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Quality Engineering Plus 01.2020

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3D | In Kombination mit KI zu schnellen Aussagen<br />

Anwendung | ESL beschleunigt seine Messprozesse<br />

Shopfloor | Voraussetzungen für Messgeräte<br />

PLUS<br />

TITELTHEMA<br />

Plug and Play in Aussicht<br />

Läng<br />

en<br />

messtechnik standardisiertrt Sch<br />

chnittstellen über<br />

OPC<br />

UA


Industrie<br />

Das<br />

Kompetenz-<br />

Netzwerk<br />

der Industrie<br />

17 Medienmarken für alle wichtigen<br />

Branchen der Industrie<br />

Information, Inspiration und Vernetzung<br />

für Fach- und Führungskräfte in der Industrie<br />

Praxiswissen über alle Kanäle:<br />

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und Ihre Branche:<br />

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2 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong>


Ansichten ::<br />

Keine Messen,<br />

aber Innovationen<br />

Das Coronavirus hat die Fertigungsbranche und auch<br />

uns immer noch voll im Griff: Zunächst war die Control<br />

als unsere wichtigste Messe wegen der Pandemie abgesagt<br />

worden. In der Zwischenzeit haben wir unser<br />

Event zur „Qualitätssicherung in der additiven Fertigung“,<br />

das in den vergangenen Jahren immer am<br />

Fraunhofer IPA in Stuttgart stattfand, online veranstaltet<br />

– mit Erfolg. Und dennoch vermissen wir den Austausch<br />

von Mensch zu Mensch, der immer auch Impulse<br />

für neue Themen und Artikel bringt. Daher hatten<br />

wir uns sehr auf die AMB im September in Stuttgart gefreut;<br />

doch auch diese für die Fertigungsmesstechnik<br />

so wichtige Veranstaltung findet in diesem Jahr nicht<br />

statt. Leider.<br />

www.mitutoyo.de<br />

HÄRTEPRÜFGERÄTE<br />

Die Referenz in Sachen Härteprüfung:<br />

Das Mitutoyo Programm umfasst High-<br />

End-Härteprüfgeräte für vielseitige<br />

Anwendungsmöglichkeiten mit allen<br />

gängigen Härteskalen, wie z.B. Rockwell,<br />

Brinell, Vickers, Shore, u.v.m. –<br />

vom leicht bedienbaren tragbaren Messgerät<br />

bis hin zur vollautomatischen CNC-Messlösung.<br />

Die Digitalisierung<br />

in der<br />

Fertigungsmesstechnik<br />

schreitet weiter<br />

voran<br />

Sabine Koll, Redaktion<br />

qe.redaktion@konradin.de<br />

Doch die gute Nachricht ist: Wir haben nicht den Eindruck,<br />

dass die Player in der Fertigungsmesstechnik weniger<br />

innovativ sind als in den Jahren zuvor. Das belegt<br />

dieses Heft. Dabei zeigt sich einmal mehr, dass die Digitalisierung<br />

auch in der Fertigungsmesstechnik weiter<br />

voranschreitet. Das große Ziel für die Zukunft ist der<br />

Closed Loop, also der geschlossene Kreislauf. Das heißt,<br />

Messtechnik- und Sensor-Daten sorgen dafür, dass der<br />

Produktionsprozess laufend optimiert mit. Doch damit<br />

Daten bezüglich Bauteilqualität etwa von einem Koordinatenmessgerät<br />

auf der Werkzeugmaschine richtig<br />

gelesen und anschließend verarbeitet werden können,<br />

bedarf es Schnittstellen. Und diese sollten möglichst<br />

standardisiert sein, um nicht bei jedem Projekt individuell<br />

neue Schnittstellen entwickeln zu müssen. Genau<br />

dies haben sich der VDMA und mehrere Messtechnikhersteller<br />

auf ihre Fahnen geschrieben mit der Entwicklung<br />

von Standards auf Basis von OPC UA. Mehr dazu<br />

lesen Sie in der Titelstory ab Seite 5.<br />

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UNSERE AKTUELLEN SONDERAKTIONEN:<br />

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<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> 3


:: Inhalt<br />

▶ Es gibt eine ganze Reihe von<br />

Anforderungen an die moderne<br />

Fertigungsmessmaschine – dazu<br />

zählt eine minimale Stellfläche<br />

▼ Maschinenbauer Benzinger setzt<br />

für die automatisierte Fertigung<br />

unter anderem auf Werkstück-<br />

Messtaster von Blum<br />

14<br />

12<br />

Titelthema<br />

05 Standardisierung<br />

OPC UA wird zur Weltsprache<br />

der Automatisierung – auch für<br />

die Längenmesstechnik<br />

Technik<br />

08 KI und 3D-Messtechnik<br />

Klassifikationssoftware erkennt IOund<br />

NIO-Oberflächen automatisch<br />

10 Koordinatenmessgerät<br />

Verzahnungsspezialist ESL nutzt als<br />

erstes Unternehmen in Europa das<br />

Crysta Apex-V von Mitutoyo<br />

12 Anforderungen auf dem Shopfloor<br />

Für die ideale Messlösung müssen<br />

Maschinenbau und Ergonomie<br />

ein Gesamtkonzept ergeben<br />

16 Handmessmittel<br />

Digitalpassameter fügen sich bei Deutz<br />

in die vernetzte Produktionsumgebung<br />

18 Positioniersysteme<br />

Oberflächenmesstechnik profitiert<br />

von Motion Control<br />

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

21 Maschinenwartung<br />

Kombination von KI und Sensorik<br />

sorgt für eine smarte Lösung<br />

22 Produkte<br />

27 Firmenindex<br />

27 Impressum<br />

14 Messen in der Werkzeugmaschine<br />

Benzinger misst dank intelligenter<br />

und digital-analoger Technologie<br />

hochgenau<br />

4 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong>


Titelthema ::<br />

Analog zum USB-<br />

Standard soll OPC<br />

UA einen Beitrag<br />

zum Vereinfachen<br />

von Condition Monitoring<br />

oder Plug &<br />

Produce in der Fabrik<br />

ermöglichen<br />

Bild: Adobestock.com/<br />

profit image<br />

Längenmesstechnik standardisiert Schnittstellen über OPC UA<br />

Plug and Play<br />

in Aussicht<br />

Voraussetzung für die digitale Fabrik sind standardisierte Kommunikationsschnittstellen.<br />

Verbände, Hersteller und Anwender entwickeln daher<br />

gemeinsam eine „Weltsprache“ für die Automatisierung in der Fabrik: OPC UA.<br />

Auch die Längenmesstechnik schließt sich dem an.<br />

„Ohne Messmaschinen ist die selbststeuernde Fabrik<br />

gar nicht möglich. Sie liefern den Produktionsmaschinen<br />

eine qualifizierte Aussage über die Qualität der Teile<br />

und sind somit Grundvoraussetzung für einen Closed<br />

Loop. Deshalb ist es so wichtig, dass wir es den Unternehmen<br />

leicht machen, Messtechnik in ihre komplexen<br />

Produktionsumgebungen einzubinden“, sagt Florian Tegeler,<br />

Head of Product Management System Products<br />

und Leiter der Fachgruppe Industrial Digital Services bei<br />

Mahr.<br />

Der Messtechnikhersteller aus Göttingen gehört zu<br />

den Unternehmen, die seit Anfang dieses Jahres die sogenannten<br />

OPC UA Companion Specifications für die<br />

Längenmesstechnik entwickeln, und zwar unter der<br />

Führung des VDMA-Fachverbands Mess- und Prüftechnik.<br />

„Auch in der Längenmesstechnik wird wegen proprietärer<br />

Lösungen viel <strong>Engineering</strong>s- und Anpassungsaufwand<br />

geleistet“, benennt Dr. Armin Lechler, stellvertretender<br />

Leiter des Instituts für Steuerungstechnik der<br />

Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen<br />

(ISW) an der Universität Stuttgart, das Problem. „Eine<br />

vereinheitlichte Schnittstelle erlaubt eine schnellere<br />

Realisierung kundenindividueller Projekte.“<br />

Die Abkürzung OPC UA steht für Open Platform Communications<br />

Unified Architecture. Dahinter steht die<br />

Definition und Standardisierung offener Schnittstellen<br />

unter anderem für den Maschinen- und Anlagenbau.<br />

„Analog zum USB-Standard soll OPC UA einen Beitrag<br />

zum Vereinfachen von Condition Monitoring oder Plug<br />

& Produce in der Fabrik ermöglichen. Das ist Teil des großen<br />

Ziels, das hinter unseren Aktivitäten steht“, erklärt<br />

Andreas Faath. Er leitet das Thema Interoperabilität im<br />

VDMA und koordiniert hier die Umsetzung der OPC-<br />

UA–Standardisierung.<br />

„OPC UA ist weit mehr als ein Kommunikationsstandard,<br />

es nutzt gleichzeitig auch Informationsmodelle,<br />

um Informationen standardisiert austauschen zu können“,<br />

so Faath. „Informationsmodelle beschreiben, wel-<br />

Die Autorin<br />

Sabine Koll<br />

Redaktion<br />

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

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> 5


:: Titelthema<br />

Das WZL will im Forschungsprojekt<br />

AIMS<br />

einen einheitlichen<br />

Metadatenstandard<br />

für den Maschinenbau<br />

entwickeln Bild: WZL<br />

che Daten übertragen werden. Sie stellen Informationen<br />

von Maschinen und Anlagen erstmals standardisiert<br />

zur Verfügung, wobei sie nicht nur die Daten, sondern<br />

auch Metadaten wie zum Beispiel Datenherkunft,<br />

-qualität und -typ sowie Implementierungsvorgaben<br />

wie etwa verpflichtende oder optionale Verwendung<br />

beinhalten.“ Da diese Informationsmodelle je nach Domäne<br />

und Branche sehr unterschiedlich sein können,<br />

werden sie von verschiedenen Arbeitskreisen innerhalb<br />

des VDMA erarbeitet und als OPC UA Companion Specifications<br />

veröffentlicht. Die erste ging 2018 auf das Konto<br />

der VDMA-Euromap-Arbeitsgruppe Kunststoff- und<br />

Gummimaschinen.<br />

Rasantes Tempo bei der Entwicklung von OPC UA<br />

„Seitdem hat die Entwicklung ein rasantes Tempo aufgenommen“,<br />

sagt Faath. Mittlerweile befassen sich im<br />

VDMA rund 30 Arbeitskreise quer durch alle Branchen<br />

und Domänen mit OPC UA. Die Companion Specifications<br />

der Werkzeugmaschinenbranche stehen kurz vor<br />

der Veröffentlichung. Hier treibt neben dem VDMA vor<br />

allem der Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken<br />

(VDW) die Entwicklung voran. Beide Verbände haben<br />

sich Anfang des Jahres darauf verständigt, die auf<br />

OPC UA basierende Sprache Umati (Universal machine<br />

technology interface) gemeinsam weiterzuentwickeln.<br />

Umati soll als Marke nun auf den gesamten Maschinen-<br />

und Anlagenbau ausgeweitet werden.<br />

An Umati orientiert sich daher auch der VDMA-Fachverband<br />

Mess- und Prüftechnik bei der Entwicklung der<br />

OPC UA Companion Specification für die Längenmesstechnik.<br />

„Wir haben unter anderem die OPC UA Companion<br />

Specification für Werkzeugmaschinen betrachtet<br />

und dabei insbesondere die Use Cases, weil Koordinatenmessmaschinen<br />

und Werkzeugmaschinen in der<br />

modernen Fertigung nah beieinander stehen und es eine<br />

Reihe von Gemeinsamkeiten gibt“, begründet Hans-<br />

Günter Heil, Referent im VDMA-Fachverband Mess- und<br />

Prüftechnik, die Entscheidung.<br />

Dem Industriekonsortium, das die OPC UA Companion<br />

Specification für die Längenmesstechnik entwickelt,<br />

gehören neben dem VDMA und Mahr Hexagon, Jenoptik,<br />

Marposs, Mitutoyo, OGP, Wenzel und Zeiss an. Für<br />

den VDMA-Fachverband Mess- und Prüftechnik ist dies<br />

nicht das erste OPC-UA-Projekt: So hat er bereits mit einer<br />

Reihe von Herstellern wie Bizerba oder Mettler-Toledo<br />

die Companion Specification für die Wägetechnik erarbeitet.<br />

Sie wurde im Mai dieses Jahres veröffentlicht.<br />

„Das Projekt für die Längenmesstechnik ist auf zwei<br />

Jahre angelegt. Dieser Zeithorizont hat sich aufgrund<br />

unserer Erfahrungen mit anderen OPC-UA-Projekten als<br />

realistisch erwiesen“, betont Heil. „Das Projekt wird mit<br />

Elan vorangetrieben und wir rechnen damit, dass wir im<br />

nächsten Jahr den Entwurf der Companion Specification<br />

veröffentlichen werden. Dies ist sowohl als VDMA-<br />

Einheitsblatt als auch als OPC UA Companion Specification<br />

vorgesehen.“ Das Projekt konzentriert sich insbesondere<br />

auf Koordinaten- und vergleichbare Messgeräte.<br />

„Im Projektkonsortium wird ein universelles herstellerunabhängiges<br />

OPC-UA-lnformationsmodell für die<br />

Kommunikation von Koordinatenmessgeräten mit<br />

Werkzeugmaschinen, verbundenen Systemen zur Automatisierung<br />

und anderen übergeordneten Geräten oder<br />

Systemen in den jeweiligen Herstellungs-, Forschungs-,<br />

Logistik- und Vertriebsprozessen erarbeitet“, so Heil.<br />

In den OPC UA Companion Specifications werden Informationen<br />

für einen bestimmten Anwendungsbereich<br />

zum Austausch auf einer Schnittstelle einheitlich<br />

definiert. Hier finden sich die Beschreibung des Anwendungsbereichs<br />

in Form eines Scopes und die Definition<br />

der Informationen in Form von Objekten, Methoden, Va-<br />

6 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong>


iablen, Events und anderen Mechanismen der Technologie<br />

OPC UA. Neben dem menschenlesbaren Dokument<br />

(pdf) wird die Informationsmodellierung auch in<br />

einem maschinenlesbaren Format (xml) dokumentiert.<br />

Datenfluss ohne großen Aufwand in Gang setzbar?<br />

„Umati soll künftig für das Versprechen stehen, dass jeder,<br />

der eine Maschine mit Umati kauft und eine Software<br />

mit Umati-Schnittstelle im Haus hat, den Datenfluss<br />

ohne großen Aufwand in Gang setzen kann“, versprach<br />

Dr. Heinz-Jürgen Prokop, Vorsitzender des VDW,<br />

auf der EMO 2019. Ob es tatsächlich eines Tages gelingen<br />

wird, mit OPC UA Koordinatenmessgeräte und<br />

Werkzeugmaschinen beliebiger Hersteller per Plug and<br />

Play miteinander zu verbinden, muss sich noch erweisen.<br />

„Die Kommunikation über so viele Hersteller und<br />

Systeme hinweg zu vereinheitlichen, ist sicherlich keine<br />

einfache Aufgabe“, gesteht Mahr-Experte Tegeler.<br />

„Die Umsetzung in der Praxis erweist sich bislang<br />

nicht so einfach wie gedacht“, sagt Dr. Martin Peterek,<br />

Geschäftsführender Oberingenieur am Lehrstuhl für<br />

Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement am<br />

Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen. „OPC<br />

UA ermöglicht auf der Anwenderseite eine hohe Flexibilität<br />

bei gleichzeitig weitgehender Standardisierung.<br />

Um diese sinnvoll zu nutzen, ist jedoch Know-How zu<br />

Prozess und Schnittstelle notwendig.“ Auch der Datenaustausch<br />

zwischen Werkzeugmaschine und Koordinatenmessgerät<br />

ist laut Peterek nicht trivial: „Das sind immer<br />

noch zwei verschiedene Welten. Trotz technischer<br />

Gemeinsamkeiten liegt das Schnittstellendesign auch<br />

einsatzbedingt häufig weit auseinander. Daher ist es<br />

spannend, wie hier künftig miteinander Informationen<br />

ausgetauscht werden können. Zielführend wäre dies<br />

aus produktionstechnischer Sicht in jedem Fall.“<br />

Einen Schritt in Richtung OPC UA geht das WZL mit<br />

dem neuen Projekt Applying Interoperable Metadata<br />

Standards (AIMS), das Hilfe bei der Erstellung von Metadatenstandards<br />

im Bereich Maschinenbau geben will.<br />

Solche adäquaten Metadatenstandards, wie sie auch<br />

OPC UA benötigt, stehen im Maschinenbau heute nicht<br />

zur Verfügung. Im Projekt sollen unter anderem Werkzeuge<br />

und Arbeitsabläufe entwickelt werden, die für die<br />

mühelose Erstellung standardisierter Metadaten eingesetzt<br />

werden können.<br />

■<br />

Webhinweis<br />

Insgesamt 12 Webinare hat der VDMA von Juni bis<br />

August zum Thema OPC UA veranstaltet. Dabei<br />

erklärten Experten aus den unterschiedlichsten Branchen<br />

des Maschinen- und Anlagenbaus<br />

ihre jeweiligen OPC-UA-<br />

Standards: http://hier.pro/vQXs4<br />

Q-RELEASE<br />

15<br />

Mehr Informationen<br />

zum neuen CASQ-it<br />

Q-Release 15 unter:<br />

www.boehme-weihs.de<br />

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


:: Technik<br />

Mit dem Infinitefocus SL<br />

lassen sich Abweichungen<br />

im Laser-Cleaning-<br />

Prozess schnell erkennen.<br />

So können Anlagenparameter<br />

zeitnah angepasst<br />

werden<br />

Bild: Vitesco Technologies<br />

Kombination von Künstlicher Intelligenz und 3D-Messtechnik<br />

Smarte Oberflächenkontrolle<br />

Vitesco Technologies nutzt ein 3D-Messsystem, um im Serienbetrieb die Performance und die<br />

Qualität einer Laserbearbeitung zu überwachen. Mit der Lösung von Bruker Alicona steht dem<br />

Automobilzulieferer zusätzlich zur 3D-Topographiemessung eine Klassifikationssoftware zur<br />

Verfügung, die IO- und NIO-Oberflächen automatisch erkennt – dank künstlicher Intelligenz.<br />

Die Autorin<br />

Astrid Krenn<br />

Marketing Director<br />

Bruker Alicona<br />

www.alicona.com<br />

Das Herzstück jedes Fahrzeugs ist der Antrieb. Dafür<br />

steht Vitesco Technologies, das auf die Herstellung moderner<br />

Antriebstechnologien für eine saubere und<br />

nachhaltige Mobilität spezialisiert ist.<br />

Optimierte Antriebstechnologien, die zur Reduktion<br />

von Stickstoffemissionen (NOx) beitragen, lassen sich<br />

unter anderem durch kluge Lösungen in der Abgasnachbehandlung<br />

umsetzen. Dazu zählt auch die Entwicklung<br />

von NOx-Abgassensoren, die in der Fertigung mitunter<br />

kritische Prozessschritte durchlaufen. Ein entscheidender<br />

Verfahrensschritt ist die Anwendung von<br />

modernen Reinigungstechnologien, bei der eine Oberfläche<br />

zum Beispiel mittels gepulster Laserstrahlung<br />

bearbeitet und so für nachstehende Verfahren vorbereitet<br />

wird.<br />

Der Bereich „Technical Cleanliness and Cleaning<br />

Technologies“ ist das Fachgebiet von Hermann Hämmerl,<br />

Senior Process Engineer in der zentralen Manufacturing-Technologies-Abteilung<br />

der Business Unit<br />

Sensing & Actuation. Er koordiniert die Prozessentwicklung<br />

für neue Technologien bis hin zu deren Einführung<br />

im weltweiten Werke-Verbund des Automobilzulieferers.<br />

Dazu gehört auch, „nach Methoden zu suchen, die<br />

die Überprüfung des Prozessergebnisses ermöglichen“,<br />

erklärt er.<br />

Im konkreten Fall war Hämmerl verantwortlich für die<br />

Implementierung eines neuen Laser-Reinigungsprozesses,<br />

der Druckgussoberflächen für die nachfolgende Verklebung<br />

am Elektronikgehäuse eines NOx-Abgassensor<br />

vorbereiten soll. Die mittels Laser erzeugte Oberfläche<br />

hat Einfluss auf die Beständigkeit der Verklebung, und<br />

Messtechnik soll dazu beitragen, die Funktion des Sensors<br />

im Fahrzeugbetrieb langfristig zu gewährleisten.<br />

Bei der Suche nach der richtigen Messmethode galt<br />

es, eine Hürde zu überwinden. Da es sich um einen neu<br />

eingeführten Prozess handelte, waren keine geeigneten<br />

Mess- oder Analysemethoden bekannt, die in der Fertigung<br />

hätten angewendet werden können. Fündig wurde<br />

man letzten Endes in einem 3D-Messmittel von Bruker<br />

Alicona. Dieses bietet zusätzlich zur 3D-Tiefenmessung<br />

eine Oberflächenklassifikationssoftware, welche die automatische<br />

Unterscheidung von IO. und NIO ermöglicht.<br />

Bereits minimale Prozessschwankungen in der Laserbearbeitung<br />

führen zu kleinsten Veränderungen der Mikro-Oberflächengüte<br />

der bearbeiteten Druckgussoberfläche.<br />

Diese können schon einen entscheidenden Einfluss<br />

auf die Beständigkeit der Verklebung haben.<br />

Bei der Evaluierung verschiedener Messmittel wurde<br />

also großer Wert auf die Eigenschaft gelegt, auch sehr<br />

kleine Rauheitsunterschiede erkennen zu können. Auf<br />

8 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong>


diese Weise lässt sich verifizieren, ob spezifizierte Toleranzen<br />

auch bei Prozessänderungen eingehalten werden.<br />

Mit konventionellen, profilbasierten Verfahren ließ<br />

sich die spezielle Rauheit der Druckgussoberfläche nicht<br />

ausreichend quantifizieren, weswegen Vitesco Technologies<br />

für diese Anwendung auf optische Messtechnik<br />

umgestiegen ist und heute das Messsystem Infinitefocus<br />

SL im Serienbetrieb im Einsatz hat. Dieses erkennt<br />

auch kleinste Rauheitsunterschiede der laserbehandelten<br />

Druckgussoberfläche. Abweichungen im Laser-<br />

Cleaning-Prozess lassen sich schnell identifizieren. So ist<br />

es möglich, entsprechend zeitnah zu reagieren, indem<br />

zum Beispiel Anlagenparameter angepasst werden.<br />

System trainiert an Positiv- und Negativ-Beispielen<br />

Das Messsystem bietet noch einen weiteren Benefit,<br />

der signifikant zur Effizienz der gesamten Prozesskette<br />

beiträgt. Es handelt sich dabei um eine Automatisierungsoption<br />

basierend auf Künstlicher Intelligenz, die<br />

automatisch eine IO-Oberfläche von einer NIO-Oberfläche<br />

unterscheidet. Die entsprechende Auswertung basiert<br />

auf einer Kombination von 2D-Texturdaten und<br />

3D-Topographiedaten, die während des Prüfprozesses<br />

analysiert werden. Über einen so genannten Klassifikator<br />

werden dem Messsystem beziehungsweise der Klassifikationssoftware<br />

sowohl Positiv- als auch Negativbeispiele<br />

(„Golden Samples“) trainiert, die in der seriennahen<br />

Überwachung die automatische Erkennung von IOund<br />

NIO-Druckgussteilen ermöglichen.<br />

Ein fertigungstaugliches Messsystem hat viele Facetten.<br />

Zum einen ist da die Notwendigkeit, für den Einsatz<br />

in der Produktion eine entsprechende Robustheit, Messgeschwindigkeit<br />

und Wiederholgenauigkeit mitzubringen.<br />

Zum anderen braucht es einen Messablauf, der es<br />

jedem Operator in der Fertigung ermöglicht, eine Messung<br />

durchzuführen, ohne dabei spezifische Kenntnisse<br />

zum Messsystem zu haben.<br />

Automatisierung ist ein zukunftsweisendes Stichwort<br />

bei Vitesco Technologies. Derzeit wird mit einer<br />

halbautomatischen Messung gearbeitet, allerdings sind<br />

weitere Schritte in Richtung Vollautomatisierung schon<br />

im Gespräch. Vitesco evaluierte bereits weitere Messmittel<br />

von Bruker Alicona und ist zu dem Schluss gekommen,<br />

dass hier auch kollaborierende Roboter ohne<br />

Einschränkung eingesetzt werden können.<br />

■<br />

Druckgussbauteil vor der<br />

Laserreinigung (links)<br />

und danach (rechts).<br />

Der Laserreinigungsprozess<br />

bereitet die Ober -<br />

fläche für die nachfolgende<br />

Verklebung am<br />

Elektronikgehäuse eines<br />

NOx-Abgassensors vor<br />

Bild: Vitesco Technologies<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> 9


:: Technik<br />

Das neue Messgerät der<br />

Crysta-Apex V-Serie und<br />

das der Crysta-Apex S-<br />

Serie sind jetzt im Messraum<br />

von ESL Engineers<br />

im Einsatz. Bild: Mitutoyo<br />

Verzahnungsspezialist ESL Engineers nutzt neues Crysta Apex-V Koordinatenmessgerät<br />

Auf den Zahn gefühlt<br />

Das erste Unternehmen in Europa, das ein Koordinatenmessgerät der neuen Crysta Apex-V<br />

Baureihe von Mitutoyo einsetzt, ist die britische ESL Group. Es findet Verwendung bei<br />

der Erstbemusterung, bei der Prozess- und Endkontrolle sowie bei einer Vielzahl anderer<br />

hochpräziser Messaufgaben.<br />

Der Autor<br />

Lorenz Peiffer<br />

Senior Director<br />

Mitutoyo Deutschland<br />

www.mitutoyo.de<br />

ESL Engineers mit Sitz in Basildon in der<br />

englischen Grafschaft Essex wurde 1952 als<br />

spezialisierter Zulieferer von Verzahnungskomponenten<br />

gegründet. Durch organisches<br />

Wachstum und strategische Firmenakquisitionen<br />

hat das Unternehmen in den<br />

vergangenen Jahrzehnten seine Produktionskapazität<br />

deutlich gesteigert und sein<br />

Angebot an Spezialanfertigungen erweitert.<br />

Neben den Verzahnungskompetenzen<br />

verfügt ESL heute über weitere Kompetenzen<br />

für Präzisionsbauteile, sodass das Unternehmen<br />

als Zulieferer für Präzisionstechnik<br />

aus einer Hand betrachtet werden kann.<br />

Das Unternehmen ist nach ISO 9001 und<br />

AS9100D akkreditiert und verfügt über zahlreiche<br />

Zulassungen aus der Luft- und Raumfahrt.<br />

Die ESL Group hat Partnerschaften<br />

mit vielen Unternehmen in dieser Branche<br />

aufgebaut und ihre strengen Fertigungsund<br />

Qualitätsstandards für die Luft- und<br />

Raumfahrt auf andere Sektoren übertragen.<br />

Um die hohe Qualität ihrer Präzisionsbauteile<br />

zu sichern, setzt die ESL Group schon<br />

seit über 20 Jahren auf Koordinatenmessgeräte<br />

von Mitutoyo. „Dabei beeindruckt uns<br />

deren einfache und schnelle Anwendung<br />

und auch ihre Zuverlässigkeit und Präzision.<br />

Außerdem ist der Support, den wir von Mitutoyo<br />

erhalten, immer ausgezeichnet“, sagt<br />

Dave Humphrey, Qualitätsingenieur bei der<br />

ESL Group. Um von den neuesten Fortschritten<br />

in der Koordinatenmesstechnik zu profitieren<br />

und um die strengen Qualitätsstandards<br />

einfacher aufrechterhalten, ersetzt die<br />

ESL Group in regelmäßigen Abständen die älteren<br />

Koordinatenmessgeräte durch die neuesten<br />

Modelle von Mitutoyo.<br />

So wurde vor wenigen Wochen ein Koordinatenmessgerät<br />

aus der neu eingeführten<br />

CNC-gesteuerten Baureihe Crysta-Apex<br />

V-Serie von Mitutoyo gekauft. Es soll der<br />

vielbeschäftigten Qualitätsabteilung des<br />

Unternehmens auch eine Erhöhung des<br />

Messdurchsatzes ermöglichen. „Nachdem<br />

wir vor weniger als zwei Jahren ein CNC-gesteuertes<br />

Koordinatenmessgerät aus der<br />

Crysta-Apex S-Serie installiert hatten, war<br />

es interessant zu erfahren, wie Mitutoyo die<br />

brandneue V-Serie technisch weiterentwickelt<br />

hat – etwa im Bereich Software“, berichtet<br />

Humphrey.<br />

10 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong>


Die Crysta-Apex V-Geräte<br />

sind in der Lage, sehr präzise<br />

Messungen bei hoher<br />

Geschwindigkeit durchzuführen.<br />

Neben dem Einsatz<br />

in Qualitätsabteilungen sind<br />

sie aufgrund ihrer hohen<br />

Widerstandsfähigkeit<br />

gegen Umgebungseinflüsse<br />

auch für den Einsatz in<br />

Produktionsstätten geeignet<br />

Bild: Mitutoyo<br />

Trotz der Treue zu Mitutoyo hat die ESL<br />

Group vor der Kaufentscheidung nach der<br />

üblichen Geschäftspraxis Koordinatenmessgeräte<br />

anderer Hersteller hinsichtlich<br />

Leistung und Preise überprüft. „Doch wie<br />

schon in der Vergangenheit hat sich das<br />

neue Koordinatenmessgerät von Mitutoyo<br />

als die attraktivste Option erwiesen, sodass<br />

ein Auftrag erteilt wurde“, so Humphrey. Somit<br />

war die ESL Group das erste Unternehmen<br />

in Europa, das die neue Crysta-Apex<br />

V-Serie geliefert bekam.<br />

Das neue Messgerät der Crysta-Apex<br />

V-Serie als auch das Crysta-Apex S-Serie<br />

sind jetzt in der Qualitätsabteilung der ESL<br />

Group im Einsatz. „Da das neue Gerät eine<br />

Weiterentwicklung seines Vorgängers ist,<br />

war es für unsere drei Mitarbeiter der Qualitätsabteilung<br />

ein Leichtes, sich schnell mit<br />

seiner Bedienung vertraut zu machen – sie<br />

wechseln mittlerweile einfach zwischen<br />

beiden Geräten hin und her“, betont<br />

Humphrey. „Beide zusammen bilden die<br />

Hauptstützen unserer Qualitätssicherung.“<br />

Vollautomatischer CNC-gesteuerter<br />

Palettenbetrieb<br />

Die Geräte finden Verwendung bei der Erstbemusterung,<br />

bei der Prozess- und Endkontrolle<br />

sowie bei einer Vielzahl anderer hochpräziser<br />

Messaufgaben, zum Beispiel bei<br />

der Erstellung vollständiger Erstmusterprüf-<br />

und SPC-Berichte. „Bei Bedarf können<br />

wir unseren Kunden diese Berichte zur Verfügung<br />

stellen und alle rückführbaren<br />

Messdaten archivieren“, sagt Humphrey.<br />

„Neben der Inspektion von Einzelteilen ist<br />

es hilfreich, dass wir mehrere kleinere<br />

Komponenten auf die Grundplatten legen,<br />

die passenden Messprogramme aufrufen<br />

und dann den vollautomatischen, CNC-ge -<br />

steuerten Palettenbetrieb durchführen<br />

können.“<br />

„Wie erwartet hat sich unser neues CNCgesteuertes<br />

Koordinatenmessgerät aus Mitutoyos<br />

Crysta-Apex V-Serie aufgrund seiner<br />

sehr geringen Längenmessabweichung und<br />

Schnelligkeit als großer Gewinn erwiesen,<br />

der für eine Beschleunigung unserer Messprozesse<br />

und die Aufrechterhaltung des<br />

erstklassigen Qualitätsstandards sorgt, den<br />

unsere Kunden von uns erwarten“, freut<br />

sich Humphrey. „Mit der großen Auswahl an<br />

Mitutoyo-Koordinatenmessgeräten in zahlreichen<br />

Größen und gestaffelten Längenmessabweichungen<br />

lassen sich praktisch<br />

alle Präzisionsanwendungen der 3D-Messtechnik<br />

abdecken. Für uns stellt jedes Mitutoyo-Gerät<br />

eine ausgezeichnete Investition<br />

in Produktivität, Vielseitigkeit, Konstruktionsqualität<br />

und nicht zuletzt in Schulung,<br />

Service und Support dar.“<br />

Ein weiteres <strong>Plus</strong>: Im Hinblick auf das<br />

Aufkommen intelligenter Fabriken sowie<br />

des Internets der Dinge sind die Crysta-Apex<br />

V Koordinatenmessgeräte gewappnet, da<br />

sie mit der kürzlich von Mitutoyo eingeführten<br />

Smart-Measuring-System-Technologie<br />

(SMS) ausgestattet sind. Diese ermöglicht<br />

die Online-Überwachung des Betriebsstatus<br />

von Koordinatenmessgeräten und die<br />

Erfassung von Betriebsdaten zur vorbereitenden<br />

und flexiblen Wartungsplanung. ■<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> 11


:: Technik<br />

Eine moderne Fertigungsmessmaschine<br />

verfügt über<br />

eine minimale Stellfläche –<br />

hier gerade einmal 2,3 m² –<br />

und ist ergonomisch<br />

aufgebaut Bild: Wenzel<br />

Anforderungen an die Messtechnik für den Shopfloor<br />

Intuitiv, flexibel und kompakt<br />

Schnelle Reaktionszeiten und direktes Feedback machen eine in die Fertigung integrierte<br />

Messtechnik attraktiv. Doch die Anforderungen in der Produktion unterscheiden sich von<br />

denen im Messraum. Damit die Lösung gelingt, müssen Maschinenbau und Ergonomie ein<br />

zukunftsfähiges Gesamtkonzept ergeben.<br />

Der Autor<br />

Dr. Christian Wuttke<br />

Head Of Research<br />

and Development<br />

Wenzel<br />

www.wenzel-group.com<br />

Die Messtechnik erfährt seit einiger Zeit einen<br />

Wandel vom Messraum hin zur Fertigungsumgebung<br />

oder in die vollautomatisierte<br />

Produktionslinie. Die spannende Frage<br />

ist nun: Was bedeutet dies für die Messmaschine?<br />

Oder etwas weiter gefasst: Was<br />

bedeutet dies für die Messlösung in der Zukunft?<br />

Die Anforderungen der Produktion unterscheiden<br />

sich in wichtigen Aspekten vom<br />

Qualitätsbereich – insbesondere bezüglich<br />

Bedienung, Umgebung und der geforderten<br />

Zuverlässigkeit.<br />

Idealerweise führt der Werker die Messung<br />

in der Nähe der Fertigungsmaschine<br />

selbst durch. Eine einfache Bedienung und<br />

ein sofort verfügbares, einfach lesbares Ergebnis<br />

lassen Zeit für das Wesentliche – die<br />

Fertigung. Hier ist die Software gefragt mit<br />

intuitiven Bedienelementen und übersichtlichen<br />

Reports und Trendanalysen. Es gibt<br />

bereits heute Lösungen, die zwischen Programmierer<br />

und Bediener unterscheiden<br />

und eine Programmierung teilautomatisieren.<br />

Kompakter und leichter Aufbau<br />

Für kurze Wege steht die Messmaschine nahe<br />

an der Fertigungsmaschine. Damit ist eine<br />

geringe Stellfläche (Footprint) Pflicht.<br />

Mit modernen Fertigungsmethoden und<br />

12 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong>


w<br />

durch Designtechnologien wie Topologieoptimierung<br />

und FEM-Simulationen lassen<br />

sich die Maschinen extrem kompakt und<br />

leicht aufbauen und die Steuerung und<br />

Elektronik in die Maschine integrieren.<br />

Oft sind es aber auch Kleinigkeiten wie<br />

ein geschickt integrierter Tasterwechsler für<br />

maximale Messfläche, die für den Bediener<br />

den Unterschied machen. Im Falle der Portalmaschinen<br />

kann zum Beispiel ein ebener<br />

Abschluss der Basisplatte zu allen Seiten hin<br />

entscheidend für eine einfache Beladung<br />

sein. Damit lässt sich die Maschine in einer<br />

beliebigen Orientierung in die bestehende<br />

Halle leicht integrieren.<br />

In der Fertigung entscheidet der Takt<br />

über die Geschwindigkeit, während bisher<br />

der Fokus auf der genauen und rückführbaren<br />

Messung lag. Doch je genauer gemessen<br />

werden soll, desto mehr Zeit wird üblicherweise<br />

benötigt. Glücklicherweise gibt<br />

es hochgenaue Messsysteme, bei denen die<br />

Messung über die sehr schnelle Kopfbewegung<br />

abgebildet werden kann und optische<br />

Sensoren, die große Flächen mit aus -<br />

reichender Genauigkeit extrem schnell er -<br />

fassen.<br />

Und wenn dies immer noch nicht ausreicht,<br />

kann man einen schnellen Komparator<br />

verwenden oder die Messmaschinen in<br />

einem schnelleren Modus betreiben. Hier<br />

bleibt die Wiederholbarkeit erhalten und<br />

Trends lassen sich weiterhin beobachten.<br />

Die Messungen werden in Stichprobenmessungen<br />

gegen genaue Absolutmesswerte<br />

abgeglichen.<br />

Auch die Produktion wandelt sich tiefgreifend.<br />

Schneller Serienwechsel und demographischer<br />

Wandel verändern die Rahmenbedingungen<br />

fundamental. Daher sollte<br />

eine zukunftsfähige Lösung auch folgende<br />

Eigenschaften mitbringen:<br />

• Flexibilität: Nachrüstbarkeit für Sensorik<br />

und leichter Ortswechsel bieten bei einer<br />

neuen Serie Anpassungsfähigkeit.<br />

• Automatisierbarkeit: Vorkonfigurierte Automationslösungen<br />

des Herstellers oder<br />

Vorrüstungen machen die Maschine<br />

leicht erweiterbar.<br />

• Überwachungsmöglichkeiten: Online-<br />

Überwachungstools sind bereits Standard<br />

und bieten die Grundlage für vorausschauende<br />

Wartung.<br />

Robuster Maschinenbau<br />

So vielfältig wie die Teile sind auch die Fertigungsumgebungen<br />

in den Unternehmen.<br />

Im Maschinendesign achtet man daher bei<br />

werkstatttauglichen Maschinen auf einige<br />

neue Aspekte im Vergleich zum Messraum.<br />

• Temperaturverhalten: Die Materialauswahl<br />

und Verbindung der einzelnen Komponenten<br />

sind essenziell für eine möglichst<br />

gleichmäßige Veränderung der Maschine.<br />

Die Restfehler werden dann in der<br />

Klimakammer in aufwendigen Messungen<br />

erfasst und können durch eine Kompensation<br />

beim Messen herausgerechnet<br />

werden.<br />

• 24/7-Betrieb: Hier kommen möglichst erprobte<br />

und robuste Antriebs- und Führungssysteme<br />

zum Einsatz. Auch die Einbaulage<br />

kann entscheidend sein für die<br />

Schmutzresistenz – wie zum Beispiel vertikale<br />

Montage der Messsysteme und geschützte<br />

Antriebsstangen.<br />

• Vibrationen: Die langjährige Erfahrung<br />

bei Kunden zeigt, dass auch Luftlager sind<br />

für die Fertigungsumgebung geeignet<br />

sind. In schwierigen Umgebungen kommen<br />

eine luftgefederte, aktive Dämpfung<br />

oder besonders robuste Linearführungen<br />

zum Einsatz.<br />

■<br />

Das Gesamtpaket entscheidet<br />

Natürlich ist ein hochwertiger Maschinenbau mit einer Sensorik zugeschnitten auf<br />

die jeweilige Anwendung eine Voraussetzung für einen erfolgreichen Einsatz in der<br />

Fertigung. Damit daraus eine runde Messlösung wird, kommen wichtige Punkte<br />

hinzu:<br />

:: Ergonomie: Die Lösung ist effizient, wenn sie in den Materialfluss passt.<br />

:: Bedienkonzept: Der Werker kann die Lösung zuverlässig bedienen.<br />

:: Zukunftssicherheit: Die Maschine ist leicht an neue Abläufe anpassbar und<br />

mit moderner Sensorik erweiterbar.<br />

:: Cost-Of-Ownership: Zuverlässiger und planbarer Service mit moderner Software<br />

erleichtern den Alltag.<br />

Die Software<br />

für Prozessund<br />

Qualitätsmanagement<br />

ConSense<br />

29.09. bis 01.10.2020<br />

www.consense-gmbh.de/<br />

ConSenseEXPO2020<br />

Prozesse<br />

Berichte<br />

Datenschutz<br />

LDAP<br />

Formulare<br />

Maßnahmen Social QM<br />

Mehrsprachigkeit<br />

WIKI<br />

Validierung<br />

Matrixorganisation<br />

GxP<br />

QM<br />

International<br />

Auditmanagement<br />

Schulungen<br />

Kennzahlen<br />

BPMN<br />

<br />

Compliance<br />

Dokumente<br />

<br />

Schnittstellen<br />

Risikomanagement<br />

IMS<br />

<br />

Fragenkataloge<br />

KVP<br />

ConSense GmbH<br />

info@consense-gmbh.de<br />

Tel.: +49 (0)241 | 990 93 93-0<br />

www.consense-gmbh.de<br />

Kontaktieren Sie uns!<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> 13


:: Technik<br />

Der Werkstück-Messtaster TC52 wird in 5-Achs-Bearbeitungszentren und Drehmaschinen eingesetzt Bild: Blum-Novotest<br />

Messen in der Werkzeugmaschine<br />

Tausende Messwerte pro Sekunde<br />

Benzinger bietet Dreh- und Fräsmaschinen für die Schmuckindustrie und zur Fertigung<br />

hochpräziser Kleinteile für den industriellen Bereich. Für eine automatisierte Fertigung setzt<br />

das Unternehmen auf allen Maschinen Messkomponenten von Blum-Novotest ein. Die Systeme<br />

übernehmen die hochgenaue intelligente Messung von Werkzeugen und Werkstücken.<br />

Der Autor<br />

David Cousins<br />

Technisches Marketing<br />

Blum-Novotest<br />

www.blum-novotest.com<br />

„Wir sind immer auf der Suche nach dem<br />

‚μm‘ und legen viel Wert auf prozesssichere<br />

Maschinen“, sagt Rainer Jehle, der geschäftsführende<br />

Gesellschafter von Benzinger.<br />

Sein Unternehmen entwickelt schon<br />

seit Anfang der 1950er Jahre in Pforzheim<br />

manuelle Dreh- und Fräsmaschinen. Die Nähe<br />

zur Schmuckindustrie in der „Goldstad“<br />

Pforzheim machte es wohl unvermeidlich,<br />

dass Benzinger-Maschinen in der Serien-<br />

und Einzelteilfertigung von Schmuck eingesetzt<br />

werden. Darüber hinaus kommen von<br />

Benzinger entwickelte und gebaute Anlagen<br />

auch im Industriebereich zum Einsatz.<br />

Zu den Highlights der Maschinen von<br />

Benzinger gehört die ausgefeilte Programmierung,<br />

die beispielsweise den Werkzeugwechsel<br />

und das Einsetzen neuer Werkzeuge<br />

vereinfacht. Der Benutzer wird durch den<br />

Prozess geführt und dieser ist soweit wie<br />

14 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong>


möglich automatisiert. Dazu gehört unter<br />

anderem, dass neue Werkzeuge automatisch<br />

vermessen werden – die Anlage stellt<br />

sich dann automatisch auf die Länge des<br />

neuen Werkzeugs ein.<br />

Diese Funktion hängt von einer sehr präzisen<br />

Werkzeuglängenmessung ab, wie sie<br />

die Messkomponenten von Blum bieten. In<br />

den Schmuckanlagen sind Lasermesssysteme<br />

verbaut, in den Industrieanlagen je nach<br />

Aufgabe neben Lasern auch Werkstück- und<br />

Werkzeug-Messtaster. Schließlich ist die<br />

Messung in der Maschine die Grundlage aller<br />

Automatisierung.<br />

Digital-analoge Technik mit Vorteilen<br />

Hervorzuheben ist die Messanordnung in<br />

den Schmuckmaschinen: Die Lasermesssysteme<br />

sitzen auf dem Schlitten, auf dem<br />

auch die zu wechselnden Werkzeuge in den<br />

Bearbeitungsraum gefahren werden. Nach<br />

jeder Bearbeitung wird vor dem Werkzeugwechsel<br />

das letzte Werkzeug kontrolliert,<br />

um abgebrochene Werkzeuge, aber auch<br />

Verschleiß zu erkennen. Zudem wird bei<br />

manchen Anlagen die Länge der Drehwerkzeuge<br />

im Revolver gemessen, um die Längenänderung<br />

der Werkzeuge durch die Erwärmung<br />

der Maschine zu kompensieren.<br />

Seit über zwei Jahren setzt Benzinger auf<br />

seinen Maschinen das neue Lasermesssystem<br />

LC50-Digilog von Blum ein, das aufgrund<br />

der intelligenten digital-analog-Technologie<br />

und der damit verbundenen Generierung<br />

von vielen Tausenden Messwerten<br />

pro Sekunde diverse Vorteile bietet. So erreicht<br />

man in Pforzheim mit dem LC50-Digilog<br />

noch genauere Ergebnisse als mit den<br />

bisherigen Systemen.<br />

Alle Werkzeuge werden im Bearbeitungszentrum<br />

unter Drehzahl gemessen, wodurch<br />

eine Bearbeitungsgenauigkeit erzielt<br />

wird, die sich mit außerhalb der Maschine<br />

gemessenen Werkzeugen kaum erreichen<br />

ließe. Manche Werkzeuge werden zusätzlich<br />

auch nach der Bearbeitung kontrolliert:<br />

Während zum Schruppen Hartmetallwerkzeuge<br />

verwendet werden, kommen beim<br />

Schlichten teure Diamantwerkzeuge zum<br />

Einsatz, die hochpräzise sind und oft auch<br />

vierstellige Summen kosten.<br />

Um Beschädigungen zu vermeiden, ist es<br />

daher wichtig, sicherzustellen, dass die vorherige<br />

Schrupp-Operation wie vorgesehen<br />

beendet wurde. Während der Messung<br />

tropfendes Kühlmittel oder am Werkzeug<br />

haftende Späne beeinflussen die Messung<br />

dabei nicht – die intelligenten Filter der Digilog-Technologie<br />

rechnen Verschmutzungen<br />

einfach heraus.<br />

In den Maschinen für die Fertigung industrieller<br />

Teile kommen – neben Werkzeug-Messtastern<br />

und Lasermesssystemen<br />

zur Bruch- und Schneidenkontrolle – auch<br />

Werkstückmesstaster von Blum zum Einsatz.<br />

So werden Bauteile, bei denen eine<br />

Bohrung vorbearbeitet wurde, innen vermessen<br />

und die Werkzeugkorrektur angepasst,<br />

damit die gewünschte Toleranz nach<br />

dem Ausdrehen der Bohrung eingehalten<br />

wird.<br />

Einige Maschinentypen besitzen eine um<br />

90° schwenkbare B-Achse, auf der ein Messtaster<br />

des Typs TC52 eingesetzt wird, um<br />

quer zur Drehachse des Drehfutters messen<br />

zu können. Bei Maschinen ohne schwenkbare<br />

B-Achse kommt dagegen der Messtaster<br />

TC54–10 zum Einsatz, der mit einem T-förmigen<br />

Tasteinsatz ausgestattet ist und dadurch<br />

ziehende und drückende Messungen<br />

in allen Achsen durchführen kann. So bietet<br />

Blum für jede Messaufgabe eine passende<br />

Lösung.<br />

Bei großen Abweichungen<br />

übernimmt das Schwesterwerkzeug<br />

Die Bohrungen werden übrigens nach der<br />

Schlichtbearbeitung nochmals gemessen,<br />

um den Verschleiß der Schlichtwerkzeuge<br />

ebenfalls kompensieren zu können. Je nach<br />

Abweichung wird für das nächste Teil eine<br />

Werkzeugkorrektur vorgenommen oder eine<br />

Nachbearbeitung angestoßen.<br />

Bei größeren Abweichungen wird das<br />

Bauteil ausgeschleust und ein Schwesterwerkzeug<br />

übernimmt die Bearbeitung. Das<br />

war beispielsweise bei einer Maschine<br />

wichtig, die Teile für die Steuerdüsen von<br />

Satelliten fertigt. Hier ist schon der Rohling<br />

sehr teuer. In diesem Fall wurde zudem vor<br />

der Bearbeitung gemessen, ob das Teil richtig<br />

gespannt ist, um Ausschuss zu vermeiden.<br />

Die Systeme von Blum lassen sich einfach<br />

in die Benzinger-Maschinen integrieren<br />

und können gleichzeitig sehr komplexe<br />

Anforderungen erfüllen. „Wir gehen in unseren<br />

Maschinen in vielen Aspekten an die<br />

Grenzen, vor allem bei der Präzision. Gerade<br />

für einen stabilen Bearbeitungsprozess ist<br />

das Messen in der Maschine unabdingbar“,<br />

fasst Jehle zusammen. Keine Frage: Bei Benzinger<br />

wird man weiterhin erfolgreich nach<br />

dem Mikrometer suchen. Zumal bei Großserien,<br />

die auf den Maschinen gefertigt werden,<br />

jede Zehntelsekunde zählt.<br />

■<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> 15


:: Technik<br />

Die Digitalpassameter<br />

werden an eigens dafür<br />

konzipierten Messplätzen<br />

eingesetzt. Das Funk -<br />

modul ermöglicht<br />

eine automatische<br />

Datenübertragung<br />

Bild: Feinmess Suhl<br />

Handmessmittel im Einsatz bei Deutz<br />

Passameter für die Industrie 4.0<br />

Motorenbauer Deutz überprüft mithilfe von Digitalpassametern die Durchmesser von Nockenwellenlagern<br />

– direkt an Stationen in der Fertigung. Die Messmittel fügen sich dabei in die vernetzte<br />

Produktionsumgebung ein. Die Messgenauigkeit ist auch unter den rauen Bedingungen<br />

gewährleistet.<br />

Der Autor<br />

Detlef Rode<br />

Manager R&D<br />

Feinmess Suhl<br />

www.feinmess-suhl.com<br />

Im Werk in Köln-Porz beherbergt Deutz in einer 2016 erbauten<br />

Halle die Hauptproduktion von Kurbel- und Nockenwellen.<br />

Der Umzug vom alten Standort in Köln-<br />

Deutz erfolgte mitsamt dem kompletten Maschinenpark.<br />

Bei einer Reihe von Prozessen, wie der Qualitätssicherung,<br />

wollte man im modernen Kompetenzzentrum<br />

für Rotationsteile jedoch neue Wege gehen.<br />

„Unser Ziel war es, die Messungen möglichst direkt<br />

an den einzelnen Stationen in der Fertigung durchzuführen<br />

– sozusagen prozessbegleitend“, erläutert Sven<br />

Burkhardt, Qualitätsplaner für die Kurbel- und Nockenwellenfertigung<br />

bei Deutz. „Dafür haben wir in Eigenleistung<br />

individuelle Messplätze konzipiert, die unsere<br />

speziellen Anforderungen zu 100 % erfüllen.“<br />

Die insgesamt 23 Messplätze bestehen jeweils aus<br />

einem Tisch mit einem Monitor und einer Ablage für die<br />

Messmittel, wobei letztere je nach Station variieren. Im<br />

Bereich der Schleifmaschinen sind drei Messplätze mit<br />

Digitalpassametern von Feinmess Suhl ausgerüstet, mit<br />

denen die Durchmesser von Nockenwellenlagern kontrolliert<br />

werden.<br />

„Das Digitalpassameter von Feinmess Suhl haben<br />

wir im Rahmen einer Produktvorführung für uns entdeckt“,<br />

erinnert sich Burkhardt. Die Lieferung der Digitalpassameter<br />

erfolgte über das Unternehmen Schröter<br />

& Lausen. Die Handelsgesellschaft war zudem in die<br />

Entwicklung der Messplätze involviert. „Für uns besonders<br />

relevant ist die automatische Datenübertragung<br />

über Funk. Wir setzen inzwischen ausschließlich Messmittel<br />

ein, die diese Möglichkeit bieten“, fügt Burkhardt<br />

hinzu.<br />

Das optionale Funkmodul des Digitalpassameters ermöglicht<br />

dem Anwender die Messwerte extern am<br />

Computer weiterzuverarbeiten. Bei Deutz wird pro Lagerstelle<br />

an den Nockenwellen ein Messwert übertragen.<br />

Im Anschluss generiert das System eine Zusammenfassung,<br />

die sich für weitere Auswertungen nutzen<br />

lässt.<br />

Anhand der Daten lässt sich beispielsweise ablesen,<br />

ob die Maschinen stabil arbeiten und ob Optimierungsbedarf<br />

besteht. „Das optionale Funkmodul ist eine<br />

wichtige Voraussetzung für eine fortschrittliche, digita-<br />

16 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong>


le Fertigung“, erläutert Reiner Kindermann, Leiter Vertrieb<br />

und Marketing bei Feinmess Suhl. „Messmittel<br />

müssen heutzutage nicht mehr nur hochgenau arbeiten,<br />

sondern auch eine vernetzte Produktionsumgebung<br />

im Sinne von Industrie 4.0 unterstützen.“<br />

Prüfling liegt stabil – dank großer Messflächen<br />

Mit seinem robusten Messmittelkörper und einem neuartigen,<br />

induktiven Messsystem garantiert das Digitalpassameter<br />

außerdem eine sehr hohe Messgenauigkeit<br />

– auch unter rauen Umgebungsbedingungen. Große<br />

Messflächen gewährleisten ein stabiles Aufliegen am<br />

Prüfling. Der präzise geläppte Amboss des Passameters<br />

ist mittels Feingewinde von oben verstellbar. Dadurch<br />

liegt das Gewicht des Messmittels auf dem Werkstück.<br />

Neben der hohen Messgenauigkeit zeichnet das Digitalpassameter<br />

besonders sein großer Messhub von 4<br />

mm aus. In Kombination mit dem von unten herangeführten<br />

Messtaster und dessen konstanter Messkraft<br />

sichert dieser große Hub eine Wiederholgenauigkeit<br />

von < 0,3 μm.<br />

„Die hohe Genauigkeit des Digitalpassameters war<br />

für uns ein ausschlaggebender Faktor, weil wir es bei<br />

den Nockenwellenlagern mit sehr kleinen Toleranzen zu<br />

Zum Unternehmen<br />

Als N.A. Otto & Cie. im Jahr 1864 in Köln gegründet, war Deutz die erste Motorenfabrik<br />

der Welt. Die Kernkompetenzen des Unternehmens liegen heute in der Entwicklung,<br />

Produktion, dem Vertrieb und Service von Diesel-, Gas- und elektrifizierten<br />

Antrieben für professionelle Einsätze. Der Motorenspezialist verfügt über eine<br />

breite Produktpalette im Leistungsbereich bis 620 kW. Diese kommen unter anderem<br />

in Bau- und Landmaschinen, Material-Handling-Anwendungen, stationären<br />

Anlagen sowie Nutz- und Schienenfahrzeugen zum Einsatz.<br />

tun haben“, bestätigt Burkhardt. „Begeistert sind wir<br />

aber auch von der übersichtlichen grafischen Anzeige<br />

der Messergebnisse, die den Alltag für unsere Mitarbeiter<br />

wesentlich vereinfacht hat.“<br />

Die Anzeigeeinheit mit einer Auflösung von 0,1 μm<br />

und großem drehbarem Display verfügt über ein flexibel<br />

einstellbares Toleranzfeld und eine Grenzwert-LED.<br />

Große Ziffern und eine klare graphische Darstellung des<br />

Ist-Maßes innerhalb der Toleranz sorgen für eine hervorragende<br />

Ablesbarkeit. Die Darstellungen lassen sich zudem<br />

individuell einstellen.<br />

■<br />

Lernen Sie per Klick alle Systeme zur optischen<br />

dimensionellen Messtechnik und<br />

Rauheitmessung kennen!<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> 17


:: Technik<br />

Ein Beispiel für die Integration<br />

von Keyence-Messtechnik in<br />

Aerotech-Positioniersysteme:<br />

Der Verfahrbereich in XY liegt bei<br />

600 x 600 mm. Für die Bauteil-<br />

Justage ist ein Kreuztisch auf<br />

einer Granitbasis montiert<br />

Bild: Aerotech<br />

Oberflächenmesstechnik profitiert von Motion-Control-Systemen<br />

Präzise positioniert<br />

In der Oberflächenmesstechnik stehen ein eingeschränktes Sichtfeld des Sensors und die Größe<br />

der zu vermessenden Oberfläche häufig im Widerspruch zueinander. Abhilfe verschaffen<br />

Positioniersysteme, die entweder den Sensor oder die Probe bewegen. Dabei beeinflusst die<br />

Positionier- und Ablaufgenauigkeit des Bewegungssystems die Messergebnisse.<br />

Der Autor<br />

Norbert Ludwig<br />

Geschäftsführer<br />

Aerotech<br />

www.aerotechgmbh.de<br />

Die meisten optischen Sensoren zur Messung<br />

der Oberflächenbeschaffenheit von<br />

Objekten verfügen lediglich über ein eingeschränktes<br />

Sichtfeld. Bei einer Oberflächenmessung<br />

außerhalb des Sichtfelds muss also<br />

entweder der Sensor oder das Objekt bewegt<br />

und positioniert werden. Es gilt, zwischen<br />

der Positionierung des Objekts und<br />

der Sensorbewegung zu unterscheiden, wobei<br />

die Positionierung selbst möglichst keinen<br />

Einfluss auf das Messergebnis haben<br />

darf. Je höher also die Sensorauflösung und<br />

Genauigkeit sind, desto präziser muss das<br />

Bewegungssystem sein. Neben der Präzision<br />

ist in vielen Anwendungen der Grad der<br />

Automatisierung eine weitere wichtige Anforderung.<br />

Häufig wird die Oberflächenanalyse als<br />

Qualitätssicherungsprozess unmittelbar in<br />

die Produktionskette integriert. Man denke<br />

nur an die Halbleiterherstellung etwa bei<br />

der Wafer-Inspektion oder die Herstellung<br />

von Flachbildschirmen. Hier wird nach fast<br />

jedem Prozessschritt die Qualität beurteilt,<br />

wofür in der Regel eine vollautomatisierte<br />

Inprozess-Prüfung mit Objektzuführung,<br />

Messung und anschließender Weiterverarbeitung<br />

angestoßen wird.<br />

Die Steuerung der Bewegungssysteme<br />

und die Synchronisation mit den Sensoren<br />

lassen sich allgemein unter dem Begriff Motion<br />

Control zusammenfassen. Das heißt, es<br />

geht um präzise Positionierung auf der einen<br />

und Motion Control auf der anderen<br />

Seite. Für die automatisierte Oberflächenmesstechnik,<br />

die einen hohen Durchsatz<br />

und maximale Genauigkeit erfordert, bietet<br />

Aerotech passgenaue Lösungen wie Linearund<br />

Rotationstische sowie Steuerungen mit<br />

positionssynchronem Trigger des Sensors.<br />

18 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong>


So handelt es sich bei der Surface Measurement<br />

Motion Platform SMP im Wesentlichen<br />

um eine Komposition verschiedener<br />

Rotations- und Linearversteller – allerdings<br />

in sehr kompakter, platzsparender Bauform.<br />

Das Positioniersystem eignet sich dabei besonders<br />

für die optische Vermessung von<br />

sphärischen und asphärischen sowie zylindrischen<br />

Oberflächen. Kernstück ist ein luftgelagerter<br />

Präzisionsrotationstisch, auf dem<br />

das Messobjekt entweder über ein Vakuum-<br />

Chuck oder eine Klemmvorrichtung befestigt<br />

wird. Der Sensor selbst kann in Y- und<br />

Z-Richtung linear justiert werden und zusätzlich<br />

mit einer weiteren Drehachse so gekippt<br />

werden, dass er immer senkrecht zur<br />

Tangentialebene des Messobjektes ausgerichtet<br />

ist. Über die Steuerungssoftware lassen<br />

sich verschiedene Oberflächensensoren<br />

einbinden. Der Controller verfügt hierfür sowohl<br />

über digitale als auch analoge Eingänge.<br />

Durch die Auswahl der Versteller lassen<br />

sich Oberflächen bis in den Submikrometerbereich<br />

messen. Besonders hilfreich ist das<br />

bei der präzisen Messung optischer Komponenten<br />

in Anwendungsbereichen von Spiegel-<br />

oder Linsenoptiken.<br />

Hochleistungs-Rotationsachsen<br />

für Messungen im Nanometerbereich<br />

Die neue Baureihe ABRX umfasst Drehtische<br />

mit luftgelagerten Rotationsachsen, die je<br />

nach Objektgröße und Belastbarkeit in drei<br />

Durchmessern zu 100, 150 oder 250 mm erhältlich<br />

sind. Der Rotationstisch wird direkt<br />

betrieben und kann dadurch Rotationsgeschwindigkeiten<br />

von bis zu 300 rpm erreichen.<br />

Eine Besonderheit sind die Luftlager zur<br />

Minimierung von radialen und axialen Fehlern,<br />

die in einem Bereich von weniger als 25<br />

nm liegen. Die Fehler lassen sich dabei in<br />

synchrone und asynchrone Fehler unterscheiden:<br />

Synchron sind die Fehler, die periodisch<br />

mit der Achsdrehung auftreten.<br />

Werksseitig hat Aerotech die Möglichkeit,<br />

die Abweichung zu vermessen, abzuspeichern<br />

und dann über eine Z-Achse in axialer<br />

Richtung oder X-Achse in radialer Richtung<br />

zu kompensieren beziehungsweise die<br />

Messwerte entsprechend zu korrigieren.<br />

Asynchrone Fehler sind hingegen mehr als<br />

Positionsrauschen zu betrachten und können<br />

nicht ohne weiteres kompensiert werden.<br />

Durch die Kompensation der Synchronfehler<br />

lassen sich die radialen und axialen<br />

Fehler allerdings deutlich unter 10 nm herabsenken.<br />

So eignet sich die ABRX-Baureihe<br />

besonders für Oberflächenvermessung im<br />

Nanometerbereich und natürlich auch als<br />

Erweiterung für die SMP-Messplattform.<br />

Deutlich leichtere Steuerung von<br />

Positioniersystemen<br />

Mit „Automation 1“ hat Aerotech außerdem<br />

eine neue digitale Steuerungsplattform entwickelt,<br />

die Anwendern im Messtechnikumfeld<br />

ein noch höheres Optimierungspotenzial<br />

in Bezug auf schnellere Bewegungsund<br />

Einschwingzeiten, bessere Positionsstabilität<br />

sowie erhöhte Konturgenauigkeit<br />

bietet. Hilfreich für Anwendungen<br />

im Bereich Oberflächenmesstechnik<br />

ist vor allem die Verbesserung<br />

der Servo-Rate – also die<br />

Update-Rate der Position, die von 8<br />

kHz auf 20 kHz erhöht werden<br />

konnte. Dadurch ist eine schnellere<br />

und noch genauere Positionierung<br />

des Sensorkopfes oder des Messobjekts<br />

möglich.<br />

Die Surface Measurement<br />

Motion Platform SMP ist<br />

ein komplettes Mehrachsen-<br />

Bewegungssystem, das in<br />

der Oberflächenmesstechnik<br />

eine hohe Flexibilität bei<br />

der 2D- und 3D-Konturierung<br />

erlaubt. Bild: Aerotech<br />

KUNDENSPEZIFISCHE<br />

LÖSUNGEN FÜR:<br />

TELEZENTRISCHE<br />

OBJEKTIVE<br />

TELEZENTRISCHE<br />

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T. +49 9129 9023-0 info@silloptics.de<br />

WWW.SILLOPTICS.DE<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong>_60x270_sill optics_<strong>Plus</strong> P1.indd 1 13.08.2020 11:20:58 19


:: Technik<br />

Die luftgelagerten Rotationsachsen<br />

der Aerotech-Baureihe<br />

ABRX eignen sich besonders für<br />

Oberflächenvermessung im<br />

Nanometerbereich und auch<br />

als Erweiterung für die SMP-<br />

Messplattform Bild: Aerotech<br />

Schnellere IO-Signale garantieren zudem<br />

ein nahezu verzögerungsfreies Triggern der<br />

Messzyklen. Mit dem sogenannten Position<br />

Synchronised Output (PSO) kann der Messzyklus<br />

genau dann gestartet werden, wenn<br />

die definierte Position erreicht ist. Auch<br />

lässt sich eine kontinuierliche Messung anstoßen,<br />

bei der die Messwerte mit den Positionsdaten<br />

synchronisiert werden. Daraus<br />

resultieren erhebliche Vorteile gegenüber<br />

einer zeitlichen Triggerung, da die sonst auftretenden<br />

Beschleunigungen beziehungsweise<br />

Verzögerungen vernachlässigt werden<br />

können.<br />

Das verbesserte Signalrauschverhältnis<br />

der auf der Automation-1-Plattform befindlichen<br />

Endstufen – egal ob analog oder digital<br />

– verfügt darüber hinaus über eine deutlich<br />

verbesserte In-Position-Stabilität. Das<br />

führt wiederum zu einem geringeren Positionsrauschen,<br />

was vor allem bei Messaufgaben<br />

im Submikrometerbereich relevant<br />

wird. Hinzu kommt ein faseroptisches Interface<br />

namens Hyperwire, das eine sehr<br />

schnelle Signalübertragung auch über weite<br />

Strecken gewährleistet und als optisches<br />

Signal nicht anfällig gegenüber elektromagnetischen<br />

Störungen ist. Ferner vereinfacht<br />

eine neue, intuitive Bedienoberfläche die<br />

Mensch-Maschine-Interaktion deutlich.<br />

Dem Thema „Integration von Messsystemen<br />

in Positioniersysteme“ hat Aerotech eine<br />

eigene Applikationsgruppe gewidmet.<br />

Ein Beispiel aus der Praxis ist die Integration<br />

des aktuellen Keyence 3D-Profilometers. Die<br />

Oberflächenmessung wird hierbei über ein<br />

Lichtschnittverfahren (Lasertriangulation)<br />

erreicht. So lassen sich Konturen, Unebenheiten<br />

und Rauheiten von Bauteilen mit einer<br />

Auflösung von bis zu 1 μm messen. Keyence<br />

hat hierfür ein kompaktes Tischgerät<br />

im Sortiment, das mit einem manuellen<br />

oder optional auch mit einem schrittmotorbetriebenen<br />

XY-Tisch ausgestattet ist.<br />

Erweiterte Verstellwege<br />

und eine größere Z-Achse<br />

In der neuesten Version wurde der Messbereich<br />

auf 200×100×50 mm vergrößert, was<br />

aber für einige Anwendungen – schon alleine<br />

aufgrund der Belastbarkeit des Tischs –<br />

immer noch nicht ausreichte. Sowohl von<br />

Anwendern als auch von Keyence selbst kamen<br />

deshalb Anfragen, inwieweit Aerotech<br />

hier eine bessere Lösung anbieten kann –<br />

und zwar in Form von erweiterten Verstellwegen,<br />

einer größeren Z-Achse sowie einer<br />

Granitbasis mit Tischuntergestell für eine<br />

höhere Belastbarkeit.<br />

Aerotech hat dafür auf einem stabilen<br />

Granitportal eine Z-Achse mit bis zu 300<br />

mm Verstellweg montiert. Der Messkopf<br />

wird von einem Adapterwinkel getragen.<br />

Für die Bauteil-Justage ist ein Kreuztisch auf<br />

einer Granitbasis montiert. Die XY-Achsen<br />

werden über einen Schrittmotorcontroller,<br />

der optional für den VR5000 3D-Profilo -<br />

meter erhältlich ist, angesteuert. Die Höhe<br />

der Z-Achse kann manuell über ein Handrad<br />

oder per Joystick eingestellt werden.<br />

Eine noch tiefer gehende Integration ist<br />

mit dem 3D-Laserscanning-Mikroskop<br />

VK-X1000 von Keyence gelungen. Das Laborsystem<br />

wird ebenfalls zur Höhenprofilierung<br />

und Rauheitsmessung eingesetzt, bietet<br />

aber durch die höhere Auflösung Messmöglichkeiten<br />

im Submikrometerbereich,<br />

woraus allerdings auch höhere Anforderungen<br />

an das Positioniersystem resultieren.<br />

Auch hier gab es herstellerseitige Beschränkungen<br />

in Bezug auf Verstellwege und Belastbarkeit,<br />

die mithilfe von Aerotech gelöst<br />

werden konnten.<br />

Beliebige Stellwege, Lasten und<br />

Achskonfigurationen sind realisierbar<br />

So lassen sich mit den Laborsystemen beliebige<br />

Stellwege, Lasten und Achskonfigurationen<br />

verwirklichen. Über einen Z-Achsensensor<br />

kann außerdem ein Kollisionsschutz<br />

implementiert werden. Das Gesamtbild der<br />

zu messenden Oberfläche wird über die Aerotech-Software<br />

Laser Microscope Automation<br />

(LMA) abgebildet. Auch die meisten anderen<br />

Funktionen lassen sich über den LMA-<br />

Screen steuern wie etwa das Bewegen und<br />

Positionieren der Achsen, der Link zum Keyence-Viewer,<br />

ein Teaching-Verfahren für<br />

Messpunkte und auch ein Stitching-Verfahren,<br />

um die Messergebnisse anschließend<br />

aneinanderzusetzen. Auf diese Weise sind<br />

mit der LMA-Software Messaufgaben voll<br />

automatisiert über beliebig große Bauteildimensionen<br />

umsetzbar.<br />

Auch lassen sich solche Integrationsformen<br />

für komplette Prüfmaschinen realisieren.<br />

Bei einem Kundenprojekt wurde als<br />

Sensor ein Laser-Linescanner verwendet.<br />

Die Messdaten werden erfasst und über eine<br />

Software mit den CAD-Daten verglichen.<br />

Spezielle Prüfmaße lassen sich in der Auswertung<br />

direkt visualisieren. Die Lösung ist<br />

vom TÜV abgenommen und garantiert somit<br />

die Einhaltung aller Maschinenrichtlinien<br />

sowie nationaler und internationaler Sicherheitsanforderungen.<br />

So sind die Systeme<br />

von Aerotech nahtlos in die Mess- und<br />

Prüfsysteme vieler Hersteller integrierbar. ■<br />

Webhinweis<br />

Mehr zu den Produktneuheiten hat Aerotech-<br />

Geschäftsführer Norbert Ludwig in einem Webinar<br />

von <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> im Mai erklärt. Hier gibt<br />

es auch weitere Vorträge von Zeiss, Isra Vision und<br />

Hitachi. Zu sehen nach kurzer<br />

Registrierung unter<br />

http://hier.pro/k9Qj9<br />

20 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong>


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

FERTIGUNGSMESSTECHNIK<br />

MADE IN GERMANY<br />

WENZEL SHOPFLOOR LÖSUNGEN<br />

SF 55 - Das Einstiegsmodell<br />

Steffen Klein (l.) und Christopher Schnur aus dem Team von Professor Andreas Schütze<br />

forschen an dem neuen Wartungssystem, das Sensoren an Industrieanlagen smart macht<br />

Bild: Oliver Dietze<br />

SF 87 - Kleiner Footprint, großes Messvolumen<br />

Sensorik und Künstliche Intelligenz<br />

Maschinenwartung<br />

auf die intelligente Art<br />

Ein smartes Maschinenwartungssystem, das Wissenschaftler an der Universität<br />

des Saarlandes entwickelt haben, verknüpft Künstliche Intelligenz (KI)<br />

mit Sensoren, die Zustandsdaten von Maschinen in der Fertigung sammeln.<br />

Das System erkennt Schadens-, Verschleißoder<br />

Fehlerzustände und erstmals auch unbekannte<br />

Vorfälle an Maschinen. Es lernt<br />

aus ihnen und ordnet sie den Ursachen zu.<br />

Auf diese Weise können gerade auch kleine<br />

und mittlere Unternehmen Maschinenwartung<br />

und Instandhaltung automatisieren,<br />

vorausschauend planen und böse Überraschungen<br />

vermeiden.<br />

Unzählige Sensoren sammeln heute<br />

massenhaft Daten von Industriemaschinen.<br />

Aus diesen Zahlenkolonnen lässt sich viel<br />

ablesen. Denn wie ein Gerät vibriert, rüttelt,<br />

brummt oder sich erhitzt ist ganz charakteristisch<br />

– im Normalzustand ebenso wie<br />

beim Verschleiß. Winzige Temperaturschwankungen,<br />

minimale Schwingungsänderungen,<br />

feinste Veränderungen der Messwerte<br />

kündigen weit im Vorfeld an, wenn<br />

etwa ein Bauteil ermüdet. Der Knackpunkt<br />

liegt zum einen darin, diese zarten Andeutungen<br />

in der Datenflut zu erkennen. „Ein<br />

einzelner Sensor kann in wenigen Tagen ein<br />

Terabyte Rohdaten liefern“, sagt Professor<br />

Andreas Schütze, Messtechnik-Experte von<br />

der Universität des Saarlandes. Zum anderen<br />

gilt es, die Vorzeichen in den Daten richtig<br />

zu deuten.<br />

Schütze und sein Team haben mit Partnern<br />

aus Industrie und Wissenschaft ein<br />

System entwickelt, das die richtigen Signaldaten<br />

aus der Datenfülle herauszieht. „Es<br />

ordnet die Signalmuster selbstständig Schadens-,<br />

Verschleiß- oder Fehlerzuständen zu<br />

und macht so den Zustand einer Anlage permanent<br />

sichtbar“, erklärt Schütze.<br />

<br />

CORE - Der Spezialist für die Blademessung<br />

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<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> 21<br />

www.wenzel-group.com


:: <strong>Quality</strong> World/Produkte<br />

Dafür vergleicht das Programm im laufenden<br />

Betrieb die Sensordaten unablässig<br />

mit normalen Werten und typischen Mustern<br />

beginnender Fehlfunktionen und Schäden.<br />

Weichen die Muster ab, informiert das<br />

System, wann ein Schaden droht, und was<br />

zu tun ist. Die Forscher haben an der Universität<br />

und am Zentrum für Mechatronik und<br />

Automatisierungstechnik Zema einen ganzen<br />

Baukasten aus Hard- und Software-Modulen<br />

entwickelt, mit dem das System für<br />

unterschiedliche Industrieanlagen individuell<br />

zusammengestellt werden kann.<br />

Unbekannte Fehler werden<br />

durch Novelty Detection identifiziert<br />

Sogar unbekannte Fehler erkennt das System,<br />

es lernt aus ihnen und ordnet sie ihren<br />

Ursachen zu. Dies ist ein Novum: Bislang<br />

konnten KI-Systeme solche neuen Ereignisse<br />

nicht auswerten. „Künstliche Intelligenz<br />

funktioniert durch Mustererkennung. Passiert<br />

etwas völlig Neues, kennt also das System<br />

ein Muster nicht, stößt es bislang an<br />

seine Grenzen. Wir entwickeln unser Programm<br />

so weiter, dass es erkennt: So etwas<br />

hatten wir noch nicht, und dann den Menschen<br />

informiert“, so Schütze. Im Fachjargon<br />

nennt sich dies Novelty Detection.<br />

Kommt solch ein Ereignis öfter vor, ordnet<br />

das Programm mit neuen Daten diesen unbekannten<br />

Fehlern Ursachen und Folgen zu.<br />

In mehreren Forschungsprojekten hatte<br />

Schützes Arbeitsgruppe für ihr System eine<br />

Vielzahl an Signalmustern aus der Masse<br />

von Messdaten herausgefiltert, die mit Veränderungen<br />

und Schadenszuständen von<br />

Maschinen in Zusammenhang stehen. Sie<br />

erstellten mathematische Modelle für Fehlergrade<br />

und lernten ihr System mit diesen<br />

an. Das Programm lernt jetzt mit Methoden<br />

maschinellen Lernens automatisch dazu<br />

und erkennt Abweichungen von selbst. „Die<br />

Algorithmen integrieren auch neu gesammelte<br />

Daten in ihre Auswertungen. Dadurch<br />

wird es auch möglich, Anomalien zu<br />

erkennen und zu interpretieren“, erklärt Tizian<br />

Schneider, der im Rahmen seiner Doktorarbeit<br />

an dem System forscht.<br />

Verknüpfung mit automatischer<br />

Ersatzteilbestellung ist möglich<br />

Diese Erkenntnisse können mit weiteren KI-<br />

Funktionen verknüpft werden wie etwa mit<br />

Professor Andreas Schütze, Messtechnik-Experte der<br />

Universität des Saarlandes: „Künstliche Intelligenz<br />

funktioniert durch Mustererkennung. Kennt ein<br />

System ein Muster nicht, stößt es bislang an seine<br />

Grenzen. Wir entwickeln unser Programm so weiter,<br />

dass es erkennt: So etwas hatten wir noch nicht, und<br />

dann den Menschen informiert“ Bild: Oliver Dietze<br />

automatischer Bestellung von Ersatzteilen.<br />

Auf diese Weise wird die Instandhaltung<br />

großer und auch schwer erreichbarer Anlagen<br />

planbar. Auch gibt das System seine Informationen<br />

in verständlicher Form an<br />

menschliche Instandhalter weiter. Damit sie<br />

die Zahlen richtig deuten, erforschte das<br />

Team auch, die Ergebnisse automatisch für<br />

sie zu übersetzen. Schneider: „Das System<br />

bricht die Information herunter auf das, was<br />

sie wissen müssen und gibt dies leicht verständlich<br />

nach außen weiter.“<br />

■<br />

Koordinatenmesstechnik<br />

für die Fertigung<br />

Speziell für Messungen und Prüfungen direkt im Fertigungsbereich ist der neue<br />

3D-Scanner Metrascan Black von Creaform gedacht.<br />

Der 3D-Scanner bietet eine Messauflösung<br />

von 0,025 mm Bild: Creaform<br />

Der neue 3D-Scanner ist um den Faktor 4<br />

schneller als das Vorgängermodell: Der größere<br />

Scanbereich mit 15 blauen Laserkreuzen,<br />

die bis zu 1.800.000 Messungen pro Sekunde<br />

ausführen, und die Live-Netzerstellung<br />

verkürzen effektiv die Zeit von der Erfassung<br />

bis zur Erstellung von verarbeitbaren<br />

Dateien. Auch die Auflösung hat Creaform<br />

um den Faktor 4 gesteigert: Der<br />

3D-Scanner bietet eine Messauflösung von<br />

0,025 mm zur Erstellung hochdetaillierter<br />

Scans jedes beliebigen Objekts.<br />

Die Messungen sind zudem exakter und<br />

nachvollziehbarer, denn die hohe Genauigkeit<br />

von 0,025 mm, die auf der Norm VDI/<br />

VDE 2634 Teil 3 basiert und in einem nach<br />

ISO 17025 akkreditierten Labor getestet<br />

wurde, stellt die uneingeschränkte Verlässlichkeit<br />

und vollständige Rückverfolgbarkeit<br />

nach internationalen Normen sicher. Für<br />

den Einsatz im Fertigungsbereich verfügt<br />

das Messgerät über eine patentierte dynamische<br />

Referenzierung, die Instabilitäten in<br />

der Umgebung ausgleicht. Es ist vielseitig<br />

einsetzbar; dabei meistert es auch komplexe,<br />

glänzende und sehr detailreiche Teile. Es<br />

benötigt keine Aufwärmzeit; so kann der<br />

Bediener innerhalb von Minuten seine Arbeit<br />

aufnehmen. Der Metrascan Black erlaubt<br />

zudem in Kombination mit dem portablen<br />

taktilen 3D-Messsystem Handyprobe<br />

des Herstellers komplette, optimierte Prüfprozesse.<br />

Kunden können je nach ihren Anforderungen<br />

hinsichtlich Geschwindigkeit, Komplexität<br />

des Bauteils und Genauigkeit zwischen<br />

den beiden Modellen Black und Black<br />

Elite wählen.<br />

■<br />

22 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong>


Produkte ::<br />

Schnelle 3D-Inspektionen<br />

per Roboter<br />

Die neue Roboterzelle 3DQI von ABB für die 3D-Inspektion verspricht hohe<br />

Geschwindigkeit, präzise Genauigkeit von unter 100 μ und große Flexibilität.<br />

Die für Offline-Prüfstationen konzipierte Roboterzelle<br />

lässt sich durch ihre Modularität<br />

anpassen oder erweitern auf unterschiedliche<br />

Anforderungen. Mit einem einzigen optischen<br />

3D-Weißlichtsensor, der Millionen<br />

von 3D-Punkten pro Aufnahme abtastet,<br />

kann ein detailliertes digitales Modell des<br />

zu prüfenden Teils erstellt werden, welches<br />

wiederum einen Vergleich mit einer Original-CAD-Zeichnung<br />

zulässt. All dies kann<br />

zehnmal schneller durchgeführt werden als<br />

mit herkömmlichen Koordinatenmessgeräten.<br />

Jeder Roboter mit einer Traglast von<br />

mehr als 20 kg ist in der Lage, den Sensor zu<br />

tragen. Zudem ist der Sensor mit einer Reihe<br />

von Robotern, Verfahrachsen und Drehtischen<br />

kompatibel. So gibt es bei den Abmessungen<br />

der zu prüfenden Teile keine Beschränkungen.<br />

Die 3DQI-Technologie wurde in Automobilanwendungen<br />

entwickelt und getestet –<br />

unter anderem beim Automobilzulieferer<br />

Benteler. Die Lösung verbessert die Produktqualität,<br />

den Durchsatz und die Sicherheit,<br />

während Fachkräfte andere Aufgaben übernehmen<br />

können.<br />

Die Lösung bietet zudem eine umfassende<br />

Echtzeit-Datenanalyse. Digitale Aufzeichnungen<br />

unterstützen die Rückverfolgbarkeit.<br />

Dies ermöglicht Kunden die Anpassung<br />

ihrer Prozesse, sodass Fehler nicht wiederholt<br />

und die Gesamtqualität und Produktivität<br />

verbessert werden. Das komplette<br />

Equipment ist im Robotstudio Sidio Planner<br />

Powerpac von ABB enthalten und ermöglicht<br />

eine einfache und intuitive Programmierung.<br />

Neue Nutzer können sich zudem<br />

schnell mit der Verwendung der 3DQI-Lösung<br />

vertraut machen.<br />

■<br />

Ein optischer 3D-Weißlichtsensor tastet Millionen von 3D-Punkten pro Aufnahme ab. So kann ein detailliertes<br />

digitales Modell des zu prüfenden Teils erstellt werden, das einen Vergleich mit einer Original-CAD-Zeichnung<br />

zulässt Bild: ABB<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> 23


:: Produkte<br />

Kompakt und leicht bedienbar<br />

Mit dem Tomoscope XX FOV (Field Of View) ermöglicht Werth die<br />

Röntgen tomografie zum Preis von konventionellen<br />

3D-Koordinatenmessgeräten. Das neue Modell ist durch spezielle<br />

Konstruktionsprinzipien preisgünstiger und besonders leicht zu bedienen.<br />

Die neuen Geräte bieten, je nach wählbarer<br />

Anbaurichtung des Detektors, einen Messbereich<br />

mit 120 mm Durchmesser beziehungsweise<br />

Höhe. Die Messungen finden<br />

im Sehfeld des Detektors statt. Der optionale<br />

6-Megapixel-Detektor ermöglicht hierbei<br />

eine sehr hohe Auflösung. Die Messung im<br />

On-The-Fly-Modus und die Echtzeitrekonstruktion<br />

des digitalen Werkstückvolumens<br />

während der Messung sorgen für schnelle<br />

Messergebnisse. Die Messung mit dem Tomoscope<br />

XS FOV ist vollständig automatisiert.<br />

Sinnvolle Parameter wurden teilweise<br />

bereits werksseitig festgelegt. Der Bediener<br />

positioniert die Werkstücke auf dem Drehtisch<br />

und startet die Messung. Falls gewünscht,<br />

können Messparameter wie Spannung<br />

oder Vorfilter vom Bediener gewählt<br />

werden.<br />

Das Tomoscope XS FOV eignet sich vor allem<br />

für fertigungsbegleitende Messungen<br />

von Kunststoffwerkstücken, die in großen<br />

Stückzahlen hergestellt werden. Solche<br />

Die Messung mit dem Tomoscope<br />

XS FOV ist vollständig automatisiert<br />

Bild: Werth<br />

Werkstücke finden sich auch häufig in der<br />

Verpackungsindustrie. Beispiele sind Joghurtbecher,<br />

Flaschendeckel, Dübel oder<br />

Kunststoffgehäuse von Inhalatoren. Mehrere<br />

kleine Werkstücke, wie Deckel oder Kunststoffzahnräder,<br />

können mit Hilfe von geeigneten<br />

Aufnahmevorrichtungen gemeinsam<br />

gemessen werden.<br />

Bei der Auswertung trennt die Softwarefunktion<br />

„Werkstückseparation“ die Messdaten<br />

automatisch. Die Visualisierung der<br />

Ergebnisse erfolgt anwenderfreundlich in<br />

der Winwerth 3D-Grafik. Im Messprotokoll<br />

ist eine farbcodierte Darstellung von Gutteilen<br />

und Ausschuss integriert, die insbesondere<br />

bei Inline- und Atline-Messungen eine<br />

schnelle Übersicht ermöglicht.<br />

Durch die neue wartungsfreie Monoblockröhre<br />

mit 130 kV Röhrenspannung und<br />

100W Leistung, welche mit 24 Monaten Gewährleistung<br />

ohne Schichtbegrenzung geliefert<br />

wird, ist das Gerät jederzeit verfügbar.<br />

Die kompakte Bauweise nach dem Vollschutz-Prinzip<br />

ermöglicht den Einsatz nahezu<br />

überall im Unternehmen. Wie alle Röntgentomografie-Koordinatenmessgeräte<br />

von<br />

Werth Messtechnik verfügt auch das Tomoscope<br />

XS FOV über eine normkonforme<br />

Spezifikation in Anlehnung an VDI/VDE<br />

2617. Das Werth-Kalibrierlabor wurde als<br />

erstes für die DAkkS-Kalibrierung der Koordinatenmessgeräte<br />

mit Röntgentomografie-Sensorik<br />

nach VDI/VDE 2617 Blatt 13 akkreditiert.<br />

■<br />

Optische Messtechnik<br />

Rückführbare Messergebnisse<br />

Mit dem optischen 3D-Koordinatenmessgerät der Reihe VL von<br />

Keyence können dank zwei standardmäßig ausgelieferter Objektive<br />

komplexe Formen und sehr große Messobjekte mit einer<br />

rückführbaren Genauigkeit per Klick 360° erfasst werden. Nach<br />

dem Scan lassen sich CAD-Abgleiche, Profilschnitte, Wandstärkenmessungen,<br />

Form- und Lagetoleranzen und vieles mehr vornehmen.<br />

Die Arbeitseffizienz wird durch die sogenannte Smart<br />

Stage Funktion gesteigert.<br />

Der intelligente Objekttisch erkennt automatisch<br />

die Größe des<br />

Messobjekts und das Gerät<br />

führt die Messung<br />

ohne Notwendigkeit von<br />

Feinabstimmung durch.<br />

Eine weitere Steigerung<br />

der Effizienz wird dadurch<br />

erreicht, dass sich<br />

nun mehrere Objekte<br />

gleichzeitig scannen lassen<br />

und sich die Datensätze<br />

separat analysieren<br />

lassen.<br />

■<br />

Scanner<br />

Schweißnähte einfach geprüft<br />

Der Axsean Scanner von Olympus<br />

ermöglicht eine einfache<br />

mobile Prüfung von langen<br />

Schweißnähten. Er verfügt über<br />

werkzeuglose Sensorhalterungen<br />

und gewölbte Räder, um typische<br />

Herausforderungen bei<br />

diesen Anwendungen besser<br />

bewältigen zu können und eine<br />

unabhängigere Prüfung vor Ort<br />

zu ermöglichen. Mit dem neuen<br />

Scandeck Modul mit LED-Anzeigen<br />

ist die Kontrolle der Datenintegrität<br />

leicht, da die Anzeige<br />

den Prüfer warnt, wenn die Ankopplung<br />

unzureichend ist oder<br />

die Prüfgeschwindigkeit die maximale<br />

Erfassungsrate überschreitet.<br />

Eine Laserlichtführung<br />

unterstützt das Einhalten<br />

einer geraden Prüfbahn, was<br />

ebenfalls wichtig für die Datenerfassung<br />

ist. Die Steuerung des<br />

Erfassungsgeräts ist deutlich<br />

leichter geworden, da die Tasten<br />

des Scandeck Moduls direkt mit<br />

einem Omniccan Prüfgerät verbunden<br />

sind, sodass der Prüfer<br />

die Datenerfassung aus der Ferne<br />

starten und die Weggeberposition<br />

auf Null setzen kann. Die<br />

vier Sensorhalterungen des<br />

Scanners nehmen Sensoren für<br />

die Prüfung mit Phased-Array<br />

und Laufzeitbeugung auf. ■<br />

24 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong>


Für große Bauteile<br />

Das Fraunhofer IPM und das Fraunhofer IAF<br />

entwickeln gemeinsam das erste optische<br />

Koordinatenmessgerät zur vollflächigen Vermessung<br />

großer Objekte in der Produktionslinie.<br />

Mit dem Koordinatenmessgerät, das die beiden Fraunhofer-Institute<br />

im Forschungsprojekt Miame gemeinsam mit dem<br />

Lehrstuhl „Optische Systeme“ der Universität Freiburg entwickeln<br />

werden, sollen Bauteile schnell und mit Genauigkeiten<br />

im Sub-Mikrometerbereich vermessen werden können.<br />

Stand der Technik sind taktile Koordinatenmessgeräte. Solche<br />

Geräte nutzen einen Messkopf, der mithilfe eines Verfahrund<br />

Positionierungssystems die Bauteiloberfläche an verschiedenen<br />

Punkten antastet. Die dabei gemessenen räumlichen<br />

Koordinaten geben Aufschluss über wichtige geometrischen<br />

Größen wie zum Beispiel Längen, Ebenheiten oder Winkel.<br />

Messungen mit taktilen Koordinatenmessgeräten sind typischerweise<br />

sehr zeitintensiv, erfolgen in separaten Messräumen<br />

und sind daher nur stichprobenartig möglich.<br />

Ziel des Projekts Miame, das über drei Jahre läuft, ist ein optisches,<br />

berührungslos arbeitendes Koordinatenmessgerät,<br />

das komplex geformte Bauteile von einer Größe bis in den Meterbereich<br />

vollflächig in der Linie sub-mikrometergenau vermisst.<br />

Kernstück der Entwicklung ist ein digital-holographischer<br />

Sensor mit einer neuartigen Laserlichtquelle auf Basis<br />

von Flüstergalerie-Resonatoren. Die Lichtquelle soll schnell<br />

und exakt zwischen verschiedenen Wellenlängen schaltbar<br />

sein, was in Kombination mit digitaler Mehrwellenlängen-Holographie<br />

erstmals interferometrische Messungen mit bis zu<br />

einem Meter Eindeutigkeit ermöglicht.<br />

Integriert in Mehrachs-Handling-Systeme soll das Sensorsystem<br />

bis zu 500 Millionen 3D-Punkte pro Sekunde erfassen –<br />

mit einer Einzelpunktgenauigkeit von besser als 0,1 μm und einem<br />

Eindeutigkeitsbereich von bis zu 1000 mm.<br />

■<br />

<br />

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Ihrem KMG vermeiden, Ihre<br />

Markteinführungszeit verkürzen<br />

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<br />

Holographische Sensorsysteme können heute schon interferometrisch präzise<br />

Messungen innerhalb anspruchsvoller Mehrachssysteme durchführen.<br />

Mit den Entwicklungen im Projekt Miame werden erstmals auch interferomertrische<br />

Absolutmessungen möglich – das fehlende Puzzlestück zur optischen<br />

Koordinatenmessmaschine Bild: Holger Kock / Fraunhofer IPM<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 />

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<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> FRENCO GmbH I Verzahnungstechnik I Messtechnik I 90518 Altdorf I www.frenco.de 25


:: Produkte<br />

Software<br />

Einfacher messen auf der<br />

Werkzeugmaschine<br />

Das neue modulare Softwarepaket HXGN NC Measure von Hexagon<br />

beschleunigt und vereinfacht das Messen von Teilen<br />

auf der Werkzeugmaschine deutlich. Damit können Nutzer<br />

schnell und präzise sowohl einfache als auch komplexe Messaufgaben<br />

auf der Werkzeugmaschine durchführen. Dabei lassen<br />

sich Daten aufnehmen, Messberichte erstellen und Daten<br />

für die weitere Nutzung exportieren. Das Softwarepaket kombiniert<br />

die Anforderungen an Produktionsprozesse mit einer<br />

intuitiven Benutzeroberfläche. Nutzer können einfach Teile<br />

ausrichten, vermessen und Berichte erstellen. Die Basis des Pakets<br />

bildet HXGN NC Measure Core, mit dem einfache Messaufgaben<br />

und Reportfunktionen durchgeführt werden können.<br />

Weitere Module ermöglichen die Ausführung von komplexen<br />

Messaufgaben, wodurch beispielsweise Laserscans auf<br />

Werkzeugmaschinen durchgeführt werden können. Das Modul<br />

HXGN NC Measure Laserscan ermöglicht es, genaue<br />

Punktwolken über die gesamte Oberfläche eines gespannten<br />

Teils zu erstellen. HXGN NC Measure ist für Steuerungen von<br />

Siemens, Heidenhain, Fanuc und Röders verfügbar.<br />

■<br />

Endmontage<br />

Spaltmessungen auf allen Oberflächen<br />

Mit dem Calipri CB20 und der<br />

Calibreeze-Technologie ermöglicht<br />

Nextsense Spalt- und Versatzmessungen<br />

bei Oberflächen,<br />

die zuvor nicht genau<br />

messbar waren. Dazu gehören<br />

transparente Materialien wie<br />

Glas oder Kunststoff, lackierte<br />

Oberflächen, hochreflektierende<br />

Chromteile sowie schwierige<br />

Farb- oder Materialkombinationen.<br />

Die neue Technologie neutralisiert<br />

das schlechte Reflexionsvermögen<br />

transparenter<br />

und halbtransparenter Oberflächen.<br />

Diese werden für die Messung<br />

einen Augenblick lang mit<br />

mikroskopisch kleinen Wassertropfen<br />

„angehaucht“. Dabei<br />

entsteht eine diffuse Reflexion,<br />

welche die Messung ermöglicht.<br />

Nach der Messung verdunstet<br />

die Dampfschicht rückstandslos.<br />

■<br />

Röntgendetektoren<br />

Für raue Umgebungen geeignet<br />

Zwei neue portable Röntgendetektoren von Waygate (ehemals<br />

GE Inspection) eignen sich für den Einsatz in rauen industriellen<br />

Umgebungen. Der DXR140P-HC verfügt mit einem<br />

14‘‘ x 17‘‘ kontraststarken Bildwandler über eine Auflösung<br />

von 140 μ. Er ist für die Korrosionsüberwachung konzipiert.<br />

Das Gerät kann sowohl mit Röntgenstrahlen als auch mit Isotopen<br />

verwendet werden. Die erhöhte Dosierungsempfindlichkeit<br />

ermöglicht kürzere Belichtungszeiten und somit einen<br />

schnelleren Durchsatz. Der kleinere DXR75P-HR verfügt über<br />

eine Auflösung von 75 μ zur Analyse feiner<br />

Details bei kritischen Anwendungen. Der<br />

Detektor unterstützt den ISO 17636–2<br />

Klasse B Standard zur Prüfung von<br />

Schweißnähten und bietet eine Präzision<br />

in der Bildgebung, die strengsten Normen<br />

gerecht wird. Mit einem 7‘‘ x 9‘‘ Detektor<br />

ist er ideal für den Einsatz in engen Umgebungen<br />

wie zum Beispiel Kesseln, Druckleitungen,<br />

Behältern oder Tanks. Beide Detektoren<br />

können je nach Anforderungsprofil<br />

kabelgebunden oder kabellos – dann mit<br />

einer Reichweite von bis zu 100 m – eingesetzt<br />

werden.<br />

■<br />

Bildverarbeitung<br />

3D-Stanzteilprüfung in der Linie<br />

Bi-Ber hat ein 3D-Scansystem zur Inline-Stanzteilprüfung bei<br />

einem großen Berliner Automobilzulieferer in Betrieb genommen.<br />

Das Bildverarbeitungssystem auf Grundlage zweier<br />

3D-Lasersensoren ermittelt im bewegten Prozess die Konturund<br />

Profilabweichungen von Metallplatinen. Der Zeilenscan<br />

via Lasertriangulation ist ideal für bewegte Prozesse und liefert<br />

präzise Messergebnisse unabhängig von Lichtverhältnissen,<br />

Reflexionen oder Verunreinigungen auf den Prüfteilen<br />

oder dem Förderband. Die 3D-Profilsensoren DS1300 von Cognex<br />

erfassen dabei einen Bereich von jeweils etwa 300 mm<br />

Breite. Bi-Ber erreicht diese große Überwachungsbreite bei einem<br />

geringen freien Abstand von nur 250 mm durch eine präzise<br />

justierte Spiegelgruppe. Das Gehäuse für die Kamera-Optik-Baugruppe<br />

gewährleistet außerdem Laserschutz, sodass<br />

die starken Linienlaser der Klasse 3 außerhalb des Gehäuses<br />

nur Klasse 1 entsprechen und keine zusätzlichen Schutz -<br />

vorkehrungen erfordern.<br />

Das Inspektionssystem<br />

erreicht eine<br />

Auflösung von<br />

300 μm/px. Bei<br />

Bandgeschwindigkeiten<br />

von bis<br />

zu 1 m/s prüft<br />

es 20 Teile je<br />

Minute. ■<br />

26 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong>


Blisk-Herstellung<br />

Mit Sensoren und KI zu höherer Qualität<br />

Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie<br />

IPT untersucht<br />

zurzeit, wie durch die Erfassung<br />

und Analyse von Prozessdaten<br />

die Fertigungsprozesse<br />

für hochkomplexe Bauteile<br />

wie Blisks verbessert und stabilisiert<br />

sowie Qualitätsabweichungen<br />

reduziert werden können.<br />

Die Forscher prüfen, welche<br />

Faktoren sich während der Fertigung<br />

in welcher Weise gegenseitig<br />

beeinflussen, und wie sich<br />

dies dann auf das Bauteil auswirkt.<br />

Dazu fertigen sie Blisks in einer<br />

Kleinserie. Mithilfe von Sensordaten<br />

werfen sie einen Blick ins<br />

Innere der Serienproduktion:<br />

Während der Fertigung erfassen<br />

und analysieren sie alle verfügbaren<br />

Prozessdaten – beispielsweise<br />

von Maschinen- und<br />

Werkzeugzuständen wie Achspositionen,<br />

Spindelleistung und<br />

Motorströme. Hinzukommen<br />

weitere Parameter wie Kühlmittelbeschaffenheit,<br />

Umgebungstemperatur<br />

und Materialeigenschaften<br />

des Werkstücks. Mithilfe<br />

der erfassten Prozessdaten<br />

gewinnen die Wissenschaftler<br />

einen detaillierten Einblick in<br />

den Fertigungsprozess und können<br />

auf die Qualität des Bauteils<br />

rückschließen. Dabei werden<br />

Methoden der modellbasierten<br />

Datenanalyse sowie verschiedene<br />

Machine-Learning-<br />

Algorithmen angewandt. ■<br />

:: Impressum<br />

:: Firmenindex (Redaktion/Anzeige)<br />

Sonderausgabe der Zeitschrift<br />

QUALITY <strong>Engineering</strong><br />

Herausgeberin:<br />

Katja Kohlhammer<br />

Verlag<br />

Konradin-Verlag Robert Kohlhammer GmbH<br />

Ernst-Mey-Straße 8, 70771 Leinfelden-Echterdingen,<br />

Germany<br />

Geschäftsführer:<br />

Peter Dilger<br />

Verlagsleiter:<br />

Peter Dilger<br />

Chefredakteur:<br />

Dipl.-Ing. (FH) Werner Götz, Phone +49 711 7594-451<br />

Redaktion:<br />

Sabine Koll, Markus Strehlitz<br />

E-Mail: qe.redaktion@konradin.de<br />

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 />

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 />

E-Mail: konradinversand@zenit-presse.de<br />

Gekennzeichnete Artikel stellen die Meinung des Autors,<br />

nicht unbedingt die der Redaktion dar. Für unverlangt eingesandte<br />

Berichte keine Gewähr.<br />

Eingesandte Manuskripte unterliegen der evtl. redaktio -<br />

nellen Kürzung oder Erweiterung. Korrekturabzüge können<br />

leider nicht zur Verfügung gestellt werden.<br />

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 />

ABB ............................................................................. 23<br />

Aerotech .................................................................. 18<br />

Alicona ......................................................................17<br />

AMETEK ....................................................................25<br />

Böhme & Weihs ......................................................7<br />

Bi-Ber ......................................................................... 26<br />

Blum-Novotest ...................................................... 14<br />

Bruker Alicona .......................................................... 8<br />

ConSense .................................................................13<br />

Creaform .................................................................. 22<br />

Feinmess Suhl ....................................................... 16<br />

Fraunhofer IAF ....................................................... 25<br />

Fraunhofer IPM ..................................................... 25<br />

Fraunhofer IPT ....................................................... 27<br />

Frenco .......................................................................25<br />

Hexagon .............................................................. 5, 26<br />

ISW ................................................................................ 5<br />

Jenoptik ...................................................................... 5<br />

Keyence .................................................................... 24<br />

Mahr ............................................................................ 5<br />

Marposs .............................................................. 5, 15<br />

Micro-Epsilon .........................................................11<br />

Mitutoyo .........................................................3, 5, 10<br />

Nextsense ............................................................... 26<br />

OGP ............................................................................... 5<br />

Olympus .................................................................. 24<br />

Shimadzu ...................................................................9<br />

Sill Optics .................................................................19<br />

Studenroth .............................................................28<br />

Topometric ..............................................................23<br />

Universität des Saarlandes .............................. 21<br />

VDMA .......................................................................... 5<br />

VDW ............................................................................. 5<br />

Waygate ................................................................... 26<br />

Wenzel .......................................................... 5, 12, 21<br />

Werth ........................................................................ 24<br />

WZL ............................................................................... 5<br />

Zeiss ............................................................................. 5<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 />

Wo Qualität drauf steht, ist auch Qualität drin.<br />

Vier Ausgaben im Jahr sorgen für maximalen Lesenutzen und Leselust.<br />

QUALITY ENGINEERING widmet sich seit 2013 ausschließlich und um -<br />

fangreich der Story hinter der Firma, dem Produkt oder der Lösung, aber auch<br />

den Strategien und Problemen rund um die Qualität.<br />

www.qe-online.de<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> 27


Blitzschnell und vollautomatisch Drehteile<br />

messen, dokumentieren und analysieren<br />

mit der Sylvac Wellenmessmaschine<br />

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4 Optische Wellenmessgeräte<br />

zur berührungslosen<br />

Vermessung von rotationssymmetrischen<br />

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4 Intelligente, automatische<br />

Erkennung bereits vorhandener<br />

Werkstücke und<br />

Programme durch die<br />

Reflex Scan Software<br />

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Kalibrierroutine<br />

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Mit dem motorisierten<br />

Schwenksystem im<br />

SYLVAC Scan F60T<br />

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Die Abformmassen basieren auf einem Zwei-Komponenten-Prinzip, die nach dem<br />

Vermischen aushärten. Somit erhält man eine exakte Kopie der gewünschten Innen-<br />

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Studenroth Präzisionstechnik GmbH<br />

Konrad-Zuse-Ring 22 | 61137 Schöneck-Kilianstädten<br />

Tel: +49 6187 90593-0 | Fax: +49 6187 90593-50<br />

28 E-Mail: info@studenroth.com | www.studenroth.com<br />

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

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