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 />
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der Industrie<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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<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 />
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Q-Release 15 unter:<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 />
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Standmodellen von 10 - 600 kN<br />
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zu 20 zusätzlichen Sensoren<br />
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<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 />
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Maßnahmen Social QM<br />
Mehrsprachigkeit<br />
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Validierung<br />
Matrixorganisation<br />
GxP<br />
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International<br />
Auditmanagement<br />
Schulungen<br />
Kennzahlen<br />
BPMN<br />
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<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 />
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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 />
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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 />
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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 />
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mit der Sylvac Wellenmessmaschine<br />
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4 Optische Wellenmessgeräte<br />
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Erkennung bereits vorhandener<br />
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Vermischen aushärten. Somit erhält man eine exakte Kopie der gewünschten Innen-<br />
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Konrad-Zuse-Ring 22 | 61137 Schöneck-Kilianstädten<br />
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28 E-Mail: info@studenroth.com | www.studenroth.com<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong>