />
Winwerth auf<br />
„Automatik-Messung“<br />
klicken. Falls notwendig,<br />
können Messparameter<br />
wie Spannung<br />
oder Vorfilter auch wie<br />
bei anderen Werth-Geräten<br />
mit Röntgentomografie<br />
vom Bediener<br />
gewählt werden. ■<br />
78 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong>
Messtechnik am Keck-Observatorium fast wie in der Werkzeugmaschine<br />
Exakt ausgerichtet auf die Sterne<br />
Astronomen und Astrophysiker am Keck-Observatorium auf Hawaii können nach der Erneuerung<br />
der Antriebs- und Messtechnik nun noch schärfer und genauer hinschauen. Zum Einsatz kommen<br />
seit der Revision Winkelmessgeräte von Heidenhain. Dabei handelt es sich gewissermaßen um<br />
die „großen Brüder“ von Winkelmessgeräten, wie sie in Werkzeugmaschinen genutzt werden.<br />
Die neue Messtechnik<br />
ermöglicht dem Keck<br />
Observatorium auf<br />
Hawaii eine genauere<br />
und schnellere Ausrichtung<br />
der Teleskope auf<br />
einen Stern und die<br />
Langzeitverfolgung des<br />
Sterns auf seiner Bahn<br />
Bild: Heindenhain<br />
In rund 4200 m Höhe, auf dem Gipfel des Mauna Kea,<br />
ragen die 30 m hohen Kuppeln der beiden Keck-Teleskope<br />
in die trockene, reine, klare Luft über Hawaii. Die darin<br />
installierten Spiegel mit 10 m Durchmesser erlauben<br />
einzigartige Blicke ins Weltall. Denn sie empfangen<br />
Licht sowohl im sichtbaren als auch im infraroten<br />
Bereich und können zur Steigerung der Leistung zu einer<br />
gewaltigen, adaptiven Optik zusammengeschaltet<br />
werden.<br />
Was mit diesen gewaltigen Optiken am Ende tatsächlich<br />
zu sehen ist, dafür ist die exakte Ausrichtung<br />
der Spiegel auf den Sternenhimmel entscheidend. Je genauer<br />
die Positionierung erfolgt, desto genauer können<br />
die Astronomen Bereiche des Himmels anvisieren,<br />
verfolgen und beobachten. Das gilt sowohl in Azimut,<br />
also in der horizontalen Ausrichtung nach den Himmelsrichtungen,<br />
als auch in Elevation, also in der vertikalen<br />
Ausrichtung hin zum Zenit. Deshalb wurde die<br />
komplette Antriebstechnik für die Teleskope erneuert<br />
und optimiert.<br />
Die Positionsmessung für Azimut und Elevation<br />
übernehmen jetzt modulare Winkelmessgeräte von<br />
Heidenhain vom Typ ERA 8400. Sie sind sozusagen die<br />
großen Brüder in der ERA-Familie, deren kleinere Geschwister<br />
wie das ERA 4000 auch in vielen Werkzeugmaschinen<br />
an Rundtischen und Schwenkköpfen ihre<br />
Dienste tun. Die Teilungsstriche sitzen im Abstand von<br />
40 μm auf den Maßbändern und werden beim Azimut<br />
mit vier, bei der Elevation mit zwei Abtastköpfen gelesen.<br />
Im Zusammenspiel mit der Auswerte-Elektronik EIB<br />
749 können die so ermittelten Messwerte zu einem<br />
Messschritt von 10 nm interpoliert werden.<br />
Für die Positionierung des Teleskops bedeutet das: In<br />
der Horizontalen sind Genauigkeiten von vier Milliwinkelsekunden,<br />
in der Vertikalen von einer Milliwinkelsekunde<br />
möglich. „Wir können einen Stern jetzt selbst in<br />
dichten Sternenhaufen unmittelbar anvisieren und bis<br />
zu sechs Stunden lang verfolgen und beobachten. Das<br />
eröffnet uns ganz neue Einblicke und liefert auch viel<br />
mehr Informationen als mit der bisherigen Technologie“,<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>02.2020</strong> 79
:: <strong>Quality</strong> World<br />
Für eine quasi-absolute<br />
Positionsmessung<br />
verfügen die neuen<br />
Winkelmessgeräte<br />
ERA 8400 an den Keck-<br />
Teleskopen zusätzlich<br />
zur Inkrementalspur<br />
auch noch über<br />
Markierungen auf einer<br />
separaten Abtastspur<br />
Bild: Heidenhain<br />
zieht Tomas Krasuski, der leitende Elektronikingenieur<br />
am Keck-Observatorium, ein erstes Fazit nach Abschluss<br />
der Umbauarbeiten. „Es ist faszinierend, dass wir jetzt so<br />
gewaltige Technik wie unsere 10-Meter-Teleskope in<br />
Messschritten von 10 Nanometern bewegen können.“<br />
Neun Jahre Umbau unter schwierigen<br />
Voraussetzungen<br />
Dass in der Astronomie andere Begriffe für Zeit und<br />
Raum gelten als im normalen Leben, spiegelt auch die<br />
Revision der Keck-Teleskope wider. Neun Jahre dauerte<br />
das Projekt, das unter ganz besonderen Vorzeichen vorbereitet<br />
und durchgeführt wurde: Während der Revision<br />
sollten die Astronomen am Keck-Observatorium beide<br />
Teleskope uneingeschränkt weiter nutzen können.<br />
Die tagsüber durchgeführten Arbeiten mussten also so<br />
geplant werden, dass nachts die Teleskope wieder einsatzfähig<br />
waren.<br />
Hinzu kommt dass die Teleskope in 4200 m Höhe<br />
stehen. Wegen des niedrigen Luftdrucks und Sauerstoffgehalts<br />
in dieser Höhe müssen Menschen bei jedem<br />
Aufstieg zu den Teleskopen eine Akklimatisierungspause<br />
einlegen. Technische Systeme müssen an die Umgebungsbedingungen<br />
angepasst werden, um einwandfrei<br />
zu funktionieren.<br />
Aber alle Arbeiten und das lange Warten haben sich<br />
gelohnt, bestätigt Krasuski: „Jetzt können wir jeden<br />
Stern im Beobachtungsfenster der Keck-Teleskope mit<br />
einer Genauigkeit von einer Winkelsekunde erfassen.<br />
Außerdem konnten wir die Performance erhöhen: Wir<br />
sammeln nicht nur genauere Daten, sondern können<br />
diese auch schneller verarbeiten und das Teleskop dynamischer<br />
steuern.“ Das ist vor allem wichtig, wenn die<br />
Forscher auf Hawaii Objekte am Himmel über einen<br />
längeren Zeitraum beobachten wollen und das Teleskop<br />
permanent nachführen müssen. Die neu installierten<br />
Messgeräte von Heidenhain tragen dazu durch ihre Genauigkeit<br />
bei.<br />
■<br />
Webhinweis<br />
Ein Video zur Anwendung der Heidenhain-Messtechnik<br />
am Keck-Observatorium sehen<br />
Sie hier: http://hier.pro/zFjde<br />
Mehr zu Winkelmessgeräten für Werkzeugmaschinen<br />
erklärt Heidenhain in diesem Video:<br />
http://hier.pro/g0dUq<br />
Anbau der ERA<br />
8400-Winkelmessgeräte<br />
von Heidenhain am<br />
Teleskop-Antrieb für die<br />
Azimuth-Positionierung<br />
Bild: Heidenhain<br />
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Bilz ..............................................................................69<br />
Böhme & Weihs .....................................25, 34, 42<br />
Bruker Alicona ................................................ 46, 76<br />
Ceta ............................................................................ 73<br />
Cirp ............................................................................. 20<br />
Colorlite .................................................................... 74<br />
Consense .......................................................... 34, 38<br />
Creaform .................................................................. 60<br />
CWA ........................................................................... 43<br />
Deutsche Hochschulwerbung<br />
und -vertriebs GmbH .........................................41<br />
Deutsche Industrieforschungsgemeinschaft<br />
Konrad Zuse ............................................................ 28<br />
Diondo ............................................................... 20, 22<br />
DK Fixiersystem .................................................... 32<br />
DQS ............................................................................ 12<br />
Dr. Heinrich Schneider Messtechnik ............ 46<br />
Dr. Johannes Heidenhain GmbH ...................84<br />
DWU .......................................................................... 75<br />
Eickhoff .................................................................... 40<br />
Fraunhofer IIS ........................................................ 32<br />
Fraunhofer IPA ....................................................... 20<br />
Fraunhofer-Allianz Vision ................................. 46<br />
FRENCO ....................................................................67<br />
GL Messtechnik .................................................... 75<br />
Heidenhain ............................................................. 79<br />
IMS ............................................................................. 43<br />
IQM TOOLS ..............................................................29<br />
iqs ................................................................19, 34, 43<br />
Jeol ............................................................................. 75<br />
Johs. Boss ................................................................. 75<br />
Kapp ...........................................................................71<br />
Klingelnberg ........................................................... 76<br />
Klostermann .......................................................... 16<br />
Krüss .......................................................................... 77<br />
Leica Microsystems ............................................. 77<br />
Leupold Legal ......................................................... 20<br />
MARPOSS .................................................................39<br />
Micro-Epsilo .......................................................3, 62<br />
Microvista ............................................................... 32<br />
Mitutoyo ......................................................5, 46, 72<br />
Nikon .........................................................................49<br />
OGP ............................................................................37<br />
Oilsafe ....................................................................... 74<br />
Opto <strong>Engineering</strong> ................................................. 77<br />
OPTOMETRON .......................................................31<br />
Pantec .......................................................................69<br />
Plasmo ...................................................................... 20<br />
Plato ................................................................... 34, 42<br />
Polytec ...............................................................57, 74<br />
Reusch Rechtsanwälte ....................................... 18<br />
Shimadzu ................................................................13<br />
Sios Messtechnik ................................................. 78<br />
Soliton ...................................................................... 78<br />
STUDENROTH ........................................................83<br />
SVS-Vistek ................................................................ 77<br />
Sycat .......................................................................... 42<br />
Topometric ...................................................... 58, 65<br />
Visiconsult .............................................................. 30<br />
Vogt Ultrasonics ...................................................63<br />
Volume Graphics .................................................. 22<br />
Wenzel ....................................................... 22, 46, 56<br />
Werth Messtechnik .............................. 20, 46, 52<br />
Werth ................................................................. 22, 78<br />
WINGS ......................................................................73<br />
wirth + partner ..................................................... 19<br />
Xarion ........................................................................ 78<br />
Yaveon ....................................................................... 44<br />
YXLON ..........................................................................2<br />
Yxlon .......................................................................... 46<br />
Zeiss ..................................................... 22, 44, 46, 50<br />
Carl Zeiss Industrielle Messtechnik ..............27<br />
Carl Zeiss MES Solutions ...................................59<br />
Zwick Roell .............................................................. 68<br />
ISSN 1436-2457<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 />
Redaktionsassistenz:<br />
Daniela Engel, Phone +49 711 7594-452<br />
E-Mail: daniela.engel@konradin.de<br />
Layout:<br />
Michael Kienzle, Phone +49 711 7594-258<br />
Vera Müller, Phone +49 711 7594-422<br />
Gesamtanzeigenleiter:<br />
Joachim Linckh, Phone +49 711 7594-565<br />
E-Mail: joachim.linckh@konradin.de<br />
Auftragsmanagement:<br />
Annemarie Olender, Phone +49 711 7594-319<br />
Zurzeit gilt Anzeigenpreisliste Nr. 38 vom 1.10.2019<br />
Leserservice<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> +49 711 7252–209<br />
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<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> erscheint 5 x jährlich. Bezugs preise:<br />
Inland 68,50 € inkl. Versand kosten und MwSt.; Ausland:<br />
68,50,- € inkl. Versandkosten. Einzelverkaufspreis: 13,80 €<br />
inkl. MwSt., zzgl.Versandkosten.<br />
Sofern die Lieferung nicht für einen bestimmten Zeitraum<br />
bestellt war, läuft das Abonnement bis auf Widerruf.<br />
Bezugszeit: Das Abonnement kann erstmals vier Wochen<br />
zum Ende des ersten Bezugsjahres gekündigt werden.<br />
Nach Ablauf des ersten Jahres gilt eine Kündigungsfrist von<br />
jeweils vier Wochen zum Quartalsende.<br />
Bei Nichterscheinen aus technischen Gründen oder höherer<br />
Gewalt entsteht kein Anspruch auf Ersatz.<br />
Auslandsvertretungen:<br />
Großbritannien: Jens Smith Partnership, The Court, Long<br />
Sutton, GB-Hook, Hampshire RG29 1TA, Phone 01256<br />
862589, Fax 01256 862182, E-Mail: media@jens.demon.<br />
co.uk; Switzerland IFF media ag, Frank Stoll, Technoparkstrasse<br />
3, CH-8406 Winterthur, Tel: +41 52 633 08 88, Fax:<br />
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New York, NY 10001, Phone +1 212 8963881, Fax +1 212<br />
6293988, detleffox@com cast.net<br />
Gekennzeichnete Artikel stellen die Meinung des Autors,<br />
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tionellen Kürzung oder Erweiterung. Korrekturabzüge<br />
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Alle in <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> erscheinenden Beiträge sind urheberrechtlich<br />
geschützt. Alle Rechte, auch Übersetzungen,<br />
vorbehalten. Reproduktionen, gleich welcher Art, nur<br />
mit schriftlicher Genehmigung des Verlages.<br />
Erfüllungsort und Gerichtsstand ist Stuttgart.<br />
Druck:<br />
Konradin Druck GmbH, Leinfelden-Echterdingen<br />
Printed in Germany<br />
© 2020 by Konradin-Verlag Robert Kohlhammer GmbH,<br />
Leinfelden-Echterdingen<br />
Kooperationspartner:<br />
AFQ Akademie für<br />
Qualitätsmanagement<br />
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