Quality Engineering 03.2021

Ausgabe 03 | 2021 

www.qe-online.de 

Interview 

Integration 

Qualitätsmanagement 

verknüpft sich mit ERP 

» Seite 06 

Bildverarbeitung 

Von der Nischen-Technologie 

zum Mainstream 

» Seite 34 

Automatisierung 

Flexible Lösungen für 

kleine Losgrößen 

» Seite 22 

Werth-Chef Dr. Ralf Christoph 

erklärt, warum im Geschäft 

mit der Computertomographie 

die Musik spielt 

» Seite 12 

TITELSTORY 

Messen in der 

dritten 

Dimension 

» Seite 26 

Qualität in der Fertigung

Industrie 

Das Kompetenznetzwerk der Industrie 

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Additive 

Produktionstechnologie 

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Bild: Fraunhofer IPA 

2 Quality Engineering » 03|2021

» EDITORIAL 

Generationswechsel 

Wir befinden uns nach wie vor in turbulenten und aufregenden Zeiten. 

Auch bei der Quality Engineering gibt es Neuigkeiten: Der langjährige 

Chefredakteur des Industrieanzeiger, der Beschaffung Aktuell und der 

Quality Engineering, Werner Götz, wird im Juni nach insgesamt bald 27 

Jahren im Konradin-Verlag in den wohlverdienten Ruhestand wechseln 

und ich, Alexander Gölz, werde seine Nachfolge antreten. Daher möchte 

ich dieses Editorial nutzen, um mich Ihnen kurz vorzustellen. 

Begonnen hat meine journalistische Tätigkeit im Jahr 2012 in der 

Industrieanzeiger- Redaktion in Form eines zwei-jährigen Volontariats. Im 

Anschluss war ich für den Industrieanzeiger und die Schwesterzeitschrift 

„Beschaffung aktuell“ als Redakteur mit den Ressorts Intralogistik, Arbeitsschutz 

und C-Teile-Management tätig. Die vergangenen zwei Jahre hatte 

ich die Position als Chefredakteur der Onlineredaktion Industrie inne. 

Ich freue mich auf die kommenden Aufgaben und darauf gemeinsam mit 

dem QE-Team um Sabine Koll, Markus Strehlitz und Uwe Schoppen, Sie, 

liebe Leserinnen und Leser, weiterhin über Trends und Neuheiten rund um 

die Qualitätssicherung auf dem Laufenden zu halten. 

In dieser Ausgabe möchte ich Ihnen insbesondere unser Fokusthema „Automatisierte 

Qualitätssicherung empfehlen (ab Seite 22). Des Weiteren beleuchten 

wir im Special „Bildverarbeitung“ (ab Seite 33) ein Rolle-zu- 

Rolle-Inspektionssystem für Barrierefolien am Fraunhofer FEP, welches 

mittels Hyperspektral-Bildgebung und Künstlicher Intelligenz Folien für 

organische Leuchtdioden (OLED) oder Solarzellen (OPV) überprüft. 

Zu guter Letzt empfehle ich Ihnen noch ein Interview (Seite 12) mit Dr. 

Ralf Christoph, Geschäftsführer von Werth Messtechnik, über die Auswirkungen 

der Corona-Krise. So viel sei verraten: Die Talsohle ist bei Werth 

durchschritten und die Nachfrage zieht wieder an. Vor allem im Geschäft 

mit der Computertomographie (CT) spiele die Musik. Viel Spaß beim Lesen! 

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Alexander Gölz 

Chefredakteur 

Quality Engineering 

alexander.goelz@konradin.de 

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Werth Messtechnik GmbH 

Siemensstraße 19 

35394 Gießen, Deutschland 

mail@werth.de 

Tel. +49 641 7938-0 

Quality Engineering » 03|2021 3

» INHALT 03 2021 40. JAHRGANG 

IM FOKUS 

Automatisierte 

Qualitätssicherung 

schreitet 

Automatisierungslösungen 

decken 

voran 

Fehler frühzeitig auf 

» Seite 22 

– nicht nur in der Großserie. 

Gefordert sind schnelle 

sowie flexible Systeme. 

Bild: Wenzel 

MANAGEMENT 

Integration 

QM- und ERP-Software – 

Speziallösung oder alles aus einer Hand? 06 

Alles was Recht ist 

Rückruf – ein Begriff und seine 

oft ungenaue Verwendung 09 

Kooperationsprojekt 

QI-Digital soll die deutsche 

Qualitätsinfrastruktur digitalisieren 10 

Werth-Chef im Interview 

Ralf Christoph über die aktuellen Geschäftsaussichten 

und die Bedeutung der Computertomographie 12 

Personal & Karriere 

Fachkräftemangel – Unternehmen müssen sich 

auf vielfältige Bewerbergruppen einlassen 15 

Messmittel 

Regelmäßige Überprüfung sorgt 

für mehr Sicherheit 16 

Eine Redaktion – zwei Meinungen 

Wie viel Kontrolle braucht es im Privatleben? 18 

DQS-Konferenz 

Remote Audits gewinnen in der Pandemie 

an Bedeutung 20 

IM FOKUS: 

AUTOMATISIERUNG 

Trendbericht 

Automatisierte Messtechnik lohnt sich 

auch bei kleinen Losgrößen 22 

Lasertriangulation 

Neue 3D-Sensoren beschleunigen 

die Oberflächenmessung 26 

Optische Messtechnik 

Roboter mit Weißlichtsensor reduziert 

Zykluszeiten bei Automobilzulieferer 30 

BILDVERARBEITUNG 

Interview mit Fraunhofer-Vision-Experte 

Michael Sackewitz sieht Forschungsboom 

in der Bildverarbeitung 34 

Digitalmikroskop 

Visioner 1 liefert tiefenscharfe 

Bilder in Echtzeit 36 

Oberflächenrauheit 

Vorteile der Weißlichtinterferometrie lassen 

sich jetzt auch direkt in der Fertigung nutzen 40 

Schallvisualisierung 

Akustische Kameras unterstützen Maschinenbauer 

bei der Qualitätssicherung 42 

Schutzmaskenproduktion 

System mit Künstlicher Intelligenz 

übernimmt die Qualitätskontrolle 44 

Verpackungskomponenten 

Kameraverbund prüft 100 % 

und in Hochgeschwindigkeit 46 

TECHNIK 

Prüfung biomedizinischer Teile 

Die Integration einer Torsionsfähigkeit in 

ein axialdynamisches Prüfsystem bietet Vorteile 48 

Betriebsfestigkeit 

Software berechnet Lebensdauer von Zahnrädern 50 

Elektromobilität 

Zwei Testsysteme prüfen und 

messen Steuerplatinen 52 

News und Produkte 53 


Bild: exentia/stock.adobe.com/Quality Engineering 

Kooperationsprojekt QI-Digital gestartet: Deutschland denkt 

Qualitätssicherung digital. 

» Seite 10 

Bild: Zeiss 

Mit dem Digitalmikroskop Visioner 1 lassen sich Proben bis zu einer Tiefe 

von 69 mm inspizieren. 

» Seite 36 

QUALITY WORLD 

Umweltverschmutzung 

Forschungsprojekt etabliert Prüfkriterien 

zur Bestimmung von Mikroplastik im Boden 57 

Firmenindex 59 

Impressum 59 

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Ein Unternehmen von Quality Vision International 

Der größte optische Multisensorkonzern der Welt 

Quality 65719 Engineering Hofheim-Wallau » 03|2021 5 

T: 06122/9968-0 • www.ogpgmbh.de

» MANAGEMENT 

Ein Puzzle-Teil von 

vielen – es existiert 

ein breites Spektrum 

an Systemen, mit 

denen sich Qualitätsmanagement-Software 

verbindet. 

Bild: alphaspirit/stock.adobe.com 

Integration von QM- und ERP-Software 

Speziallösung oder alles 

aus einer Hand? 

Die Beteiligung von Proalpha an Böhme & Weihs sorgt für eine enge Verzahnung 

von ERP und Qualitätsmanagement-Software – mit Vorteilen für die Anwender, 

wie die beiden Firmenchefs behaupten. Auch andere Anbieter setzen auf 

Integration, wollen aber unabhängig bleiben. 

» Markus Strehlitz 

Wir fokussieren uns auf die Fertigungsindustrie. 

Das Qualitätsmanagement 

ist für unsere Kunden extrem 

relevant“, sagt Eric Verniaut, CEO des ERP- 

Anbieters Proalpha. Damit gibt er die Antwort 

auf die Frage, warum sich sein Unternehmen 

vor kurzem an dem CAQ-Spezialisten 

Böhme & Weihs beteiligt hat. Proalpha 

soll sich zu einer Innovationsplattform 

für die fertigende Industrie im Mittelstand 

entwickeln. Und Qualitätsmanagement 

ist ein Baustein dieser Strategie. 

Mit einem einfachen QM-Modul, wie es 

andere ERP-Anbieter in ihre Lösung integriert 

haben, sei es nicht getan, so Verniaut. 

„Gerade CAQ ist ein sehr spezifischer 

Bereich, in dem tiefes Normen- und Prozesswissen 

entscheidend sind. Das können 

wir allein nicht abdecken.“ Mit Böhme 

& Weihs will Verniaut daher das Proalpha-Portfolio 

um eine Expertenlösung 

erweitern. „Wir wollen Best of Suite mit 

Best of Breed verbinden.“ 

Nutzer sollen zur Migration 

bewegt werden 

Die Einbindung der Technologie von Böhme 

& Weihs in die ERP-Lösung soll nahtlos 

sein. Diese wird von der Prozessintegration 

bis zu einer Integration der Nutzeroberfläche 

reichen, so der Plan. „Die 

Anwender werden nicht mal merken, 

wenn sie das ERP verlassen und in die 

Böhme-&-Weihs-Applikation wechseln“, 

sagt der CEO. 

Ziel ist es, sukzessive alle Proalpha- 

Kunden, die zur Zeit noch eine andere 

Qualitätsmanagement-Software nutzen, 

zu einer Migration nach Böhme & Weihs 

zu bewegen. Das soll laut Verniaut im 

Laufe eines „vernünftigen Zeitraums“ 

passieren. Gerade für Unternehmen, die 

mit der Komplexität einer Integration 

nicht umgehen können, sei die enge Verknüpfung 

von ERP und CAQ interessant. 

„Das wird die Entscheidung, zu Böhme & 

Weihs zu wechseln, deutlich beeinflussen“, 

glaubt Verniaut. 


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» MANAGEMENT 

„Gerade CAQ ist ein sehr spezifischer Bereich, in dem tiefes Normen- und 

Prozesswissen entscheidend sind. Wir wollen Best of Suite mit Best of Breed 

verbinden“, sagt Eric Verniaut, CEO von Proalpha. 

Bild: Proalpha 

Das Konzept, ERP- und QM-Software miteinander zu nutzen, hänge immer 

auch von den individuellen Gegebenheiten eines Unternehmens ab, meint 

Iris Bruns, Geschäftsführerin von Consense. 

Bild: Consense 

„Böhme & Weihs wird aber weiterhin 

vollständig unabhängig im Markt agieren“, 

sagt Professor Norbert Böhme, Geschäftsführer 

des CAQ-Spezialisten. Die 

Lösung werde auch weiterhin Schnittstellen 

zu anderen ERP-Systemen bereit stellen. 

Das sei schon allein deshalb notwendig, 

weil Unternehmen häufig mit mehreren 

unterschiedlichen ERP-Systemen arbeiten 

– zum Beispiel abhängig von Werk 

zu Werk. „Uns fällt dann oft die Aufgabe 

zu, für eine Synchronisation zu sorgen“, 

so Böhme. 

Jeder muss mit dem System 

arbeiten können 

Auch andere Anbieter betonen, wie wichtig 

ein offener Ansatz ist. „Wir schaffen in 

unseren Projekten immer die notwendigen 

Schnittstellen und verlinken aus unseren 

Prozessen in alle Systeme, mit denen 

operativ gearbeitet wird“, sagt Dr. Iris 

Bruns, Geschäftsführerin von Consense. 

Hieraus werden auch Kennzahlen generiert, 

aufbereitet und kommuniziert.“ 

Das Konzept, ERP- und QM-Software 

miteinander zu nutzen, hängt ihrer Meinung 

nach immer auch von den individuellen 

Gegebenheiten eines Unternehmens 

ab. „Qualitätsmanagement ist ein Thema, 

das wirklich jeden Mitarbeiter erreichen 

muss“, so Bruns. „Jeder einzelne sollte die 

Möglichkeit haben, die Inhalte eines QM- 

Systems schnell verfügbar zu haben – und 

dies in einer einfachen und verständlichen 

Weise, sodass jeder mit dem System 

arbeiten kann.“ Daher sei die Informati- 

»Der Markt hat Bedarf 

an unabhängigen 

Anbietern« 

Michael Flunkert, Babtec 

onsaufbereitung ganz entscheidend für 

die Akzeptanz eines Qualitätsmanagement-Systems. 

Böhme sieht gerade im Thema Prozesse 

ein wichtiges Argument für die Integration 

von Proalpha und Böhme & Weihs. 

„Für uns ist es eine sehr angenehme Art, 

eine Integration auf direktem Weg zu 

schaffen.“ Normalerweise müsse sich der 

Anwender überlegen, welche Abläufe er 

benötigt. „Nun muss er nicht mehr darüber 

nachdenken, weil er eine Standardintegration 

mit den entsprechenden Abläufen 

erhält“, so Böhme. 

Auch MES oder Messmittel 

brauchen Anbindung 

Michael Flunkert, Geschäftsführer von 

Babtec, ist jedoch der Ansicht, dass im 

Markt einen Bedarf an unabhängigen Anbietern 

von Qualitätsmanagement-Software 

gibt. „Anwender suchen nach der 

besten Lösung, die sie dabei unterstützt, 

ihre Qualität dauerhaft zu stärken. Diese 

Entscheidung möchten sie nicht von der 

Wahl des ERP-Anbieters abhängig machen.“ 

Er betont, wie wichtig die Integration 

von Qualitätsmanagement-Software mit 

den verschiedenen Systemen im Unternehmen 

ist. „Die beste Konnektivität der 

besten Fachapplikationen für die jeweiligen 

Fachabteilungen – also Best of Breed 

– ist für uns der einzig richtige Ansatz, 

um den Anwender mit hohem Qualitätsanspruch 

bestmöglich in seinen Prozessen 

zu unterstützen.“ Die Konnektivität zum 

ERP-System sei in nahezu allen Projekten 

selbstverständlich und eine klassische 

Marktanforderung. „Darüber hinaus existiert 

jedoch ein breites Spektrum an weiteren 

Systemen, welche anzubinden sind 

– zum Beispiel MES, CAD, PLM, Messmittel 

oder -maschinen.“ 

Qualitätsmanagement ist 

keine Randdisziplin 

Grundsätzlich sieht er die Stellung des 

Qualitätsmanagement mitten im Unternehmen 

verankert. „Es ist keine Randdisziplin, 

sondern mischt überall mit und 

kann eine führende Rolle bei der Erkennung 

und Umsetzung relevanter Entwicklungen 

im Unternehmen spielen.“ Das Bewusstsein, 

dass Qualitätsmanagement eine 

elementare Aufgabe der Firmenführung 

darstellt, sei als Trend deutlich 

wahrnehmbar. 

Die Bedeutung des Qualitätsmanagements 

im Unternehmen wächst nach 

Meinung von Proalpha-CEO Verniaut gerade 

durch die Verknüpfung von ERP und 

CAQ. „Diese enge Verzahnung wird sich 

als ein wesentlicher Bestandteil der digitalen 

Transformation in der Fabrik durchsetzen.“ 


Sprachliche Ungenauigkeit 

Was bedeutet „Rückruf“? 

Die Folge unsicherer Bauteile kann ein Rückruf sein. Doch dieser Begriff wird 

aus juristischer Sicht nicht immer korrekt verwendet. Die sprachliche Ungenauigkeit 

zeigt sich dann im Lieferantenregress und kann Auswirkungen darauf haben, ob 

Versicherungsschutz in Betracht kommt oder nicht. 

Wenn es mal dicke kommt, kommt es meistens 

dicker: Mangelhafte Stückzahlen beim Kunden, 

die über das „akzeptable“ Grundrauschen hinausgehen, 

haben häufig komplexe Folgen. Je nach 

Industrie und Vertragswesen findet man sich (als Lieferant) 

schnell in komplizierten Abläufen des Kostenregresses 

wieder – mal ganz abgesehen von der stets 

umfangreichen Klärung der technischen Ursachen 

und Abstellmaßnahmen sowie der Verantwortung 

hierfür. 

Im Extremfall geht der Kunde in den Markt: Er 

warnt oder ruft zurück, still oder öffentlich. Teilweise 

aus Image- oder Qualitätsmarkengründen, teils aber 

auch aus Sicherheitsgründen. Im Lieferantenregress 

wird dann gerne alles in einen Topf geworfen und mit 

einem Alles-oder-nichts-Ansatz die aufkommenden 

Kosten moniert. Schließlich hat aus Kundensicht der 

Lieferant mit seinem mangelhaften Bauteil die Ursache 

für die Maßnahme gesetzt – ob sie nun „übertrieben“ 

war oder nicht. 

Spätestens dann wird sich der Lieferant mit seiner 

Versicherung auseinandersetzen – was er aufgrund 

entsprechender Obliegenheiten aus dem Versicherungsverhältnis 

schon deutlich eher tun sollte – und 

die Frage klären müssen, ob denn eine passende Versicherung 

vorliegt, was sie überhaupt deckt und welche 

Voraussetzungen es zu erfüllen gilt. Hierbei 

kommt oft zum Vorschein, dass der Begriff des 

„Rückrufs“ auf technischer Ebene für nahezu alle 

proaktiven Marktmaßnahmen genutzt wird – auf 

Kunden- wie auch Lieferantenseite. Die Versicherer 

und Juristen haben diesbezüglich aber ein deutlich 

anderes Verständnis. 

Der Rückruf ist beispielsweise in § 2 Nr. 26 ProdSG 

definiert als „jede Maßnahme, die darauf abzielt, die 

Rückgabe eines dem Endverbraucher bereitgestellten 

Produkts zu erwirken“. Die Funktion des Rückrufs als 

solche ist hingegen nicht direkt definiert. Aus den 

entsprechenden Folgevorschriften des ProdSG (z.B. § 

6 Abs.2 ProdSG) sowie in zivilrechtlicher Sicht aus 

der Rechtsprechung zu § 823 Abs. 1 BGB (der die 

entsprechende Rechtsgrundlage für Pflicht zu 

Marktmaßnahmen bildet) ergibt sich, dass der 

„Rückruf“ im rechtlichen Sinne als Gefahrbeseitigungsmaßnahme 

verstanden wird, nicht als Mittel 

zur Imagepflege. 

Es ist nicht untersagt, Marktmaßnahmen zur 

Imagepflege als Rückruf zu bezeichnen. Die Konsequenz 

dieser sprachlichen Ungenauigkeit zeigt sich 

vielmehr im eingangs 

erwähnten Regress, und 

dort oft (erst) bei der 

Aufarbeitung der häufig 

ernüchternden Versicherungslage. 

Die Musterbedingungen 

des Gesamtverbandes 

der 

Deutschen Versicherungswirtschaft 

(GDV), 

die nahezu allen deutschen 

Versicherungspolicen 

zugrunde liegen, 

definieren im Bereich 

der KFZ-Rückrufkostenversicherung 

den Rückruf 

als „die auf gesetzli- 

von Reusch Rechtsanwälte 

Daniel Wuhrmann 

cher Verpflichtung beruhende 

Aufforderung […] 

rechtlichen Themen. 

liefert regelmäßige Beiträge zu 

an KFZ-Halter, ihre Fahrzeuge 

[…] zu bringen 

www.reuschlaw.de 

[…]“. Mit dem Verweis 

auf die gesetzliche 

Grundlage schließt sich der Kreis zur Gefahrbeseitigungsmaßnahme, 

umfasst allerdings in Ausnahmefällen 

– insbesondere in den USA – auch den Rückruf 

wegen technischer Non-Compliance. 

Was hilft diese Erkenntnis? Sie ist ganz entscheidend 

für das Verständnis, ob überhaupt Versicherungsschutz 

in Betracht kommt oder nicht. Zudem 

hilft sie, in Diskussionen mit dem Kunden die Rechtsgrundlage, 

auch im Verhältnis Kunde-Lieferant, besser 

einordnen und diskutieren zu können. Passen Vertragsinhalte 

im Kundenverhältnis auf der einen und 

Versicherungslage auf der anderen Seite nicht zueinander, 

gibt dies zudem Anlass, über etwaige Anpassungen 

beider nachzudenken. 

Alles was Recht ist 

Bild: Reusch Rechtsanwälte 


» MANAGEMENT 

Kooperationsprojekt QI-Digital gestartet 

Deutschland denkt 

Qualitätssicherung digital 

Die deutsche Qualitätsinfrastruktur soll digital werden, also Standardisierung, 

Normen- und Messwesen, Prüfdienstleistungen, Akkreditierung sowie die 

Zertifizierung des Qualitätsmanagements. Die beteiligten Akteure haben 

kürzlich für das Projekt QI-Digital den Startschuss gegeben. 

» Sabine Koll 

Professor Frank Härtig, 

Vizepräsident der PTB 

(groß im Bild) gehörte 

zum Kreis derer, die 

den Startschuss für 

QI-Digital gaben. 

Bild: exentia/stock.adobe.com/Quality Engineering 

„Wir sehen die Qualitätsinfrastruktur als ganz wesentlichen 

Baustein des Qualitäts-Ökosystems und 

damit letztlich auch für die Wettbewerbsfähigkeit 

der Unternehmen im Land sowie für die Menschen 

im Hinblick auf Verbraucherschutz und Sicherheit“, 

sagte Ole Janssen, Leiter der Unterabteilung „Innovations- 

und Technologiepolitik“ im Bundesministerium 

für Wirtschaft und Energie (BMWI) zu Beginn der 

virtuellen Podiumsdiskussion, mit der QI-Digital 

während der Hannover Messe im April 2021 gestartet 

wurde. „Messwesen, Normen und Standardisierung, 

Konformitätsbewertung sowie Akkreditierung 

müssen im digitalen Zeitalter auf der Höhe der Zeit 

sein. Dafür brauchen wir die Digitalisierung innerhalb 

der einzelnen Organisationen der Qualitätsinfrastruktur, 

aber wir brauchen durch die hohe Komplexität 

auch die Teamleistung der Akteure“, so Janssen 

weiter. Das BMWI hat für QI-Digital die Bundesanstalt 

für Materialforschung und -prüfung (BAM), 

die Deutsche Akkreditierungsstelle (Dakks), das Deutsche 

Institut für Normung (DIN), die Deutsche Kommission 

Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik 

(DKE) und die Physikalisch-Technische Bundesanstalt 

(PTB) an einen Tisch gebracht: 

Doch was genau steckt hinter QI-Digital? Dakks- 

Geschäftsführer Dr. Stephan Finke verwies auf die 


Digitalisierung von Akkreditierungen und Kalibierscheinen: 

„Der digitale Kalibrierschein dient künftig 

nicht nur dem Nachweis der meteorologischen Rückführung, 

sondern er bietet durch die Maschinenlesbarkeit 

deutlich mehr Möglichkeiten. Dieses Projekt 

ist schon sehr weit fortgeschritten.“ 

„Digitale maschinenlesbare Zertifikate und Cloud- 

Lösungen wie die Metrology Cloud sind nur der Anfang“, 

machte Professor Frank Härtig, Vizepräsident 

der PTB, klar. „Wir müssen auch die komplexen Prozessabläufe 

hinter der funktionierenden Qualitätsinfrastruktur 

schneller, effizienter 

und agiler machen. Digitalisierung 

ist daher nur die notwendige 

Voraussetzung.“ Auch 

die Produkte und Dienstleistungen 

entwickeln sich laut 

Härtig im Zuge der Digitalisierung 

rasant weiter. „Das stellt 

auch die Messtechnik vor neue 

Herausforderungen. So erhalten nicht nur einzelne 

Messgeräte Anbindung ans Internet, sondern es greifen 

auch ganze Systeme ineinander – wie etwa bei 

Smart Production. Diese basieren auf hunderten oder 

gar tausenden vernetzter Messgeräte.“ 

Daneben befasst sich die PTB mit dem Einsatz von 

Künstlicher Intelligenz (KI) – im Rahmen von QI-Digital 

zunächst bei Medizinprodukten. Dabei geht es 

um die Vertrauenswürdigkeit und Verlässlichkeit der 

KI-Verfahren. „Nur so kann aus KI Made in Germany 

ein international anerkanntes Qualitätssiegel werden, 

das auf unseren europäischen Rechtsstandards 

beruht – und damit diese Produkte weltweit konkurrenzfähig 

macht“, so Härtig. 

„Die deutsche Industrie ist sehr innovativ, auch 

was die Entwicklung digitaler Verfahren und Produkte 

betrifft. Damit diese am Markt angenommen werden, 

braucht es Vertrauen in deren Sicherheit – denn 

erst Sicherheit macht Märkte. Dafür benötigen wir 

eine moderne und effiziente Qualitätssicherung – 

und das ist die Vision von QI-Digital“, bestätigte 

auch BAM-Präsident Professor Ulrich Panne. „Es ist 

unser Ziel, praxisnahe Lösungen für die Bedarfe der 

Wirtschaft zu entwickeln.“ Er nannte das Beispiel der 

Qualitätssicherung in der additiven Fertigung. Hier 

baut die BAM gemeinsam mit den Partnern im Rahmen 

von QI-Digital ein offenes Kompetenzzentrum 

für kleine und mittlere Unternehmen auf, bei dem die 

gesamte Messkette abgebildet wird. Denn gerade 

diese Zielgruppe benötige praktikable und kostengünstige 

Lösungen. Panne: „Diese Beispiel zeigt den 

gesamtheitlichen Ansatz des QI-Digital-Konsortiums 

über die technische Entwicklung über die Entwicklung 

smarter Standards bis hin zur Zertifizierung.“ 

»QI-Digital schafft die 

Basis für eine moderne 

und effiziente 

Qualitätssicherung.« 

Professor Ulrich Panne, BAM 

Auch Christoph Winterhalter, Vorsitzender des 

DIN-Vorstands betonte, QI-Digital gemeinsam mit 

der Industrie voranbringen zu wollen. Daher werde es 

neue, angepasste Normen für Meteorologie, Akkreditierung 

und Konformitätsbewertung geben. „Wir 

müssen es schaffen, die Digitalisierung und die Entwicklung 

der Qualitätssicherung organisations- und 

ressortübergreifend zu gestalten – auf internationaler 

Ebene“, sagte Winterhalter. „QI-Digital kann zum 

Game-Changer von vielen weiteren Themen werden 

–- etwa der Umsetzbarkeit des Lieferkettengesetzes 

oder der Circular Economy. 

Denn wir wissen, wie man im 

Digitalen Qualität sicherstellt. 

Insofern ist QI-Digital eine 

Einladung an alle Stakeholder 

in Deutschland und in Europa, 

uns zum Vorreiter im Handling 

der digitalen Transformation 

zu machen. Es geht darum, 

auch in der digitalen Welt Qualität zu sichern und 

damit Vertrauen in neue Technologien zu schaffen.“ 

„Wenn Anwendungen und Produkte sowie Produktprüfungen 

voll digital ablaufen, muss natürlich 

auch die Norm folgen und komplett digital vorliegen“, 

ergänzte DKE-Geschäftsführer Michael Teigeler. 

Man arbeite seit einiger Zeit an der Digitalisierung 

der Normung und habe gemeinsam mit dem 

DIN die Initiative digitaler Standard (Ides) gegründet. 

Die Idee dahinter: Weg vom bedrucktem Papier hin 

zu digitalen Inhalten, die in Datenbanken liegen. Teigeler: 

„Man könnte fast sagen: Die Anwendung von 

Normen ist dann erst erfolgreich, wenn man das fertige 

Produkt in den Händen hält und die Norm darin 

eingeflossen ist, ohne dass man es gemerkt hat.“ 

Webhinweis 

Wie das digitale Kalibrierzertifikat und 

der digitale Workflow für metrologische 

Dienstleistungen funktionieren, zeigt die 

PTB in diesen beiden Videos: 

http://hier.pro/iBrBH 

http://hier.pro/LVmW9 


» MANAGEMENT » Interview 

Dr. Ralf Christoph, Werth Messtechnik 

„Wir machen Computertomo graphie 

wirtschaftlicher“ 

Durch die Corona- und die Automotive-Krise verbuchte Werth im vergangenen Jahr 

erstmals seit langem kein zweistelliges Umsatzplus. Doch allmählich zieht die 

Nachfrage laut Geschäftsführer Dr. Ralf Christoph wieder an. Vor allem im Geschäft 

mit der Computertomographie (CT) spiele die Musik. 

» Sabine Koll 

Herr Dr. Christoph, wie sah bei Werth 

das vergangene Geschäftsjahr aus? 

Welchen Einfluss hatte die Corona- 

Pandemie auf das Geschäft? 

Durch die Krise im Automobilbereich und 

die ersten Auswirkungen von Covid 19 

können wir für 2020, anders als in den Jahren 

davor, leider keine zweistelligen Zuwachsraten 

vermelden. Durch die gute 

Ausgangslage war es uns jedoch möglich, 

die Effekte weitgehend zu kompensieren. 

Eine besondere Herausforderung stellten 

die Einschränkungen durch das Stornieren 

praktisch aller Messen dar. Auch unsere 

Service-Aktivitäten waren durch Reiseund 

Zugangsbeschränkungen behindert. So 

dürfen zum Beispiel unsere chinesischen 

Mitarbeiter noch immer nicht für Schulungen 

zu uns nach Deutschland einreisen. 

Auch wir mussten einiges mit Kurzarbeit 

kompensieren. Positives kann man der gesamten 

Situation sicher kaum abgewinnen. 

Gibt es Unterschiede in Bezug auf die 

globalen Märkte und auf einzelne 

Branchen? 

Werth-Geschäftsführer Dr. Ralf Christoph treibt die Weiterentwicklung der Röntgen-CT weiter 

voran. Dazu gehört auch die Möglichkeit der Simulation mit der Messsoftware Winwerth. 

Bild: Werth 

Insbesondere das internationale Geschäft 

ist durch die globalen Beschränkungen 

hinsichtlich Reisen und anderer Aktivitäten 

stark behindert. Das Inlandsgeschäft 

ist bei uns weniger betroffen, nicht zuletzt 

durch Zuwachs im Bereich CT. 

Welches sind die wichtigsten Märkte 

für Werth? 


Deutschland ist nach wie vor unser größter 

Einzelmarkt. Dahinter folgen gleichauf 

China und die USA. Das US-Geschäft lief 

vor allem vor der Corona-Pandemie sehr 

gut, wurde in den vergangenen zwölf Monaten 

natürlich leicht ausgebremst, zieht 

nun aber wieder an. Der chinesische 

Markt ist im Moment noch relativ ruhig. 

Wir sind aber optimistisch, dass er bald 

wieder anziehen wird. 

Wie haben sich Umsatz und Auftragseingang 

in den ersten Monaten 

2021 entwickelt? 

Wir haben den Eindruck, dass 

die Talsohle zwischenzeitlich 

durchschritten ist und es langsam 

wieder etwas aufwärts 

geht. 

Wie nehmen Sie im Moment die Nachfrage 

aus der Automobilindustrie wahr? 

Welchen Stellenwert hat die Branche 

für Werth? Welche Ihrer Lösungen sind 

für den Strukturwandel zur E-Mobilität 

geeignet? 

Prinzipiell sind hierfür sowohl Multisensorik 

als auch CT geeignet. Die Automobilindustrie 

hat jedoch in der letzten Zeit 

sehr zurückhaltend investiert, es kommen 

dennoch einzelne Projekte die mit der 

Umstellung auf Elektroantriebe zusammenhängen. 

Insgesamt sind wir jedoch 

unter den gegebenen Bedingungen froh, 

dass wir nicht so stark von der Automobilwirtschaft 

abhängig sind. 

Ist die Nachfrage aus der Medizintechnik 

gestiegen? 

Die Nachfrage im Bereich Medizintechnik 

steigt seit einigen Jahren. Mit der Coronakrise 

hat dies wahrscheinlich weniger 

zu tun. Im Gegenteil – es gab auch in 

dieser Branche negative Effekte durch die 

Pandemie. Viele medizinische Behandlungen 

wurden aufgrund von Vorsicht 

oder Beschränkungen nicht durchgeführt 

und somit ist die Nachfrage nach bestimmten 

Produkten gesunken. Insgesamt 

ist diese Branche jedoch ein Wachstumsmarkt. 

Welche anderen Branchen sind für Ihr 

Unternehmen wichtig? 

Unsere Koordinatenmessgeräte sind aufgrund 

ihrer Flexibilität im gesamten verarbeitenden 

Gewerbe vertreten. Neben 

der Medizintechnik und Automobilindustrie 

ist für uns die Telekommunikation 

und die Konsumgüterproduktion besonders 

wichtig. Der größte Anteil stammt 

jedoch von den vielen anderen Wirtschaftszweigen. 

»Wir reduzieren die Kosten beim 

CT-Betrieb kontinuierlich durch die 

Weiterentwicklung von röntgen - 

spezifischen Komponenten.« 

Die Messtechnik wandert in beziehungsweise 

an die Fertigung. Ist das ein 

Thema für Werth? Und was bedeutet 

das konkret für Ihre Messtechnik? 

Für einen großen Teil unserer Anwendungen 

trifft dies zu. Unsere Messgeräte werden 

in diesem Zusammenhang zum Beispiel 

durch Robotertechnik mit Fertigungsstraßen 

verbunden. Das Lösen von 

Problemen wie Verschmutzung und Temperaturschwankungen 

stellen hierbei besondere 

Herausforderungen dar. Auch ist 

die Bedienerphilosophie auf die Mitarbeiter 

in der Fertigung anzupassen. Insgesamt 

sind die Erwartungen der Anwender 

an die Inline-Messtechnik sehr hoch, zum 

Teil auch unrealistisch – auch wenn sich 

die Messgeschwindigkeit in der Koordinatenmesstechnik 

mit CT innerhalb weniger 

Jahre um circa den Faktor 10 erhöht hat. 

Ist Multisensorik ein Thema für die Fertigung? 

Wenn ja – welche Voraussetzungen 

müssen die Messgeräte in dem 

Fall erfüllen? 

Multisensorik ist insbesondere dann ein 

Thema, wenn es um das schnelle Messen 

ausgewählter Merkmale mit hoher Genauigkeit 

geht. Hier hat die Kombination 

zwischen verschiedenen optischen Sensoren 

und der konventionellen taktilen 

Messtechnik ihre Vorteile. Auch die Kombination 

der Multisensorik mit CT kommt 

zum Einsatz 

Bei der CT haben Sie sich in jüngster 

Zeit vor allem auf kleine Werkstücke 

fokussiert. Mit welchem Erfolg? 

Ja, wir haben uns in den vergangenen 

zwei Jahren bei Neuentwicklungen vorrangig 

auf kleinere CT-Geräte konzentriert. 

Wir haben hier Nachholbedarf gesehen, 

der sich hauptsächlich auf die 

Wirtschaftlichkeit der Systeme 

bezieht. Daher haben wir in 

der jüngsten Zeit insbesondere 

Geräte mit hoher Verfügbarkeit 

zum akzeptablen Preis 

realisiert. Mit unserem aktuellen 

Tomoscope XS FOV haben 

wir erneut einiges erreicht. 

Mit etwas mehr als 100.000 Euro liegt der 

Preis deutlich unter dem vergleichbarer 

Geräte. Genauigkeitsfragen wurden dabei 

entsprechend des Rufs unseres Unternehmens 

nicht vernachlässigt. 

Sie haben gemeinsam mit Partnern die 

Röhrentechnik optimiert. Sind hier oder 

bei anderen Komponenten noch weitere 

Fortschritte zu erwarten? 

Unsere bevorzugt eingesetzten Röntgenquellen 

zeichnen sich im Vergleich zu anderen 

durch etwa fünffache Leistung – 

und somit Messgeschwindigkeit – bei 

gleicher Auflösung aus. In den letzten 

Jahren haben wir uns auch auf Verschleißreduzierung 

konzentriert und 

konnten den Wartungszyklus für die 

meisten Varianten auf zwölf Monate, wie 

in der Koordinatenmesstechnik üblich, 

verlängern. Durch Reduzierung der Stillstandszeiten 

und der Serviceaufwände 

trägt dies zur Kostensenkung bei. Der 

Schwerpunkt liegt sicher auch für die Zukunft 

in der Weiterentwicklung der röntgenspezifischen 

Komponenten. 

Inwiefern ist die Simulation bei CTs 

mittlerweile ein Thema für die Kunden? 

Was bieten Sie hier an? 

In der aktuellen Version unserer Messsoftware 

Winwerth, die gerade in den 


» MANAGEMENT » Interview 

Markt eingeführt wird , ist die weitgehend 

vollständige Simulation der CT integriert. 

Dies dient unter anderem dazu, 

schon bei der Offline-Programmierung 

die verschiedenen Effekte zu visualisieren. 

Ausgehend von zum Beispiel CAD- 

Daten kann der Anwender den Einfluss 

der Parameter-Einstellung bewerten. Im 

Ergebnis sind die Programme für das 

Koordinatenmessgerät mit CT fertig, bevor 

die ersten Werkstücke produziert 

werden. 

Eines der neuen Produkte 

von Werth ist 

das Koordinatenmessgeräte 

Scopecheck FB, 

das nun mit drei unabhängigen 

Z-Achsen zur 

Verfügung steht. 

Auch andere Unternehmen haben den 

CT-Bereich in den vergangenen Jahren 

aus- beziehungsweise aufgebaut. 

Wächst der Markt für CTs? Wenn ja, für 

welche Anwendungsfelder vor allem? 

Bild: Werth 

Wir waren zwar im Jahr 2005 die ersten 

mit einem speziell für die Koordinatenmesstechnik 

entwickelten Gerät mit 

Röntgen-CT, allein bleibt man bei so einer 

Technik jedoch leider nie. Der Wettbewerb 

befruchtet allerdings auch das Geschäft. 

Aus unserer Sicht wächst der 

Markt für Koordinatenmesstechnik mit CT 

in vielen Feldern, insbesondere aber im 

Bereich der Kunststofffertigung. 

Die Qualitätssicherung additiv gefertigter 

Bauteile ist ein Bereich, in dem 

CTs ihre Vorteile ausspielen. Warum ist 

das so aus Ihrer Sicht? 

Die additive Fertigung und die Koordinatenmesstechnik 

mit Röntgen-CT könnte 

man gut als Zwillinge bezeichnen. Beide 

Technologien bieten die Besonderheit, 

dass komplexe Werkstücke nahezu ohne 

Einschränkungen produziert beziehungsweise 

gemessen werden können. Hinterschnitte 

und Hohlräume stellen kein nennenswertes 

Problem dar. Auch der Detaillierungsgrad 

der Werkstücke erhöht den 

Aufwand nur gering. Alternative Messtechnik 

mit vergleichbarer Qualität ist, 

zumindest für den Innenbereich der 

Werkstücke, aus unserer Sicht derzeit 

nicht verfügbar. Optische Verfahren sind 

für einige Fälle einsetzbar, jedoch aufgrund 

des Wirkprinzips etwas eingeschränkt. 

Mit Licht kann man nicht um 

die Ecke sehen. 

Vor allem in der industriellen Bildverarbeitung 

ist die Nutzung von Künstlicher 

Intelligenz (KI) bereits in der Praxis angekommen. 

Wo sehen Sie Potenzial für 

KI in der Messtechnik? 

Wir befassen uns seit einigen Jahren in 

Forschung und Entwicklung mit dem Thema 

Künstliche Intelligenz. Aktuell setzen 

wir KI zum Beispiel für Algorithmen im 

Bereich der Röntgen-CT ein, etwa für die 

Artefakte-Korrektur. Hier ist sicher in der 

Zukunft noch einiges zu erwarten. 

Auch Automation ist ein großes Thema 

für die Anwender in der Qualitätssicherung. 

In wie weit ist dies aktuell und 

künftig ein Thema für Werth? 

Wie vorhin schon erwähnt, ist die Integration 

unserer Koordinatenmessgeräte 

ein wichtiger Themenschwerpunkt. Insbesondere 

im Bereich der CT ist hier einiges 

in Bewegung. 

Wo sehen Sie den Platz von Werth in 

einem Markt, in dem die größten Player 

durch Zukäufe weiter wachsen? Eröffnet 

das für Sie neue Chancen? 

Wir haben es in den vergangenen Jahren 

geschafft, auch ohne Zukäufe meist mit 

zweistelligen Raten zu wachsen. Innovationen 

und das flexible Eingehen auf Kun- 

denwünsche sind oft wichtiger als die Unternehmensgröße. 

Wir prüfen auch regelmäßig, 

ob Akquisitionen für uns infrage 

kommen. Doch sind wir dabei vorsichtig, 

weil es im Zuge der Integration eines neuen 

Unternehmens immer zu Reibungsverlusten 

kommt. Für die Innovationsrate 

insgesamt bleibt es wichtig, wirtschaftliche 

Rahmenbedingungen so zu gestalten, 

dass mittelständische Unternehmen gestärkt 

werden. Wir hoffen, dass die Politik 

hier die richtigen Wege geht. 

Die Control fällt in diesem Jahr erneut 

aus. Was sind Ihre beiden wichtigsten 

Neuentwicklungen, die Sie dort vorgestellt 

hätten? 

Die Absage der Control bedauert das 

Werth-Team sehr. Als „Messeneuheit“ 

bringen wir jetzt zwei Messgeräte auf den 

Markt. Zum einen gibt es eine neue Version 

des Tomoscope XS FOV, also eines 

kompakten Geräts mit CT. Hier haben wir 

insbesondere wieder die Anforderungen 

an das Preis-Leistungsverhältnis berücksichtigt 

und sowohl die Leistung als auch 

die Auflösung verbessert. Im Bereich der 

Multisensor-Koordinatenmesstechnik 

gibt es mit dem neuen Scopecheck FB außerdem 

ein Gerät mit drei unabhängigen 

Z-Achsen. Hierdurch ist der ergonomische 

Einsatz verschiedener Sensorprinzipien 

gewährleistet. 


Fachkräftesicherung 

Personalmangel 

erfordert Umdenken 

Noch immer herrscht in Deutschland Fachkräftemangel – aus 

verschiedenen Gründen. Um diesem zu begegnen, müssen 

Unternehmen sich auf vielfältige Bewerbergruppen einlassen 

und den einzelnen Arbeitsplatz attraktiv gestalten. 

Deutschlandweit fehlt es an Fachkräften, 

speziell in den MINT-Berufen 

(Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft 

und Technik) und dem Gesundheitswesen. 

Aber auch im Handwerk und im 

Maschinenbau herrscht Personalmangel. 

Ein Grund für die sich immer weiter zuspitzende 

Situation in Deutschland ist der 

demografische Wandel: Die geburtenstarken 

Jahrgänge der Nachkriegszeit gehen 

nun langsam in den Ruhestand, die nachrückende 

Anzahl jüngerer Arbeitnehmer 

ist dagegen wesentlich geringer. Ein weiteres 

Problem ist, dass heutzutage wesentlich 

mehr Schüler das Abitur machen 

und im Anschluss studieren wollen. Somit 

wird es in den Ausbildungsberufen immer 

schwieriger, geeignete Nachwuchskräfte 

zu finden und zu motivieren. 

Die Corona-Krise hat auch ihren Beitrag 

dazu geleistet, dass 2020 deutschlandweit 

die Anzahl der dualen Berufsausbildungen 

laut Statistischem Bundesamt 

um rund 9,4 % auf rund 465.200 zurückgegangen 

ist. 

Welche Potenziale zur Gewinnung von 

Fachkräften stehen zur Verfügung? Eine 

Möglichkeit ist die vermehrte Beschäftigung 

von Frauen. Aufgrund familiärer 

Strukturen arbeiten diese heutzutage 

teilweise gar nicht oder nur in Teilzeit. Die 

Mehrzahl dieser Frauen verfügt jedoch 

über eine ausgezeichnete Ausbildung, es 

fehlt aber an attraktiven Möglichkeiten 

der Vereinbarkeit von Familie und Beruf. 

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, 

jüngere Mitarbeiter von Know-how und 

Erfahrung der Älteren durch enge Zusammenarbeit 

voneinander profitieren zu lassen. 

Aber auch ungelernte Arbeitskräfte, 

Menschen mit Migrationshintergrund 

oder Behinderung sowie Menschen aus 

dem Ausland sollten noch stärker beachtet 

werden, indem sowohl von Seiten der 

Unternehmen wie auch der Regierung 

entsprechende Aus- und Umschulungsprogramme, 

Arbeitserlaubnis etcetera angeboten 

werden. 

Personal & Karriere 

Die Beratungsgruppe wirth + 

partner informiert regelmäßig 

über Personal und Karriere. 

www.wirth-partner.com 

Die Autorin: 

Sabine Zapf 

Es gibt unterschiedliche Wege, wie man 

dem Fachkräftemangel begegnen kann. 

Unternehmen müssen lernen umzudenken 

und sich sowohl auf vielfältige Bewerbergruppen 

einlassen, als auch den 

einzelnen Arbeitsplatz attraktiv gestalten, 

um den Mitarbeiter im Unternehmen zu 

halten beziehungsweise zu gewinnen. 

Bild: wirth + partner 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Topometric-Mitarbeiter Simon Koch bereitet 

die Messmittelüberwachung mit einem Kugelmaßstab 

vor. Dieser wird für die Prüfung an 

unterschiedlichen Positionen innerhalb des 

Messvolumens platziert. 

Bild: Topometric 

Messmittelüberwachungen für mehr Sicherheit 

Messmittel unter der Lupe 

Für eine dauerhaft verlässliche Aussagekraft von Messmitteln müssen diese 

hinsichtlich Qualität, Zuverlässigkeit und Einsatzfähigkeit regelmäßig überprüft 

werden. Damit wird sichergestellt, dass diese auch nach längerem Einsatz den 

angegebenen Herstellerspezifikationen entsprechen. 

Maren Röding 

Pressearbeit 

Topometric 

www.topometric.de 

Offizielle Zertifizierungen wie etwa ISO 9001 erfordern 

eine periodische Überprüfung der 

Messmittel. Bei vielen Anwendern hat sich dabei ein 

Zwei-Jahres-Rhythmus durchgesetzt. Bei besonders 

kritischen Anwendungen oder anfälligen Systemen 

wird jährlich geprüft. Für Geräte, die im Außendienst 

eingesetzt werden oder durch eine Spedition transportiert 

werden, sind ebenfalls kürzere Prüfabstände 

empfehlenswert. Ein Messmittel muss gemäß der 

Herstellerspezifikationen funktionsfähig und für die 

jeweilige Messaufgabe geeignet sein. Es gilt laut Zertifizierungs- 

und Akkreditierungsrichtlinien 

dann als funktionsfähig, wenn es 

regelmäßig und rückführbar überprüft 

wird. Für die meisten Messverfahren 

sind VDI/VDE oder DIN EN ISO-Normen 

vorgegeben. Dabei werden eindeutig definierte 

Merkmale wie Kugeldurchmesser 

mit den Grenzwerten der Messsystems 

verglichen. Ein Messmittel gilt als überwacht, 

wenn es die Grenzwerte einhält. 

Neben der formalen Funktionsfähigkeit muss das 

Messmittel auch für die jeweilige Aufgabe hinsichtlich 

der erforderlichen Präzision und Wiederholbarkeit geeignet 

sein. Korrekte Messungen brauchen sinnvoll aufeinander 

abgestimmte Messvorgaben und Messpläne. 

„Es ist bereits im Vorfeld die Zusammenarbeit mit erfahrenen 

Messspezialisten ratsam, welche die Planung 

der Messprozesse sowie die Erstellung von Vorgaben 

und Plänen beratend unterstützen“, erklärt Stefan Findeis, 

Abteilungsleiter Optische Messtechnik bei Topometric. 

Auf die Überprüfung optischer Systeme ausgerichtet, 

hat der Messdienstleister schon mehrere hundert 

Messgeräte unterschiedlicher Anbieter geprüft – 

sowohl Einzelsensoriken in der optischen Messtechnik 

als auch deren Verbund in automatisierten Messzellen. 

Bei einem Streifenlichtsensor zum Beispiel werden 

die Werte mit einem Kugelnormal mit den vom Her- 


MANAGEMENT « 

steller oder Betreiber bestimmten Grenzwerten verglichen. 

Die Überprüfung des Messsystems umfasst 

Sensor, Messvolumen und Kalibrierplatte. Für die 

Überwachung müssen gleichbleibende Umgebungsbedingungen 

gegeben sein. Dazu zählen Temperatur, 

Lichtbedingungen, Staub, Vibrationen. Die Topometric-Ingenieure 

starten mit einer Sichtprüfung der zu 

überprüfenden Elemente, sodass bestehende Probleme 

oder Unregelmäßigkeiten gleich zu Beginn bekannt 

sind und Lösungswege für spätere Anwendungen 

skizziert werden können. Es folgt die eigentliche 

Prüfung durch einen Prüfartefakt – also etwa einen 

Messbalken. Dieser wird in mehreren Messreihen in 

mindestens zehn unterschiedlichen Aufnahmepositionen 

gemessen. Diese Messdaten werden durch das 

in der Messgeräte-Software enthaltene VDI-Modul 

berechnet und mit den Soll-Daten verglichen. 

Bewegen sich die Daten innerhalb der vorgeschriebenen 

Grenzwerte, erstellt Topometric ein Zertifikat, 

das die erfolgreiche Überprüfung in Anlehnung an 

VDI/VDE 2634 (Blatt 1 für Photogrammetrie beziehungsweise 

Blatt 3 für Sensorik) bestätigt. In einem 

Überwachungsprotokoll, das zum Beispiel bei internen 

Audits als Zertifizierung herangezogen wird, 

werden die gemessenen Werte detailliert aufgeführt. 

Auf dem geprüften Messsystem wird ein Prüfsiegel 

angebracht, das die ordnungsgemäßen Zustand bestätigt. 

Damit die Überwachungen auf nationale 

Normen rückführbar sind, lässt Topometric die eigenen 

Prüfkörper regelmäßig durch ein akkreditiertes 

Dakks-Kalibrierlabor zertifizieren. 

Eigener Standard für 

Robotermesszellen 

Bei Robotermesszellen stimmt Topometric die jeweiligen 

Prüfanforderungen mit dem Anwender ab und 

führt diese zu einem individuell definierten Ablaufplan 

zusammen. Diese Vorgehensweise hat sich unter 

anderem bei der Prüfung großvolumiger Automatisierungsanlagen 

mit optischer Messtechnik für Flugzeugteile 

mit Abmessungen von 6 m x 4 m bewährt. 

„Bisher existiert für die Überwachung von optischen 

Messzellen mit Roboterführung keine verbindliche 

Norm. Wir haben deshalb dafür einen Topometric- 

Standard entwickelt, der sich an den Normen der 

VDI/VDE 2634 und DIN EN ISO 10360–2 orientiert“, 

erklärt Daniel Sigel, Teamleiter Messmittelüberwachung. 

Bevor die Messzelle überprüft wird, müssen 

die einzelnen Systemkomponenten wie Sensor, Kalibierobjekt, 

Photogrammetriesystem und Maßstäbe 

gemäß VDI/VDE überwacht worden sein. Für jede 

Messreihe erfolgt eine separate Photogrammetrie, 

wobei die Temperaturen aufgezeichnet werden und 

in die Auswertung einfließen. 

Zukunft sicher 

gestalten 

Die Welt sicherer, komfortabler und nachhaltiger 

zu machen, ist ein Kernbeitrag von 

Materialwissenschaft und Werkstofftechnik. 

Shimadzu Testmaschinen geben Forschung, 

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Gewissheit für belastbare Ergebnisse und das 

seit über 100 Jahren. Die heutigen Techno - 

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• Dynamische Materialprüftechnik 

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• High-Speed Kamera-Systeme 

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Bild: Pixel-Shot/stock.adobe.com 

Stromsparen ja oder nein, um die 

Kosten unter Kontrolle zu haben – 

in vielen Haushalten gibt es dazu 

widersprüchliche Meinungen. 

Eine Redaktion – zwei Meinungen 

Alles unter Kontrolle? 

In der Industrie sorgt die Überwachung von Messmitteln für mehr Sicherheit. 

Auch im Privatleben gibt es viele Gelegenheiten zu Kontrollaktionen. Doch 

sind diese immer sinnvoll? Die Redaktion von Quality Engineering hat dazu 

unterschiedliche Meinungen. 

Bild: Studioline Photography 

Sabine Koll, Redaktion 

Quality Engineering, 

bevorzugt das Chaos 

und plädiert für weniger 

die Kontrolle. 

Mein kreatives Chaos ist 

wenig kompatibel mit 

den regelmäßigen Kontrollmaßnahmen, 

die mein Mann 

in vielen Bereichen für das 

Überleben für absolut notwendig 

hält. Das Auto einmal 

im Jahr in die Inspektion zu 

bringen, sehe ich ja noch ein – 

aber auch nur, weil es am Ende 

der Leasingzeit ansonsten finanzielle 

Einbußen gibt. Aber 

warum muss man zum Beispiel 

die Küchenmesser bitteschön 

in einem festen Rhythmus schärfen? Oder warum 

ohne Not überprüfen, ob der Akku im Zauberstab 

noch genügend Saft hat? Es reicht doch, wenn 

ich das Messer schärfe, wenn ich den Eindruck habe, 

dass das Zwiebelschneiden auch schon mal leichter 

von der Hand ging. Und wenn der Zauberstab mitten 

im Suppepürieren die Arbeit einstellt, dauert es mit 

dem Abendessen eben noch ein paar Minuten – bis 

der Akku wieder ein wenig Strom getankt hat. Es gibt 

vor allem im Arbeitsleben so viele feste Prozesse und 

Musts, dass ich in der Freizeit doch gerne ein wenig 

Chaos habe. Und notfalls sorgt der Kontrolletti an 

meiner Seite für Ordnung. 

Ein Freund von mir ist ein 

Kontrollfreak. Ein Lieblingsüberwachungsobjekt 

für 

ihn sind Steckerleisten. Er unternimmt 

mehr oder weniger 

regelmäßig Kontrollgänge 

durchs Haus, um sicherzugehen, 

dass jede Leiste ausgeschaltet 

ist, wenn die mit ihr Redaktion Quality 

Markus Strehlitz, 

verbundenen Geräte nicht in Engineering, hat 

Betrieb sind. Auch Geschirrspülmaschinen 

werden von im Freundeskreis. 

einen Kotrollfreak 

ihm einer ständigen Kontrolle 

unterzogen. Man kann sich 

stets darauf verlassen, dass er die verschmutzten 

Tassen oder Teller neu ordnet, nachdem ein Familienmitglied 

diese in die Maschine geräumt hat. Ziel ist 

es, das Gerät möglichst effizient zu nutzen. Sein 

Handeln hat leider auch immer etwas Erzieherisches 

und ist mit Lektionen in Sachen Energieeffizienz verbunden. 

Das nervt natürlich. Aber wenn man über die 

Oberlehrer-Attitüde hinweg sieht, muss man ihm 

Recht geben. Ich weiß nicht, ob es an dem Kontrollzwang 

liegt, aber mein Freund erhält in der Regel alle 

zwölf Monate Geld von seinem Energieversorger zurück. 

Und in Bezug auf Nachhaltigkeit hat er mit seiner 

Pedanterie auch die besseren Argumente. 

Bild: Tom Oettle 


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Ansprechpartner: Lisa Schreiber, Master of Science 

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» MANAGEMENT 

Funktionierende 

Konferenzsysteme 

sind eine wichtige 

Voraussetzung für 

Remote Audits. 

Bild: apinan/stock.adobe.com 

Audits aus der Ferne 

Neue digitale Realität 

Remote Audits gewinnen an Bedeutung – gepusht durch die aktuelle Krise. 

So lautet die Botschaft einer Konferenz und einer Studie der DQS zu dem Thema. 

In Kombination mit der Vor-Ort-Auditierung könnte ihnen die Zukunft gehören. 

» Markus Strehlitz 

Remote Audits sind der Beginn eines umfassenden 

Wandels“, sagte Ingo Rübenach, Sprecher 

der DQS-Geschäftsführung, auf der Konferenz Rem- 

Audit. Auf der virtuellen Veranstaltung diskutierten 

Experten auf Einladung der DQS drei Tage lang über 

die Möglichkeiten von Remote Audits – also Audits, 

die nicht vor Ort, sondern mithilfe von entsprechenden 

Technologien aus der Ferne durchgeführt werden. 

Mit seinem Statement machte Rübenach gleich 

zu Beginn deutlich, dass diese Form der Audits Teil 

des allgemeinen digitalen Wandels sind. 

Durch die Corona-Pandemie haben die Audits aus 

der Ferne einen großen Schub bekommen, wie DQS- 

Geschäftsführer Michael Drechsel hervorhob. „Remote 

Audits wurden innerhalb eines Jahres Teil einer 

neuen Realität“, so Drechsel. So habe die DQS allein 

im ersten Quartal 2021 in Zusammenhang mit dem 

Regelwerk IATF 16949 mehr als 2.500 Audit-Tage remote 

durchgeführt 

Wie sehr die Bedeutung von Remote Audits in den 

vergangenen Monaten angewachsen ist, belegt auch 

eine Umfrage der DQS. Bereits 2019 hatte das Zertifizierungsunternehmen 

seine Kunden zu Remote Audits 

befragt. Ein Jahr später wurde eine weitere Studie 

zu dem Thema durchgeführt. Dieses Mal richtete 

sich die Umfrage aber nur an Unternehmen, die 2020 

bereits ein Remote Audit ganz oder teilweise durchgeführt 

hatten. 

Das waren 150 Firmen, wie Frank Graichen berichtete, 

der die Studienergebnisse auf der DQS-Konferenz 

vorstellte. 37 % davon gaben an, Audits im Rahmen 

einer Zertifizierung vollständig remote umgesetzt 

zu haben. Bei 63 % war dies in Teilen der Fall. 

Für die meisten davon scheint dies funktioniert zu 

haben. Denn 80 % der befragten DQS-Kunden empfinden 

Remote Audits und Audits vor Ort als gleichwertig. 

9 % halten die Audits aus der Ferne sogar für 

besser. Als Vorteile nannten die Befragten unter an- 


derem, dass Remote Audits flexibler und zielführender, 

weniger kosten-, zeit- und energieintensiv sowie 

umweltschonender seien. 

Vor allem Unterstützungs-, Management- und 

Führungsprozesse sehen die Befragten als geeignet 

für eine Auditierung aus der Ferne. Das Gleiche gilt 

für administrative und vollständig digitalisierte Prozesse. 

Die Studie zeigt aber auch die Grenzen von Remote 

Audits. So sehen die Studienteilnehmer zum Beispiel 

komplexe Fertigungsprozesse dafür als ungeeignet. 

Auch Fälle, in denen Begutachtungen vor Ort 

notwendig sind, kommen für Remote Audits eher 

nicht in Frage. 

Zudem zeigt die Umfrage auch, dass bestimmte 

Voraussetzungen gegeben sein müssen. Dazu zählen 

etwa geeignete Technik und eine passende Infrastruktur 

wie zum Beispiel funktionierende Konferenzsysteme. 

Auch müsse die Informationssicherheit 

gewährleistet sein. 

Graichen geht daher davon aus, dass Remote Audits 

die herkömmliche Form nicht vollständig erset- 

Digital Quality Space 

Am 24. Juni lädt die DQS zum Online-Kongress Digital 

Quality Space 2.0 – dem Treffpunkt rund um 

Prozesse, Managementsysteme, Normen und Audits. 

Zielgruppe sind Geschäftsführer, Verantwortliche 

für Managementsysteme und interne Audits 

sowie Produktions- und Werkleiter. 

Infos und Anmeldung: 

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zen werden. Stattdessen sieht er hybride Audits als 

optimale Variante. Dabei werden Audits aus der Ferne 

und solche vor Ort miteinander kombiniert. „Hybride 

Audits gewinnen an Zustimmung und könnten 

ein Zukunftsmodell sein“, so Graichen. 


IM FOKUS » Automatisierung 

Bild: Wenzel 

Automatisierte Lösungen 

gewährleisten, dass 

Fehlerquellen frühzeitig 

identifiziert werden. 

Automatisierungstrends 

Effizienz auch 

bei Losgröße 1 

Die Automatisierung in der Messtechnik schreitet weiter voran, wie 

eine Umfrage unter Branchenexperten zeigt. Selbst bei kleinere Losgrößen 

können entsprechende Technologien Nutzen bringen. Gefordert 

sind dafür einfache und flexible Lösungen. Und die Anbieter arbeiten 

daran, dass diese auch ohne großen Aufwand einsetzbar sind. 

» Markus Strehlitz und Sabine Koll 


Die Nachfrage nach Automatisierungslösungen 

in der Messtechnik wächst. Das ist die einhellige 

Meinung von Experten, wenn sie zu diesem Thema 

befragt werden. „Früher wurden im Messraum einzelne 

Teile unter optimalen Bedingungen gemessen“, 

sagt etwa Thomas Werner Leiter des Produktmanagements 

bei Wenzel. „Inzwischen wird viel mehr gemessen, 

die Toleranzen werden enger und die Serienproduktion 

immer perfekter.“ Die Anbieter müssten 

im Wettbewerb unter hohem Kostendruck perfekt 

Teile mit geringer Varianz herstellen. 

Mit einer automatisierten Qualitätssicherung tragen 

viele Unternehmen diesen Anforderungen Rechnung. 

Für den wirtschaftlichen Erfolg im Produktionsumfeld 

spiele diese eine zentrale Rolle, so Carsten 

Reich, Director Automation bei GOM. „Automatisierte 

Lösungen gewährleisten, dass Fehlerquellen frühzeitig 

identifiziert und zuvor definierte Qualitätsanforderungen 

an ein Produkt erfüllt werden.“ Das Risiko 

der Ausschussproduktion und Stillstände in der 

Produktion würden entsprechend auf ein Minimum 

reduziert. 

Grundsätzlich lohne sich die Automatisierung, 

wenn ein Return On Investment (ROI) vorhanden ist, 

wie Jérôme-Alexandre Lavoie hervorhebt, Produktmanager 

bei Creaform. „Wenn beim Vergleich der 

manuellen Aufgaben, die durch Automatisierung ersetzt 

werden sollen, der ROI positiv ist, wird es interessant, 

auf Automatisierung umzusteigen.“ Dabei 

geht es nicht mehr nur um Massenproduktion. Auch 

bei kleineren Losgrößen ergeben automatisierte Lösungen 

einen Sinn. 

Effiziente Lösungen für 

die Werkstückbeschickung 

Gefordert seien dabei schnelle und sehr flexible Systeme 

wie zum Beispiel multisensorische Koordinatenmessgeräte, 

sagt Maximilian Wiedemann, der als 

Global Product Manager bei Zeiss Industrial Metrology 

für Koordinatenmesstechnik zuständig ist. Er berichtet, 

dass Zeiss etwa bei der Werkstückbeschickung 

der Messgeräte auch bei geringen Losgrößen 

effiziente Automatisierungslösungen bereit stelle. 

„Hierzu werden beispielsweise fahrerlose Transportsysteme 

eingesetzt, die bedarfsgerecht die richtigen 

Werkstücke am entsprechenden Messgerät bereitstellen.“ 

Auch nach Meinung von Lavoie spreche die zunehmende 

Individualisierung der Fertigung nicht gegen 

die Automatisierung in der Messtechnik. Die heutigen 

Lösungen könnten problemlos die Produktion 

mit geringen Stückzahlen bei vielen verschiedenen 

Bauteilen bewältigen. „Selbst bei kleineren Losgrößen 

können hochqualifizierte Techniker, die, anstatt 

ein Teil selbst zu messen, einem Roboter diese Aufgabe 

übertragen, dazu beitragen, einen Mehrwert 

für ihr Unternehmen schaffen.“ 

Doch ein Selbstläufer ist die Automatisierung 

in diesen Fällen nicht. Zwar ist es AUSWAHL 

für die Messlösung laut Werner erst einmal 

unerheblich, ob immer die gleichen 

Firmen können bei 

ihren Automatisierungsprojekten 

auf System - 

oder verschiedene Teile gemessen werden. 

„Für jedes zusätzliche Teil werden 

integratoren oder 

jedoch neue Messprogramme oder 

Komplett lösungen der 

Werkstückaufnahmen benötigt. Der gesamte 

Prozess muss automatisierbar sein. 

Hersteller setzen. 

Das setzt zumindest eine gewisse Ähnlichkeit 

der Bauteile voraus, damit das Messsystem, der 

Messbereich und die Sensorik passen.“ 

Programmierung auf Knopfdruck 

Grundsätzlich müssen auch die eingesetzten Technologien 

bestimmte Anforderungen erfüllen, wenn Automatisierungsprojekte 

erfolgreich gestaltet werden 

sollen. Dazu zählt unter anderem die einfache Bedienbarkeit 

beziehungsweise Nutzbarkeit der eingesetzten 

Systeme. Dies ist laut Lavoie der Schlüssel 

zur Einführung der Automatisierung in der Qualitätssicherung. 

„Um diesem Bedarf gerecht zu werden, 

wird eine digitale Off- und Online-Programmierung 

hierbei nun eher zu einem Muss als ein Nice to have“, 

so der Creaform-Manager. Als Beispiel nennt er den 

hauseigenen robotergeführten 3D-Scanner Metrascan-R, 

der inklusive der Software mit integrierter Of- 

Bild: Creaform 

Jérôme-Alexandre 

Lavoie, Creaform, sieht 

die einfache Nutzbarkeit 

der eingesetzten 

Systeme als Schlüssel 

zur Einführung der 

Automatisierung in der 

Qualitätssicherung. 



Anbieter wie GOM 

versprechen, dass 

Anwender keine Ro - 

boterfachkenntnisse 

mehr benötigen. 

Bild: GOM 

Algorithmen helfen beim 

Closed Loop 

Wie wichtig das Thema Automatisierung für die Anbieter 

ist, zeigt sich etwa darin, dass sich bei Wenzel 

sogar eine eigene Task Force darum kümmert. „Unsere 

Messmaschinen sind bereits für den Einsatz in Fertigungslinien 

und Automationslösungen vorgerüstet“, 

so Werner. 

Zeiss sieht sich bei diesem Thema als Gesamtlösungs-Anbieter. 

„Die Automatisierung erfolgt aus einer 

Hand“, sagt Wiedemann. Die Kunden erhielten 

mit Zeiss einen Ansprechpartner, „der die Kompatibiflineprogrammierung 

ein breites Spektrum an Anwendungen 

abdecken könne. 

Auch GOM-Mann Reich sieht eine einfache und 

schnelle Programmierung als Erfolgsfaktor. So erfolge 

etwa die Programmierung der Roboter in dem 

3D-Koordinatenmesssystem Atos Scanbox einfach 

auf Knopfdruck in einem virtuellen Messraum. Dieser 

bestehe aus Roboter, Sensor, Kollisionselementen, 

Bauteil sowie Messplan und berechne für sämtliche 

Prüfmerkmale und CAD-Oberflächen die erforderlichen 

Sensorpositionen und Roboterpfade. „Der Anwender 

benötigt keine Roboterfachkenntnisse.“ 

Endnutzer bleibt in der 

Verantwortung 

Wenn es darum, die Automatisierung im Unternehmen 

umzusetzen, kommen traditionell Systemintegratoren 

ins Spiel. Sie kümmern sich um das Zelldesign, 

den Materialaufbau, die Installation, die Programmierung 

und die Schulung. In den vergangenen 

Jahren gibt es laut Lavoie aber die Entwicklung, dass 

die Hersteller von Messgeräten schon schlüsselfertige 

Lösungen entwickeln. Diese würden direkt vom 

Hersteller der Messtechnik aufgebaut, sodass kein 

Systemintegrator erforderlich ist. 

Doch er warnt: „In beiden Fällen wäre es ein Fehler 

zu glauben, dass die Endbenutzer keine Verantwortung 

tragen. Die Bereitstellung einer automatisierten 

Lösung innerhalb einer Organisation ist ein Projekt 

und erfordert eine gute Kommunikation mit allen 

Stakeholdern oder Mitarbeitern, die mit der Maschine 

interagieren.“ 

Auch Reich berichtet, dass schlüsselfertige Lösungen 

verstärkt nachgefragt werden. GOM habe auf 

diese Entwicklung reagiert. „Durch die Einfachheit 

der Systeme können die Anwender unsere automatisierten 

Messsysteme nach erfolgter Produktschulung 

selbst betreiben, teachen und damit messen.“ 

Wenzel-Experte Werner hat die Erfahrung gemacht, 

dass vor allem die Produktionsplaner in den 

Unternehmen die Ansprechpartner seien. „Wir als 

Messtechnik-Hersteller nehmen dann unsere Automatisierungspartner 

mit ins Boot. Die andere Variante 

ist, dass komplette Produktionslinien angefragt 

werden und wir als Partner für die Integration einer 

automatisierten Messzelle beziehungsweise Messmaschine 

verantwortlich sind.“ Die Automatisierungsprojekte 

sind laut Werner meist sehr individuell 

und unterliegen oftmals hohen Geheimhaltungsrichtlinien, 

da sich die Fertiger nicht in die Karten 

schauen lassen wollen. 


Maximilian Wiedemann von Zeiss setzt auf 

schnelle und flexible Systeme wie multisensorische 

Koordinatenmessgeräte. 

Bild: Zeiss 

Laut Carsten Reich von GOM reduziert die Automatisierung 

das Risiko der Ausschussproduktion und 

die Stillstände in der Produktion auf ein Minimum. 

Bild: GOM 

Bei Wenzel kümmert sich eine Task Force um das 

Thema Automatisierung, wie Thomas Werner berichtet. 

Bild: Wenzel 

lität aller Komponenten sicherstellt und den reibungslosen 

Ablauf der Automation gewährleistet“. 

Ist eine Automatisierungslösung erst einmal umgesetzt, 

gilt es für Unternehmen, daraus den entsprechenden 

Nutzen zu ziehen und die Produktion zu 

optimieren. Ein langfristiges Ziel könnte dann auch 

der Closed Loop sein – also die Mess- und Prüfergebnisse 

wieder in den Fertigungsprozess zurückzuspielen, 

um gegebenenfalls nachzusteuern. 

Das Konzept wird seit einiger Zeit in der Branche 

diskutiert, ist für viele Anwenderunternehmen aber 

derzeit sicherlich noch eher ein Thema für die Zukunft. 

Gleichwohl beschäftigen sich Anbieter wie 

Wenzel schon konkret damit. „Wir liefern die Soll- 

Ist-Abweichung an eine Statistik-Datenbank. Mit 

dem Ergebnis kann die Produktion dann entsprechend 

nachjustiert werden. Sind gewisse Eingriffsgrenzen 

erreicht, kann der Bediener reagieren“, erklärt 

Werner. 

Doch dies sei kein leichtes Unterfangen. „Es ist 

umso komplizierter, je komplexer das Bauteil ist.“ Eine 

Herausforderung ist es laut Werner, wenn Messund 

Produktionsmaschine unterschiedliche Koordinatensysteme 

und Achsen haben. Dafür würden Algorithmen 

benötigt, die bei der Umrechnung helfen, 

damit die Bearbeitungsmaschine umgestellt werden 

kann. „Der Aufwand hilft aber in jedem Fall die Fertigungsprozesse 

zu optimieren.“ 

Statistische Analysen im Qualitätsmanagement 

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statistische Problemstellungen: 

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Der 3D-Snapshot-Ssensor 

Surfacecontrol 3D 3500 

eignet sich für Geometrie-, 

Form- und Oberflächenprüfungen. 

Bild: Micro-Epsilon 

Neue Lasertriangulationssensoren für Oberflächenmessungen 

Die dritte Dimension 

Die optische Triangulation eignet sich für hochauflösende Geometrie- und Oberflächenmessungen 

an Bauteilen mit diffus-reflektierender oder hochglänzender 

Oberfläche. Neue 3D-Sensoren von Micro-Epsilon erfassen das Messobjekt per 

Single-Snapshot, sodass schnelle automatisierte Prüfungen möglich sind. 

Leonhard Geupel 

Vertrieb 2D/3D 

Optische Messtechnik 

Micro-Epsilon 

www.micro-epsilon.de 

Ihren Ursprung hat die geometrische Triangulation 

als Verfahren in der Geodäsie. Landvermesser haben 

bereits im Mittelalter ganze Staaten mit Dreiecksnetzen 

überzogen und so Flächen 

und Entfernungen bestimmt. Die hochpräzise 

Abstandsmessung mit optischer 

Triangulation basiert auf einem ähnlichen 

Prinzip: Dabei wird ein Lichtpunkt 

auf eine Oberfläche projiziert und 

gleichzeitig von einer Sensorzeile unter 

einem definierten Winkelversatz aufgenommen. 

Mit dem festen Abstand zwischen 

Projektor und Sensorzeile sowie der Position 

des Punktes auf der Sensorzeile lässt sich durch einfache 

Trigonometrie der Abstand zwischen Sensor 

und Oberfläche sehr genau bestimmen. 

Das Messprinzip der optischen Triangulation lässt 

sich auch auf zwei oder sogar auf drei Dimensionen 

übertragen. Dabei misst der Sensor nicht nur den Abstand 

zu einem einzelnen Punkt auf einer Oberfläche, 

sondern es werden die Abstände zu allen Oberflächenpunkten 

innerhalb des Messfelds simultan erfasst. 

Statt eines einzelnen Punkts wird dazu eine 

Folge verschiedener Streifenmuster auf die Oberflä- 


che projiziert. Kameras nehmen das Muster auf. Aus 

den Daten lässt sich dann eine 3D-Punktewolke berechnen. 

Nach diesem Prinzip arbeitet der neue Surfacecontrol 

3D 3500 von Micro-Epsilon: Ein Matrix- 

Projektor projiziert die Folge verschiedener Streifenmuster 

auf die Oberfläche des Messobjekts. Das diffus 

reflektierte Licht der Muster wird mit zwei Kameras 

erfasst. Aus den aufgenommenen Bildfolgen und 

der Kenntnisse der Anordnung der beiden Kameras 

zueinander und zum Projektor berechnet der zum 

Sensor gehörende Rechner die dreidimensionale 

Oberfläche des Prüfobjekts. 

Der Surfacecontrol 3D 3500 ist in zwei Versionen 

erhältlich, die entweder eine Fläche von 50 mm x 80 

mm oder von 120 mm x 75 mm vermessen können – 

und zwar sehr präzise: Die Genauigkeit der Höhenmessung 

in z-Richtung liegt je nach Modell bei 1 μm 

oder 2 μm, die Wiederholpräzision bei bis zu 0,4 μm. 

Webhinweis 

Mehr zum Snapshot-Sensor Surfacecontrol 3D 

3500 erfährt man in diesem Paper von 

Micro-Epsilon: 

http://hier.pro/4Zl5b 

Für Inline-Messungen 

mit hoher Geschwindigkeit 

Neben der hohen Präzision standen für Micro-Epsilon 

bei der Entwicklung zwei Eigenschaften besonders 

im Fokus. Da der Sensor vor allem für die Inline- 

Qualitätskontrolle eingesetzt werden soll, muss die 

Messung sehr schnell erfolgen. Außerdem ist die industrietaugliche 

Ausstattung wichtig, hierzu gehört 

unter anderem die einfache Integration in die Anwendung 

und passende Schnittstellen. Neben Gigabit 

Ethernet (Gige Vision/Genicam) sind auch Profinet, 

Ethercat und Ethernet/IP möglich. Hinzu kommen 

vier parametrierbare digitale I/Os, die sich beispielsweise 

als Trigger oder zur Ausgabe von Sensorzuständen 

verwenden lassen. Der kompakte vollintegrierte 

Sensor ist in einem industrieoptimierten Gehäuse 

untergebracht und kommt mit einer passiven 

Kühlung aus, wodurch die hohe Schutzart IP67 erreicht 

wird. Drei Montagebohrungen ermöglichen 

mit den passenden Zentrierhülsen die reproduzierbare 

Montage in der Anwendung. 

Zahlreiche Fertigungsprozesse arbeiten etwa im Sekundentakt. 

Entsprechend muss die 3D-Vermessung 

des Messobjekts in einer einzigen schnellen Aufnahme 

erfolgen. In dieser Zeit darf sich das Messobjekt nicht 

bewegen. Beim Surfacecontrol 3D 3500 sind die Projektion 

der bis zu 20 verschiedenen Streifenmuster 

und die Aufnahme durch die beiden Kameras je nach 

Messaufgabe in etwa 0,2 bis 0,4 s erledigt. Im Anschluss 

übernimmt der Rechner die Berechnung der 

3D-Punktewolke. Das Messobjekt kann dabei bereits 

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Die Software 3D-Inspect 

ist intuitiv zu 

bedienen und bietet 

dabei einen großen 

Funktionsumfang. 


Software für Parametrierung und 

Messdaten-Aufnahme 

Außerdem liefert Micro-Epsilon zusammen mit dem 

Sensor die Software 3D Inspect, die zur Sensorparametrierung 

und zur Umsetzung industrieller Messaufgaben 

dient. Die Software überträgt die Messdaten 

vom Sensor über Ethernet und stellt diese dreidimensional 

dar. Fertig definierte Messprogramme vereinfachen 

die Auswertung der Messdaten. Damit ist 

diese Software sehr leistungsstark und trotzdem sehr 

intuitiv zu bedienen. Umfassende Möglichkeiten für 

die Detektion und Analyse von Oberflächen hat der 

Anwender mit der Software Surfacecontrol Defmap3D. 

Sie beinhaltet alle Komponenten und Verfahren 

für die Einrichtung, Konfiguration und Auswertung 

für die Oberflächenprüfung. Der große Funktiweitertransportiert 

werden, um Platz für das nächste 

Werkstück zu machen. Pro Sekunde kann der Sensor 

bis zu 2,2 Mio. 3D-Punkte liefern. 

Die Punktewolke ist innerhalb 

einer Sekunde berechnet 

Die Verarbeitungszeit zu einer 3D-Punktewolke ist 

stark von den Messparametern und der Komplexität 

des Messobjekts abhängig. Dank eines optimierten 

Algorithmus für die Verarbeitung ist die Punktewolkenberechnung 

beim Surfacecontrol 3D 3500 in der 

Regel nach knapp 1 s abgeschlossen, so dass sich der 

Sensor sehr gut für Applikationen der Qualitätssicherung 

in Fertigungsprozessen eignet, in denen mit 

entsprechenden Taktraten produziert wird. 

Ein Beispiel für eine Anwendung, bei der eine automatisierte 

Inline-Geometrie-, Form- und Oberflächenvermessung 

notwendig ist, ist etwa die Leiterplattenfertigung, 

bei der die Ebenheit überprüft wird. 

Nach der Bestückung von Leiterplatten lassen sich 

mit dem neuen Sensor Bestückungsfehler erkennen. 

Typisch ist der sogenannte Tombstone-Effekt, bei 

dem sich kleine SMD-Bauteile während des Lötens 

aufrichten und dadurch nur auf einer Seite kontaktiert 

werden. Durch die 3D-Oberflächenmessung fällt 

dies sofort auf, da die Oberflächen von Bauteil und 

Leiterplatte nicht mehr exakt parallel zueinander 

sind. Die hierfür notwendige Präzision von wenigen 

Mikrometern kann der Surfacecontrol 3D 3500 sicherstellen. 

Auch bei dicht bestückten Leiterplatten 

werden solche Fehlbestückungen zuverlässig und 

schnell erkannt. 

Um den 3D-Sensor zu integrieren, stehen dem Anwender 

mehrere Möglichkeiten offen. Zunächst ist 

dies die Software 3D-View, die ein komfortables Benutzerinterface 

bereitstellt, mit dem die Surfacecontrol-Sensoren 

angesprochen werden können. Die 

Software ermöglicht die schnelle Inbetriebnahme 

und Evaluierung des Sensors. So können Parameter 

eingestellt und optimiert oder die korrekte Positionierung 

von Messobjekt und Sensor sichergestellt 

werden. Die Datenaufnahme kann direkt aus der 

Software gestartet werden. 

Bei der Nietprüfung 

erfasst der Surfacecontrol 

die Höhe und 

Verkippung sowie die 

Breite und Position 

des Niets. 


Der 3D-Snapshot-Sensor 

Surfacecontrol 3D 3500 

detektiert und bewertet 

Ausbrüche auf Kupplungsscheiben. 



onsumfang unterstützt gleichermaßen die Analyse 

von Einzelteilen, die Messung kleiner Serien sowie 

die robotergestützte Inspektion mehrerer Messfelder. 

Wenn der Anwender eine alternative Bildverarbeitungslösung 

verwendet oder selber entwickeln 

möchte, steht ein umfangreiches SDK zur Verfügung. 

Dieses basiert auf den Industriestandards Gige Vision 

und Genicam und stellt zahlreiche Funktionsblöcke 

zur Verfügung. Eine C/ C++/ C# Bibliothek mit zahlreichen 

Beispielprogrammen und Dokumentationen 

unterstützt bei der Softwareentwicklung. Der Zugriff 

auf den Sensor über Gige Vision ist auch ohne SDK 

mit einer Genicam-konformen Software von Drittanbietern 

möglich. 

Wenn es reflektiert 


Defekte unter einem 1 μm erkennt Reflectcontrol in einer Zeit von weniger 

als 2 s – hier am Beispiel eines Wafers. 

Gezielt für spiegelnde und glänzende Oberflächen eignet 

sich das hochgenaue 3D-Oberfächeninspektionssystem Reflectcontrol. 

Der Sensor erfasst Ebenheitsabweichungen im 

Bereich weniger Mikrometer. Er kann stationär zur Überwachung 

der Fertigungslinie oder für die Inline-Inspektion am 

Roboter eingesetzt werden. Hierzu wird ein Streifenmuster 

auf dem Display generiert, welches über die Oberfläche des 

Messobjekts in die Kameras des Sensors gespiegelt wird. 

Abweichungen auf der Oberfläche verursachen Verzerrungen 

im Streifenmuster, die mit der Software ausgewertet 

werden. Die Vorteile zeigen sich besonders in der zuverlässigen 

Detektion kleinster Defekte unter einem 1 μm und einer 

Inspektionsrate von < 2 s pro Messposition. Die Software-Anbindung 

erfolgt über das Micro-Epsilon 3D-SDK, 

basierend auf den Industriestandards Gige Vision und Genicam. 

Reflectcontrol basiert auf der gleichen Softwareplattform 

wie Surfacecontrol. 



Mit einem 3D-Sensor 

am Arm wird der Roboter 

zu einer flexiblen 

Messmaschine, die sich 

leicht an wechselnde 

Produkte und Umgebungen 

anpassen lässt. 

Bild: ABB 

Optische Messtechnik verkürzt die Zykluszeiten bei Benteler 

Roboter mit Argusaugen 

Der Automobilzulieferer Benteler hat sich in seinem Werk im spanischen Vigo 

von der klassischen Koordinatenmessmaschine verabschiedet und setzt auf 

optische Messtechnik. Ein Roboter des Herstellers ABB mit einem 3D-Weißlichtsensor 

am Arm sorgt jetzt für kürzere Zykluszeiten und weniger Ausschuss. 

» Uwe Schoppen 

Bild: Benteler 

Der Roboter führt bei 

Benteler die typischen 

Messungen durch, die 

zuvor mit einem Koordinatenmessgerät 

umgesetzt 

wurden. 

Benteler ist ein führendes Unternehmen, das Produkte, 

Systeme und Dienstleistungen für die Automobil-, 

Energie- und Maschinenbaubranche entwickelt, 

produziert und vertreibt. Die Automotive-Sparte 

des Unternehmens beschäftigt rund 26.000 Mitarbeiter, 

die in 75 Werken 

in 24 Ländern tätig sind. 

Zum Portfolio gehören 

maßgeschneiderte Lösungen 

für die Autobauer 

wie Module für Fahrwerk, 

Karosserie, Motor und 

Abgassystem. Geliefert 

werden auch Lösungen 

für Elektrofahrzeuge. 

Die Qualitätskontrolle ist bei Benteler ein zentraler 

Bereich, der konsequent weiterentwickelt wird. Das 

Unternehmen investiert deswegen in die Optimierung 

seiner Prozesse und nutzt digitale Technologien, 

um hohe Qualität bieten zu können. Am Standort in 

Vigo in Westspanien wurde bislang ein traditioneller 

Ansatz verfolgt und die Qualität der Teile mit einer 

»Die 3DQI-Technik wurde 

in Automobilanwendungen 

entwickelt und getestet.« 

Tanja Vainio, ABB Robotics 

Koordinatenmessmaschine sichergestellt. Benteler 

war jedoch der Ansicht, dass sich der Prozess in zwei 

Punkten verbessern ließe. Erstens sollte die Zeit für 

die Inspektion verkürzt und zweitens die Qualität der 

erfassten Daten verbessert werden. Schließlich haben 

sich die Verantwortlichen 

dazu entschieden, 

das Konzept grundsätzlich 

zu ändern. 

Der Prozess wurde vom 

Messraum in den Produktionsbereich 

verlagert 

und es kam eine Qualitätssicherungs-Lösung 

mit einem Roboter des 

Herstellers ABB zum Einsatz, an dessen Arm ein 

3D-Weißlichtsensor montiert ist. Mit digitalen Scans 

sollte fortan die Inspektion optimiert werden. Die 

Sensoren können Defekte an einem gefertigten Teil 

mit hoher Genauigkeit erkennen (siehe auch Kasten). 

Die Technik gehört zum Portfolio von ABB und nutzt 

das industrielle Internet der Dinge. Dadurch wird ein 


hoher Automatisierungsgrad mit moderner Datenanalyse 

möglich, was insgesamt die flexible Fertigung 

und die Produktionsprozesse bei Benteler fördert. 

Auf diese Weise will der Zulieferer die zahlreichen 

Produktvarianten und kundenspezifischen Anpassungen 

in kleineren Losen optimieren, die Produktivität 

verbessern und sich so einen Wettbewerbsvorteil 

verschaffen. 

Die 3D-Weißlichtsensoren können für die Offlineund 

Inline-Inspektion gleichermaßen eingesetzt werden. 

Benteler entschied sich für die Installation der 

Offline-Inspektionslösung. Das System führt die typischen 

Messungen durch, die zuvor mit dem Koordinatenmessgerät 

umgesetzt wurden und erstellt dabei 

Kontrollberichte, die intern genutzt, aber auch dem 

Kunden zur Verfügung gestellt werden. Die Integration 

eines Roboters mit der 3D-Messtechnik bietet dabei 

eine hohe Erfassungsgeschwindigkeit und dadurch 

mehr Messungen als mit der alten Lösung. 

Vom Konzept her arbeitet die Lösung wie eine Fertigungszelle, 

wobei der Schwerpunkt auf einem hohen 

Durchsatz liegt. Zu diesem Zweck wurden zwei 

Messtische installiert. Ein zweiter Roboter belädt 

und entlädt die Messwerkzeuge einschließlich der zu 

messenden Teile automatisch entsprechend der vom 

Bediener erstellten Produktionswarteschlange. Auf 

diese Weise wird eine kontinuierliche Messung möglich, 

was die Produktivität erhöht. 

Benteler hat zudem drei Inline-Zellen installiert, in 

denen strukturelle Sicherheitsteile wie Hinterachse 

und Motorhalterung gemessen werden. An dieser 

Stelle kommt die gleiche Technik mit angepasster 

Funktionalität zum Einsatz. Auch hier werden am Ende 

der Produktionslinie die 3D-Geometrien der Bauteile 

mit optischer, berührungsloser Abtastung gemessen 

und auf traditionelle, mechanische Kontrollwerkzeuge 

verzichtet. Alle Teile werden im kontinuierlichen Modus 

einer 3D-Maßkontrolle unterzogen, wodurch sich 

mögliche Fehler effizient identifizieren lassen. 

Mit der 3D-Visionlösung lassen sich nach eigenen 

Angaben in der Zeit, die eine Koordinatenmessmaschine 

für die Kontrolle eines 3D-Punktes braucht, bis 

zu fünf Millionen 3D-Punkte prüfen, ohne das Bauteil 

zu berühren. Ein weiterer Vorteil ist, dass jedes einzelne 

Teil inspiziert werden kann. Oft verlassen sich 

Fertigungsbetriebe auf die statistische Qualitätskontrolle, 

bei der Stichproben genommen werden. Das 

kann jedoch dazu führen, dass sich der gleiche Fehler 

in vielen Produkten wiederholt, bevor er entdeckt 

wird. Die Folge sind teure Nacharbeit und Ausschuss. 

Mit einer kontinuierlichen Kontrolle aller Teile 

werden solche kostspieligen Risiken vermieden. Tier- 

1-Automobilzulieferer wie Benteler, bei denen die 

Prozesse kontinuierlich weiterentwickelt werden, 

können mit der digitalisierten 3D-Inspektionslösung 

ihre Qualität gegenüber großen Automobilherstellern 

validieren, deren Qualitätsanforderungen ebenso 

hoch sind. 

Weißlichtsensor erstellt 

digitales Modell 

Die skalierbare Roboterzelle von ABB für die 3D-Qualitätsinspektion 

(3DQI) erkennt Mängel an Bauteilen, die 

weniger als halb so dick sind wie ein menschliches 

Haar. Die Lösung ist konzipiert für Anwendungen im 

Automobilbau, in der Luft- und Raumfahrt sowie im 

Schwermaschinenbau und Baugewerbe. Zu den Vorteilen 

der Zelle gehört die Kombination aus hoher Geschwindigkeit, 

einer Genauigkeit von unter 100 μm 

und Flexibilität, denn dank des modularen Aufbaus 

lässt sich die Lösung genau auf die Bedürfnisse des 

Anwenders zuschneiden. 

3DQI ist für Offline-Prüfstationen konzipiert. Mit einem 

optischen 3D-Weißlichtsensor, der Millionen von 

3D-Punkten pro Aufnahme abtastet, wird ein detailliertes, 

digitales Modell des zu prüfenden Teils erstellt. 

Dies wiederum kann mit den CAD-Daten abgeglichen 

werden. Die Abläufe sind nach eigenen Angaben um 

den Faktor zehn schneller als bei Koordinatenmessgeräten. 

Jeder Roboter, der 20 kg oder mehr tragen kann, 

lässt sich mit dem Sensor nachrüsten. Der Sensor ist 

dabei mit marktüblichen Robotern, Verfahrachsen und 

Drehtischen kompatibel. So gibt es bei den Abmessungen 

der zu prüfenden Teile keine Beschränkungen. Die 

Lösung bietet zudem eine umfassende Echtzeit-Datenanalyse. 

Digitale Aufzeichnungen unterstützen die 

Rückverfolgbarkeit, die in den anvisierten Branchen 

erforderlich ist. 

Bild: ABB 


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SPECIAL 

» Bildverarbeitung 

Vision-Technologien erweitern stetig ihre Möglichkeiten 

und erobern neue Anwendungen in der 

Qualitätssicherung. Dazu trägt auch der Einsatz von 

Künstlicher Intelligenz bei. 

Interview 

Fraunhofer Vision: „Forschungsboom 

treibt Bildverarbeitung an“ 

» Seite 34 

Digitalmikroskopie 

Visioner 1 liefert tiefenscharfe 

Bilder in Echtzeit 

» Seite 36 

Oberflächenrauheit 

Weißlichtinterferometrie 

direkt in der Fertigung 

» Seite 40 

Schallvisualisierung 

Akustische Kameras schützen 

vor Gesundheitsschädigungen 

» Seite 42 

Schutzmasken 

Künstliche Intelligenz 

übernimmt Qualitätskontrolle 

» Seite 44 

Hyperspektral-Bildgebung und KI sind die Basis des Rolle-zu-Rolle-Inspektionssystems für Barrierefolien am 

Fraunhofer FEP. Die Folien werden etwa für organische Leuchtdioden (OLED) oder Solarzellen (OPV) benötigt. 

Bild: Ronald Bonß 

Verpackungs - 

komponenten 

Kameraverbund prüft 100 % 

und in Hochgeschwindigkeit 

» Seite 46

SPECIAL » Interview 

Bildverarbeitung auf dem Sprung zur Mainstream-Technologie 

„Wir stehen vor einer neuen Ära“ 

Für Michael Sackewitz, Koordinator des Fraunhofer Geschäftsbereichs Vision, ist die 

industrielle Bildverarbeitung derzeit von einem beispiellosen Forschungsboom 

getrieben. Die Nischen-Lösungen von einst entwickeln sich dank Machine Learning 

zur Mainstream-Technologie. 


Herr Sackewitz, was morgen die Welt 

verändern soll, muss heute entwickelt 

werden. Ist es denn möglich, künftige 

Anforderungen an die Bildverarbeitung 

zu erkennen, um bereits heute die richtigen 

Entwicklungsweichen zu stellen? 

Für eine robuste Vorausschau müssen wir 

uns systematisch, intensiv und nachvollziehbar 

mit den relevanten Einflussfaktoren 

und Akteuren auseinandersetzen. Danach 

gilt es, die gefundenen Zusammenhänge 

und Wechselwirkungen hinsichtlich 

Plausibilität und Konsistenz zu überprüfen. 

Am Ende erkennt man, dass viele 

Dinge in der Zukunft heute bereits strukturell 

vorgeprägt sind und eine Einschätzung 

der Entwicklung zulassen. 

Wird die Bildverarbeitung künftig noch 

näher an den Herstellungsprozess rücken? 

Dieser Trend ist unübersehbar. Nur so lassen 

sich Qualitätsabweichungen bereits bei 

der Entstehung erkennen und frühzeitig 

korrigieren. Ein zentrales Kriterium für die 

Zukunftsfähigkeit von Bildverarbeitungslösungen 

ist deswegen die einfache Integration 

in den Prozess. Miniaturisierung, Modularität 

und insbesondere die Flexibilität 

sind die Trends der nächsten Jahre. 

Wird die Bildverarbeitung in den kommenden 

Jahren mehr fertigungssteuernde 

Aufgaben übernehmen? 

Vision-Experte Michael Sackewitz: „Eine einfache Bedienung ist für die Anwender von Bildverarbeitungs-Systemen 

oft wichtiger als der Wunsch nach mehr Leistung.“ 

Bild: Fraunhofer 

Vision-Systeme werden künftig komplexere 

Aufgaben übernehmen als die automatisierte 

Erfassung ausgewählter Inspektionsdaten 

an isolierten Überwachungspunkten. 


Die Systeme werden als Sinnesorgane einer 

vernetzten Produktion nahezu in Echtzeit 

die Material-, Produkt- und Prozessdaten 

zur Verfügung stellen und auswerten. 

Die Bildverarbeitung übernimmt damit 

zunehmend fertigungssteuernde Aufgaben. 

Die Mess- und Automatisierungstechnik 

verschmelzen dabei zusehends. 

Werden in Zukunft immer mehr Sensortypen 

miteinander kombiniert? 

Sensoren werden leistungsfähiger und die 

Kombination unterschiedlicher Sensortypen 

vielfältiger. Die smarten Datenlieferanten 

können zudem in das Innere vieler 

Objekte hineinschauen. So lassen sich 

Strukturen, aber auch optische und stoffliche 

Eigenschaften erfassen. Die Ergebnisse 

werden direkt bildgebend ausgewertet 

und visualisiert, wodurch sie sich 

leichter interpretieren lassen. Die Gefahr 

einer Fehldeutung verringert sich. 

Welche Herausforderungen wird es in 

Zukunft beim Datenhandling geben? 

Wie werden die gewonnenen Messdaten 

sinnvollerweise aufbereitet und 

verarbeitet? 

Die Herausforderung wird sein, alle Daten 

über ein Produkt entlang des gesamten 

Produktions- und Lebenszyklus konsistent 

zusammenzuführen. Dafür brauchen wir 

standardisierte Schnittstellen und einheitliche 

Datenmodelle, mit denen sich 

multimodale Sensordaten fusionieren und 

über alle Informationsebenen hinweg 

austauschen lassen. Die wesentliche Aufgabe 

besteht darin, die Datenströme aus 

verschiedenen Quellen und Formaten örtlich 

und zeitlich zu synchronisieren und in 

einem gemeinsamen Koordinatensystem 

gegeneinander auszurichten. Die Herausforderung 

liegt somit in der vollständigen 

horizontalen und vertikalen Integration. 

Es gibt heute bereits Standards im Rahmen 

von Industrie 4.0 wie etwas der offene 

Schnittstellenstandard OPC-UA. 

Wird sich die Bildverarbeitung künftig 

automatisch der Messaufgabe und der 

Messumgebung anpassen können? 

Welche Rolle spielt dabei der Bediener? 

Mess- und Prüfsysteme von morgen werden 

nicht mehr auf feste Arbeitsschritte 

oder Aufgaben ausgelegt sein, sondern 

werden sich an verschiedene Randbedingungen 

wie Prüfinhalte, Fehlerklassen 

oder Gestalt der Prüfobjekte frei anpassen 

lassen. Im Idealfall sind die Systeme so 

schlau, dass sie die Aufgabe ohne jeglichen 

Bedienereingriff übernehmen können. 

Hinzu kommen weitere Funktionen 

wie Selbstüberwachung, Störungserkennung, 

Störungsdiagnose, Selbstkalibrierung 

und Rekonfiguration. 

»Vision-Systeme 

werden die 

Sinnesorgane einer 

vernetzten Produktion 

und übernehmen 

dabei zunehmend 

fertigungssteuernde 

Aufgaben.« 

Sind kleine, integrierte Vision-Systeme 

die Stars von morgen? 

Embedded-Vision-Systeme gewinnen weiter 

an Bedeutung. Die flexiblen All-in-one- 

Lösungen sind mit kognitiver Sensorik, modernen 

Algorithmen, einem integrierten 

Rechner und einem Betriebssystem ausgestattet. 

Und das alles in einem Gehäuse. 

Die Technologie reduziert die Hardwarekosten 

von Vision-Systemen signifikant. 

Das klassische Single-PC-basierte System 

wird zunehmend in den Hintergrund treten. 

Welche Bedeutung hat Machine Learning 

für die Bildverarbeitung? 

Machine Learning, kurz ML, führt derzeit 

zu einem regelrechten Umbruch. Wir stehen 

in der Bildverarbeitung vor einer neuen 

Ära. Die Algorithmen, die dahinterstehen, 

können anhand von Beispielbildern 

lernen und eigenständig Daten analysieren 

und klassifizieren. Die Zutaten für die 

Rezeptur sind vorhanden, sprich hohe und 

billige Rechenleistung, Softwarebibliotheken 

sowie große annotierte Trainingsdatensätze. 

Trainieren statt Programmieren 

könnte die Devise der Zukunft lauten. 

Die ML-basierte Bildverarbeitung wird in 

viele neue Anwendungsbereiche vorstoßen, 

wo klassische Ansätze teuer, langsam, 

unflexibel und ineffizient sind. So 

gesehen wird die Bildverarbeitung getrieben 

von einem beispiellosen Forschungsboom 

und entwickelt sich derzeit von der 

klassischen Nischen-Lösung zur Mainstream-Technologie. 

Welche Aufgaben könnten Vision-Systeme 

mit Machine Learning lösen, die 

heute noch nicht lösbar sind? 

Machine Learning wird sich im praktischen 

Einsatz dort widerspiegeln, wo maschinelles 

Bildverstehen gefragt ist. Unzählige 

Anwendungen sind denkbar, viele 

liegen auch jenseits der Fabrikgrenzen 

wie etwa beim Handel. Ein Beispiel ist die 

automatische Kasse, wo Waren auf dem 

Kassenband über einen Video-Livestream 

markerfrei identifiziert und abgerechnet 

werden. Im industriellen Sektor könnte 

Machine Learning neue Möglichkeiten für 

die prädiktive Wartung eröffnen. Dadurch 

lassen sich Maschinenausfälle besser vorhersagen 

und so vorausschauend vermeiden. 

Die Lerndaten wären in diesem Fall 

dann keine Bilder, sondern repräsentative 

akustische Muster. 

Welche Rolle wird die einfache Bedienung 

von Vision-Systemen in Zukunft 

haben? 

Eine entscheidende. Eine einfache Bedienung 

ist für die Anwender oft sogar wichtiger 

als der Wunsch nach mehr Leistung. 

Die Vision-Systeme müssen in Zukunft so 

einfach gestaltet sein, dass auch Laien sie 

intuitiv bedienen können. Die stärksten 

Impulse kommen aus dem Consumerbereich. 

Insbesondere die technische Entwicklung 

der Smartphones beflügelt die 

Erwartungshaltung der Nutzer. 


Mit dem Digitalmikroskop Visioner 1 

lassen sich Proben bis zu einer Tiefe 

von 69 mm inspizieren, ohne dabei 

das optische System verfahren oder die 

Probe erneut fokussieren zu müssen. 

Bild: Zeiss 

Zeiss schlägt ein neues Kapitel in der Mikroskopie auf 

Die Physik sauber ausgetrickst 

Auch Zeiss kann die Gesetzte der Optik nicht brechen – aber umgehen. Mit dem 

Visioner 1 bringt das Unternehmen ein Digitalmikroskop auf den Markt, das 

tiefenscharfe Bilder in Echtzeit liefert. Dafür mussten die Spezialisten aus Jena 

ganz tief in die Entwicklungskiste greifen, denn physikalisch ist das eigentlich 

gar nicht möglich. 


Die Mikroskopie ist das Herzstück von Zeiss“, 

sagt Dr. Robert Zarnetta, der das Geschäftsfeld 

Industrial Microscopy Solutions bei Zeiss Industrial 

Quality Solutions leitet. „Die Technik haben wir in der 

Vergangenheit immer wieder an neue Grenzen geführt.“ 

Und diesmal sogar noch ein Stückchen weiter. 

Bedarf am neuesten Wurf von Zeiss ist reichlich 

vorhanden, denn in der Mikroskopie gibt es schon 

immer ein Problem. Wenn der Anwender eine Probe 

vergrößert, um feine Details sehen zu können, 

nimmt die Tiefenschärfe des Bildes 

ab und er sieht immer nur einen kleinen 

Bereich deutlich. Beim Prüfen 

von Leiterplatten zum Beispiel ist 

das ein Problem, weil hier oft 

Merkmale in unterschiedlichen 

Höhen kontrolliert werden müssen. 

Aber auch bei anderen Anwendungen 

ist dieser physikalische 

ENDLICH 

Das Problem mit der 

Tiefenschärfe ist so alt 

wie das Mikroskop: 175 

Jahre. Jetzt ist es endlich 

gelöst - dank 

schneller Rechner. 

Effekt hinderlich und die Gefahr groß, dass Defekte, 

Verunreinigungen oder Produktionsfehler übersehen 

werden und die Inspektion dadurch unvollständig ist. 

Bislang musste sich der Mitarbeiter zu Fuß aus der 

Misere helfen, immer wieder nachfokussieren und 

die verschiedenen Ebenen zusammenführen, um am 

Ende ein Bild mit erweiterter Tiefenschärfe zu bekommen. 

„Damit ist das Problem zwar gelöst, aber 

die Vorgehensweise ist komplex und kostet viel Zeit“, 

stellt Zarnetta fest. 

Die Lösung des Problems ist eine virtuelle 

Linse, die aus kleinen Spiegelelementen 

aufgebaut ist, die sich in 

alle Richtungen frei bewegen lassen 

(siehe auch Kasten). In der 

Praxis wird die Linse permanent 

auf verschiedene Bereiche fokussiert 

und zwar so schnell, dass das 

menschliche Auge davon nichts 


Bildverarbeitung « SPECIAL 

merkt. Der Anwender schaltet das Mikroskop an, hat 

sofort ein tiefenscharfes Bild und kann frei über die 

Probe navigieren. „Ich kann das Werkstück drehen 

und kippen, auch mal von der Seite drauf schauen 

und verliere dabei nie den Fokus“, versichert Zarnetta. 

Das ist eine ganz neue Herangehensweise an die 

optische Inspektion. Der Mitarbeiter muss sich keine 

Gedanken mehr machen, wie er das Bauteil führen 

muss, damit er alle entscheidenden Stellen scharf 

sieht, sondern er kann sich auf seine eigentliche Aufgabe 

konzentrieren. Das neue Digitalmikroskop 

kommt nach Ansicht von Zarnetta zum richtigen 

Zeitpunkt auf dem Markt, denn die Bauteile werden 

immer kleiner, die Beschichtungen filigraner und die 

Kombination aus verschiedenen Materialien komplexer. 

„Sei es die Gratbildung im Spitzguss oder Elektronikbauteile, 

die Anforderungen wachsen mit jedem 

Tag“, so Zarnetta. 

Wegen der Corona-Pandemie fand die Produkteinführung 

im Herbst rein digital statt. Alle Eigenschaften 

des neuen Digitalmikroskops sind auf den Internetseiten 

von Zeiss verfügbar. Vor allem aus der Me- 

„Der Unterschied ist wirklich erstaunlich“ 

Bild: Reliance Precision 

Das Digitalmikroskop Visioner 1 hat die Inspektion komplexer Teile bei Reliance Precision 

wesentlich vereinfacht und zugleich beschleunigt. 

Erste Pilotkunden konnten das 

neue Digitalmikroskop Visioner 1 

bereits im täglichen Einsatz nutzen. 

Einer davon ist Reliance Precision 

mit Sitz im englischen Huddersfield. 

Das Engineering-Unternehmen versteht 

sich als zentrale Anlaufstelle 

für den Konstrukteur. Das Portfolio 

reicht von der einfachen Schraube 

bis hin zu kompletten Baugruppen 

für Dreh- und Linearbewegungen. 

In der täglichen Praxis werden dabei 

komplexe Formen bearbeitet. 

Die Produkte zeichnen sich aus 

durch Variantenvielfalt, geringe 

Stückzahlen und eine hohe Präzision. 

Die Anforderungen an die optische 

Inspektion sind hoch, denn 

nur so kann sichergestellt werden, 

dass keine Fremdkörper die Qualität 

der Produkte beeinträchtigen. 

Die Inspektion mit Stereomikroskopen 

war für die Mitarbeiter in der 

Vergangenheit mühsam und zeitintensiv, 

da verschiedene Abschnitte 

der Bauteile immer wieder neu fokussiert, 

einzeln abgebildet und 

schließlich zu Berichten zusammengefasst 

werden mussten. 

Während einer Produktpräsentation 

von Zeiss UK lernten die Engländer 

das neue Digitalmikroskop Visioner 

1 kennen und hatten auch 

die Gelegenheit, das Gerät ausgiebig 

zu testen. Das erste, was den 

Engländern dabei auffiel, war natürlich 

die durchgehende Tiefenschärfe. 

„Mit dem Visioner 1 können 

wir eine Inspektionsaufgabe 

manchmal mit einem einzigen Bild 

erledigen“, freut sich David Torr, 

Head of Metrology bei Reliance 

Precision. „Wenn man diese Technik 

zum ersten Mal bei Produkten 

nutzt, die man bisher nur durch ein 

übliches Stereomikroskop gesehen 

hat, dann ist der Unterschied wirklich 

erstaunlich. Und wenn wir einen 

interessanten Bereich identifiziert 

haben, können wir sogar 

grundlegende Messungen durchführen.“ 

Mit dem neuen Digitalmikroskop 

von Zeiss haben die Spezialisten 

von Reliance Precision bislang gute 

Erfahrungen gesammelt. „Mit 

dem System können wir die Effizienz 

der visuellen Inspektionen 

und der qualitativen Beurteilungen 

enorm steigern“, fasst David Torr 

zusammen. „Wir erfassen mehr Details 

in einem Bild, können Routinen 

programmieren und profitieren 

nicht zuletzt von der besseren Bedienerergonomie.“ 


SPECIAL » Bildverarbeitung 

dizintechnik erreichten Zeiss viele Anfragen, denn in 

diesem Bereich sind die Anforderungen besonders 

hoch und Hundertprozent-Kontrollen keine Seltenheit. 

Jedes Bauteil, das im Körper implantiert wird – 

sei es ein Stent, ein Spinal Cord Implant für die Rückenmarkstimulation 

oder ein Hüftgelenk – wird inspiziert 

und frei gegeben. „Für die Mitarbeiter wird 

der Alltag durch unsere neue Technik leichter und 

das führt automatisch zu einem höheren Durchsatz“, 

versichert Zarnetta. 

Scharf bis in die letzte Ecke 

Mit dem neuen Digitalmikroskop Visioner 1 hebt 

Zeiss die Möglichkeiten der Inspektion auf ein 

neues Niveau, denn der Anwender kann damit 

bei der Qualitätskontrolle in der Fertigung erstmals 

die Probe dank einer erweiterten Tiefenschärfe 

erstmals vollständig in Echtzeit scharf sehen. 

Der Schlüssel für diesen Fortschritt liegt in 

einem mikro-elektro-mechanischen System, das 

aus einem Komplex kleiner Spiegel mit einer Größe 

von 100 x 100 μm besteht. Diese lassen sich individuell 

einstellen, um virtuelle Linsen mit verschiedenen 

Krümmungen und damit Fokussierebenen 

zu generieren. Dadurch kann das Digitalmikroskop 

jeden Punkt der Probe scharf abbilden. 

Das eigentlich revolutionäre daran ist, dass 

die Mikro-Spiegel so schnell eingestellt werden 

können, dass die Bilddarstellung für den Nutzer 

in Echtzeit abläuft. Das Ergebnis ist eine erweiterte 

Tiefenschärfe, mit der sich Proben bis zu einer 

Tiefe von 69 mm inspizieren lassen, ohne dabei 

das optische System verfahren oder die Probe erneut 

fokussieren zu müssen. Alle 3D-Informationen 

der Probe sind auf einen Blick sichtbar und 

ermöglichen so eine schnelle und zuverlässige 

Inspektion. 

Bild: Zeiss 

Dr. Robert Zarnetta 

leitet das Geschäftsfeld 

Industrial 

Microscopy 

Solutions bei Zeiss 

Industrial Quality 

Solutions 

Herr Dr. Zarnetta, wie alt ist eigentlich 

das Problem der unzureichenden 

Tiefenschärfe? 

So alt wie die Mikroskopie, 175 Jahre. 

Der Konflikt ist begründet in den Gesetzen 

der Optik. Mit steigender Vergrößerung 

sinkt die Tiefenschärfe, das 

ist einfach so. 

Und warum mussten wir so lange 

warten, bis es endlich eine Lösung 

für dieses Problem gibt? 

Weil keiner die Gesetze der Optik brechen 

kann, wir können Sie nur umgehen. 

Und das erfordert in diesem Fall 

über 15 Jahre Forschung und Entwicklung, 

moderne Halbleiterfertigung 

und Rechner der neuesten Generation. 

Nur so lassen sich die immensen 

Datenmengen schnell genug 

verarbeiten. 

Was war die eigentliche Herausforderung 

bei der Lösung des Problems? 

Im direkten Vergleich wird deutlich, welche Erleichterung die 

erweiterte Tiefenschärfe dem Mitarbeiter beschert. 

Bild: Zeiss 

Ein ganz aktueller Anwendungsfall ist die Inspektion 

von Injektionsnadeln. „Jeder von uns wird hoffentlich 

bald Bekanntschaft mit so einer Nadel machen“, 

sagt Zarnetta. „Da ist uns allen daran gelegen, 

dass die sauber geschliffen sind und wir bei der Impfung 

keinen Schmerz verspüren.“ Die Nadeln werden 

deshalb einer stringenten Qualitätskontrolle unterzogen. 

Früher musste der Mitarbeiter die feine Probe 

immer so lange führen, bis er endlich jedes Detail 

scharf gesehen hatte und er sagen konnte, dass alles 


„Die Technik ist ausgereift und sehr robust“ 

Eindeutig die Hardware. Insbesondere 

die Herstellung der Mikro-Spiegel war 

eine Herausforderung . Diese müssen 

sich in alle Raumrichtungen bewegen 

können, also Drehen nach vorne und 

hinten, links und rechts und Verschieben 

nach oben und unten. Die Spiegelelemente 

müssen quasi freischwebend 

gelagert werden. Nur so lassen 

sie sich individuell ansteuern und bewegen. 

Wie viele Mikro-Spiegel sind es 

überhaupt? 

Das hängt vom Design ab, aber es 

sind Hunderte. Jeder Mikro-Spiegel 

hat nur eine Fläche von 0,1 mal 0,1 

Millimeter. 

Die schnelle Ansteuerung der einzelnen 

Spiegel ist sicher auch nicht 

einfach. 

Kann man so sagen. Damit die einzelnen 

Spiegelelemente verschiedene 

optische Oberflächen bilden können, 

die eine perfekte Abbildung der Probe 

ermöglichen, müssen diese präzise 

ausgerichtet werden. Kleinste 

Schwankungen im Produktionsprozess 

der Spiegel sind grundsätzlich nicht 

zu vermeiden, so dass jedes Element 

separat kalibriert und dann auch individuell 

angesteuert wird. 

Was ist das eigentlich Revolutionäre 

am Visioner 1? 

Es gibt schon lange die Möglichkeit, 

tiefenscharfe Bilder durch die Verrechnung 

von Bildern zu erhalten, die 

mit unterschiedlichen Fokusebenen 

aufgenommen wurden. Das dauert allerdings 

mehrere Sekunden bis Minuten, 

ist also für die Inspektion von 

Bauteilen nicht zu gebrauchen. Der 

Visioner 1 ermöglicht nun zum ersten 

Mal die Inspektion von kleinen Bauteilen 

bei hoher Vergrößerung mit erweiterter 

Tiefenschärfe in Echtzeit inklusive 

instantaner Dokumentation. 

Das Nachfokussieren fällt weg und es 

werden potenziell weniger Fehler 

übersehen. 

Der Aufbau der virtuellen Linse 

macht in der Phantasie einen eher 

filigranen Eindruck. Ist die Technik 

denn anfällig? 

Nein, denn es gibt keine mechanisch 

bewegten Teile. Die Spiegel werden 

nur elektrostatisch ausgelenkt und 

dabei von einer sehr dünnen, aber 

stabilen Membran gehalten. Entsprechende 

Module sind seit Jahren rund 

um die Uhr in Inline-Anwendungen 

im Einsatz. Deswegen können wir sagen, 

dass die Technik ausgereift und 

sehr robust ist. 

Wie sieht es aus mit Erschütterung 

und Temperaturschwankungen? Das 

sind die typischen Bedingungen, wie 

sie im praktischen Umfeld auftreten 

können. 

Das ist alles kein Problem. Die Spiegelelemente 

sind sehr klein und deswegen 

auch sehr leicht. Es gibt also 

wenig bewegte Masse, die erschüttert 

werden könnte. Und damit auch wenig 

Material für thermische Ausdehnungsunterschiede. 

Daher zeigen die 

Systeme eine hervorragende Schockbeständigkeit 

und sind temperaturstabil. 

Sie können das Digitalmikroskop 

problemlos in der Produktion 

einsetzen. 

Wie haben die ersten Anwender auf 

die neue Technik reagiert? 

Es ist schon faszinierend zu sehen, 

dass sich viele Kunden sozusagen damit 

abgefunden hatten, mit den Limitierungen 

bestehender Mikroskop- 

Lösungen auf immer zu leben. Wir 

übrigens auch. Deswegen sind sie nun 

um so überraschter, dass es auf einmal 

eine Lösung für das Problem gibt. 

Damit hatte keiner wirklich gerechnet. 

Für viele ergeben sich plötzlich 

völlig neue Möglichkeiten, ihre Inspektionsaufgaben 

anzugehen und effektiver 

zu arbeiten. 

in Ordnung ist. „Beim Visioner 1 hält er die Nadel 

drunter, bekommt das komplette Bild und macht einen 

Haken dran“, fasst Zarnetta zusammen. 

Zum neuen Digitalmikroskop liefert Zeiss ein workflow-orientiertes 

Softwaresystem, das die Inspektion 

und Dokumentation deutlich vereinfachen soll. Das 

ist besonders relevant für stark regulierte Branchen 

mit umfangreichen Nachweispflichten wie der Automobilbau, 

die Luft- und Raumfahrt oder die Medizintechnik. 

Diese Branchen sind darauf angewiesen, 

dass GxP-Richtlinien eingehalten werden. „Mit unserem 

neuen Produkt lösen wir ein fundamentales Problem 

in der Mikroskopie“, fasst Robert Zarnetta zusammen. 

„Damit unmittelbar verbunden ist ein praktischer 

Nutzen für unsere Kunden, denn sie können 

mit der neuen Technik die Produktivität steigern und 

sie haben eine höhere Gewissheit bei ihren Inspektionsergebnissen.“ 


Bild: Polytec/ssguy/www.shutterstock.com 

3D-Messung der Oberflächenrauheit mit Weißlicht-Interferometrie 

Im Takt der Produktion 

Weißlicht-Interferometer bieten kurze Messzeiten und eine hohe 

Reproduzierbarkeit. Sie arbeiten zudem berührungslos. Diese Vorteile lassen 

sich jetzt auch bei Messungen der Oberflächenrauheit direkt in der laufenden 

Fertigung nutzen, etwa für die Qualitätskontrolle oder Prozessüberwachung. 

Die Interferometrie ist eine sehr genaue 

Messmethode, die je nach 

Konfiguration ganz unterschiedliche Aufgaben 

lösen kann. Der Abstand von der 

Erde zum Mond beispielsweise lässt sich 

ebenso mit hoher Genauigkeit bestimmen 

wie die Oberflächenrauheit industrieller 

Bild: Polytec 

Dr. Özgür Tan 

strategisches Produktmarketing 

optische 

Messsysteme 

Polytec 

www.polytec.com 

Produkte mit Auflösungen im Nanometerbereich. 

Letztere spielt bei vielen Produkten 

eine wichtige Rolle, da sie sowohl mechanisches 

als auch elektrisches oder 

chemisches Verhalten beeinflussen können. 

Informationen über die Ebenheit 

oder Rauheit bilden deshalb eine wichtige 

Grundlage für Optimierungen und geben 

Auskunft über die Produktqualität. Mit ihrer 

Hilfe lassen sich zum Beispiel Reibung 

erhöhen oder vermindern, Verschleiß minimieren, 

die Unempfindlichkeit gegenüber 

äußeren Einflüssen steigern oder die 

Leitfähigkeit verbessern. Sie kann sogar 

zur Prozessüberwachung genutzt werden, 

denn geometrische Oberflächeneigenschaften 

liefern auch Hinweise auf Werkzeugverschleiß, 

optimierungsbedürftige 

Maschinenparameter oder Vibrationen. 

Die Produktoberfläche wird dadurch 

quasi zum „Fingerabdruck“ des Herstellungsprozesses. 

Dabei lässt sich eine Höhenauflösung 

bis zu 0,1 nm realisieren. 

Das ist deutlich besser als bei anderen op- 

tischen Messmethoden. Im Gegensatz zu 

Verfahren mit Fokus-Variation oder konfokaler 

Mikroskopie bleibt bei Weißlicht- 

Interferometern die hohe laterale Auflösung 

auch bei Messfeldern von einigen 

Quadratzentimetern Größe erhalten. 

Moderne Weißlicht-Interferometer 

nutzen die Interferenzeffekte, die bei der 

Überlagerung des vom Messobjekt reflektierten 

Lichts mit einem Referenzsignal 

auftreten. Das Messverfahren basiert auf 

dem Prinzip des Michelson-Interferometers, 

wobei der optische Aufbau eine 

Lichtquelle mit einer Kohärenzlänge im 

Mikrometer-Bereich enthält. An einem 

Strahlteiler wird der kollimierte – also gerade 

gerichtete beziehungsweise parallelisierte 

– Lichtstrahl in Mess- und Referenzstrahl 

aufgeteilt. Der Messstrahl trifft 

das Messobjekt, der Referenzstrahl einen 

Spiegel. Das vom Spiegel und Messobjekt 

jeweils zurückgeworfene Licht wird am 

Strahlteiler überlagert und auf eine Kamera 

abgebildet. Stimmt der optische 



Inline-Anwendungen in der Fertigung 

erfordern hohe Genauigkeit und möglichst 

kurze Messzeiten. Das neue 

Topmap Rapid View erfüllt hier die 

sehr hohen Anforderungen. 

Der optische Aufbau 

eines Weißlichtinterferometers 

Weg für einen Objektpunkt im Messarm 

mit dem Weg im Referenzarm überein, 

kommt es für alle Wellenlängen im Spektrum 

der Lichtquelle zu einer konstruktiven 

Interferenz. Das Kamerapixel des betreffenden 

Objektpunkts hat dann die 

maximale Intensität. Für Objektpunkte, 

die diese Bedingung nicht erfüllen, hat 

das zugeordnete Kamerapixel eine niedrigere 

Intensität. 

Geräte mit telezentrischem Aufbau erlauben 

damit eine simultane Vermessung 

mehrerer Punkte und erfassen so die Topografie 

großer Flächen in einem einzigen 

Messvorgang und innerhalb einer kurzen 

Messzeit. Wenn dagegen eine hohe laterale 

Auflösung gefordert ist, bieten sich 

mikroskopbasierte Systeme an, bei denen 

der optische Aufbau samt dem Referenzarm 

in das Objektiv integriert ist. 

Inline-Messtechnik ist schnell, 

präzise und flexibel integrierbar 

Mit den Weißlicht-Interferometern der 

Topmap-Familie bietet Polytec für unterschiedliche 

Anwendungsfelder bereits seit 

etlichen Jahren passende Messsysteme 

an. Typische Anwendungen sind Ebenheits- 

oder Wölbungsmessungen oder die 

Detektion von Formabweichungen. Die 

mikroskopbasierten Ausführungen Micro 

View und Micro View+ bieten eine besonders 

hohe laterale Auflösung und das 

dank spezieller Scanning-Technologie 

(Continous Scanning Technology) über 

den gesamten vertikalen Messbereich von 

100 mm. Damit sind sehr detaillierte 

Messungen möglich, etwa um Mikrostrukturen 

auf Waferoberflächen zu detektieren, 

die Mikrostrukturen bei Druckverfahren 

zu analysieren oder um Oberflächenrauheiten 

optischer Komponenten 

zu bestimmen. 

Insbesondere für die Anwendungen in 

der laufenden Fertigung, wo hohe Genauigkeit 

und möglichst kurze Messzeiten gefordert 

sind, hat Polytec die Produktfamilie 

um Topmap Rapid View erweitert. Je 

nach Aufgabe und Messbereich sind 

Messzeiten im Sekundenbereich realisierba. 

Bei einem Höhenmessbereich von 

400 μm eignet sich das mikroskopbasierte 

System mit seiner hohen lateralen Auflösung 

für präzise Inline-Rauheitsmessungen. 

Gescannt wird in Echtzeit unter Nutzung 

komplexer Algorithmen auf Grafikkarten. 

Verkleinert man das Bildfeld, kann 

die Bildwiederholungsfrequenz bis auf 

3 kHz beschleunigt werden. Das Weißlicht-Interferometer 

erkennt feinste Oberflächenstrukturen 

und hält mit schnellen 

Fertigungstakten Schritt. Da es sehr kompakt 

baut, lässt es sich gut in die Fertigungslinie 

integrieren. Der Messkopf kann 

zudem wie ein Sensor separat montiert 

und damit flexibel positioniert werden. 

Dank vieler Exportmöglichkeiten können 

die 3D-Messdaten der Weißlicht-Interferometer 

mit jeder geeigneten Auswertesoftware 

bearbeitet werden. 

Besonders einfach und praxisgerecht 

wird der Umgang 

allerdings mit der speziell 

für diese Polytec-Topografie- 

Messsysteme entwickelten TMS 

Software, die zahlreiche Möglichkeiten 

bietet, um die Messergebnisse 

zügig und ISO-konform 

auszuwerten. „Messrezepte“ 

beispielsweise erleichtern 

Routineaufgaben. Hier lassen 

sich die Einstellungen für die 

Datenaufnahme – zum Beispiel 

Messposition, Beleuchtungsein- 

Bild: Polytec 

stellungen, Kameraparameter – zusammen 

mit Auswerteparametern (wie etwa Nachbearbeitungsschritte, 

Visualisierungs- oder 

Exportmöglichkeiten) für spezielle Messaufgaben 

definieren und abspeichern. Somit 

werden aus komplexen Oberflächenanalysen 

einfache Ein-Klick-Lösungen. Das 

spart besonders im Produktionsumfeld 

Zeit, vermeidet Bedienfehler und auch 

Nicht-Fachleute können mit den Messsystemen 

arbeiten. Die Bauteillage innerhalb 

des Messfelds wird automatisch erfasst 

und der Bediener kann die Messung mit einem 

einfachen Mausklick starten. Darüber 

hinaus sind Änderungen innerhalb eines 

vorhandenen Rezepts mit einem zusätzlichen 

Tool einfach zu überwachen. So lassen 

sich erwünschte und unerwünschte 

Änderungen leicht nachvollziehen, was einen 

wesentlichen Beitrag zur Nachverfolgbarkeit 

der Produktion leisten kann. 

Webhinweis 

Zu den Hintergründen der Entwicklung 

der Topmap-Produktfamilie und 

warum ein Friseur für die Produkteinführung 

notwendig war, berichtet Özgür 

Tan in diesem Video von Polytec: 

http://hier.pro/NWhsp 



Akustische Kameras für die Schallvisualisierung 

Daher kommt der Lärm 

70 dB oder 7 Bel daueräquivalenter Schalldruckpegel ist jener Grenzwert, der 

für den Menschen als langfristig gesundheitsschädigend gilt. Nicht nur deshalb 

ist es wichtig, die Geräusche von Produkten zu überprüfen. Möglich ist das 

durch die Visualisierung des Schalls mit Hilfe akustischer Kameras. 

Die Schallvisualisierung 

mit dem Sound 

Scanner P132 von 

Seven Bel ermöglichte 

eine schnellere Inbetriebnahme 

einer Sondermaschine 

von Fill. 

Bild: Seven Bel 

Michael Andessner 

Chief Sales Officer 

Seven Bel 

www.sevenbel.com 

Akustische Kameras zur Schallvisualisierung kosten 

bislang viel, sind nur begrenzt mobil einsatzfähig 

und ohne Expertenwissen nur schwer zu 

bedienen. Eine neue Technologie von Seven Bel beseitigt 

viele dieser Problemstellungen, während keine 

Abstriche in der Bildqualität gemacht 

werden. Ein beweglicher Sensor scannt 

dabei das Schallfeld auf einer Kreisfläche 

ab. Durch das Zusammenspiel von 

Rotation und Software können mit nur 

Bild: Seven Bel 

fünf verbauten Mikrofonen bis zu 480 

virtuelle Mikrofonpositionen simuliert 

werden, die zu hochgenauen Mess - 

ergebnissen beitragen. Vergleichbare 

Geräte sind in der Regel mit knapp über 

100 Mikrofonen ausgestattet. 

Nach dem Messvorgang werden in 

der dazugehörigen mobilen App Schallquellen 

sowie akustisch problematische 

Stellen ähnlich wie bei einer Wärmebildkamera auf 

dem Foto oder Video angezeigt. Die akustischen Bilder 

können direkt am Handy des Anwenders analysiert 

und mit Kollegen, Partnern oder Kunden in Form 

von automatisch generierten Berichten geteilt werden. 

Bei Entwicklung des Messsystems hat Seven Bel 

speziell darauf Wert gelegt, dass der Anwender 

schnell zu Ergebnissen gelangt. Bis akustische Messergebnisse 

vorliegen, dauert es mit den Instrumenten 

inklusive Aufbauzeit für das Messsystem weniger als 

3 min. Weitere Alleinstellungsmerkmale sind die hohe 

Bildqualität sowie die Einfachheit, mit der das 

System zu bedienen ist. Zusätzlich sprechen Mobilität 

und die hohe Kostenattraktivität im Vergleich zu 

Konkurrenzprodukten für Seven Bel. Die Sound Scanner 

stehen in zwei Größen zur Verfügung: Die längere 

Variante, der Sound Scanner P132, liefert zuverlässige 

Messergebnisse besonders bei tieffrequentem 

Schall von industriell relevanten Applikationen. Der 


Sound Scanner P50, die kürzere Variante, lässt sich 

auch in räumlich beengten Verhältnissen wie zum 

Beispiel in Fahrzeugkabinen einsetzen. 

„Immer wieder sind Kunden erstaunt darüber, wie 

schnell und genau Schallquellen durch unsere Technologie 

identifiziert und analysiert werden können“, 

sagt Seven-Bel-Geschäftsführer Thomas Rittenschober. 

Der wirtschaftliche Nutzen akustischer Bilder für 

Anwender ist enorm. Oft werden in der Produktentwicklung 

in Form von langwierigen Trial-and-Error 

Prozessen Wochen damit verbracht, Lärmprobleme in 

den Griff zu bekommen. 

Kann man Schallquellen jedoch 

orten, so wissen die 

Verantwortlichen sofort, 

wo man ansetzen muss, um 

die jeweils passende Lösung 

zu finden. Auch im 

Bereich Qualitätskontrolle 

und Instandhaltung ist das 

Messsystem einsetzbar: So können akustische 

Schwachstellen an Produkten in der Fertigung einfach 

lokalisiert und entsprechende Maßnahmen abgeleitet 

werden. 

»An zwei Schallquellen 

hätten selbst unsere 

erfahrensten Techniker 

nie gedacht.« 

Matthias Gamisch, Fill 

Unbekannten Geräuschen in der 

Maschine auf der Spur 

Das Beispiel des oberösterreichischen Spezialmaschinenbauers 

Fill zeigt, wie sich mit dem akustischen 

Messsystem Zeit und Kosten einsparen lassen. Bei Maschinen, 

die Profile aus Aluminium produzieren, verstärken 

Hohlräume in den Profilen Schwingungen 

manchmal auf eine höchst eigenwillige Art. Die Geräusche, 

die dabei entstehen, sind zwar deutlich hörbar, 

doch lassen sie sich oft nicht genau orten. Matthias 

Gamisch, Sales Manager bei Fill, hat erst unlängst 

einen solchen Fall erlebt: Während der Abnahme 

machte die Maschine ein Geräusch, das niemand 

identifizieren konnte. Leise, aber doch klar wahrnehmbar. 

Ausgerechnet dieser Kunde wünschte aber aufgrund 

der räumlichen Gegebenheiten in seiner Fabrik 

eine maximale Lärmreduktion. „Für solche Fälle gibt es 

eigentlich eine simple Standardlösung: Man umhüllt 

die gesamte Maschine mit einer Schallschutzverkleidung 

und die Sache ist erledigt“, so Gamisch. 

Die Verkleidung braucht allerdings Platz, was in 

beengten Produktionshallen zu einem Problem werden 

kann. Bei der Maschine, die Fill lieferte, war eine 

Ummantelung aber noch aus einem anderen Grund 

keine Option: Zu einem der wichtigen Features der 

Maschine gehört nämlich ein Fenster, das Einblick in 

ihr Inneres erlaubt, ein Spezialwunsch des Kunden. 

Bei einer Schutzverkleidung hätte das Fenster mit 

verkleidet werden müssen. Für Fälle, wo eine Verkleidung 

nicht in Frage kommt, gibt es natürlich auch eine 

Lösung. Die ist allerdings mehr als aufwendig: 

Man baut auf mehr oder minder begründeten Verdacht 

Komponenten aus, prüft, ob sie möglicherweise 

den Schall verursachen, baut sie wieder ein, baut 

die nächsten aus, bis man den Fehler findet. Oder 

auch nicht. Man kann auch versuchen, mit einem 

Mikrofon über die Maschine streichen, das Geräusch 

aufnehmen und hoffen, dass dort, wo das Geräusch 

am lautesten ist, sich auch tatsächlich die Schallquelle 

befindet. „Das funktioniert leider sehr bedingt, 

denn Schall wird sehr leicht 

abgelenkt und dringt nur 

selten von der Stelle, an der 

er entsteht, direkt nach außen“, 

erklärt Gamisch. 

Zum Glück kannte er eine 

Alternative: den Einsatz 

von akustischen Kameras. 

„Wir hatten schon vorher 

losen Kontakt zu Seven Bel. Jetzt kam der Moment, 

um deren Sound Scanner einmal in einer Reallife-Situation 

auszuprobieren.“ Das Ergebnis war gleich 

mehrfach eine Überraschung. Innerhalb eines Nachmittags 

waren die vier entscheidenden Schallquellen 

identifiziert. Vor allem aber: „Zwei davon hätten wir 

vielleicht auch ohne die Kamera gefunden, die waren 

letztlich logisch. Aber an die zwei anderen hätten 

selbst unsere erfahrensten Techniker nie gedacht“, so 

Garmisch Die Zeitersparnis war immens: Nach rund 

einer Woche, in der die ungewünschten Schallquellen 

durch eine verbesserte Konstruktion ausgeschalten 

wurden, kam die Akustikkamera von Seven Bel 

noch einmal zum Einsatz, und dokumentierte auch 

für den Kunden, dass nun alles in grünem Bereich 

war. Der Fall konnte somit nach nicht einmal zwei 

Wochen als gelöst ad acta gelegt werden. 

Intelligent Testing 

Für Ihre kleinen großen 

Herausforderungen 

www.zwickroell.com 

zwickiLine bis 5 kN 

Manchmal sind es die kleinen Details die den Unterschied 

ausmachen. Egal wie klein oder groß die Prüfherausforderung 

ist, die Prüfmaschine zwickiLine eignet sich für 

die Forschung und Entwicklung genauso hervorragend 

wie für die laufende Qualitätssicherung. 



Prüfung von Mund-Nasen-Schutzmasken 

Smart und sofort einsatzbereit 

Ein Hersteller von FFP2-Schutzmasken setzt seit Kurzem das autonome Bildverarbeitungssystem 

S70 von Inspekto für die Qualitätsprüfung ein. Das mit KI 

ausgerüstete System stellt sicher, dass die Masken den Spezifikationen entsprechen 

und die Fertigungslinie während der Produktion nicht beschädigt wird. 

Bei der nun realisierten Qualitätsprüfung von 

FFP2-Schutzmasken bestand die Aufgabe darin, Fehler 

an den mit Ultraschall geschweißten Masken, am 

metallischen Nasenbügel, am Firmen- und CE-Logo 

sowie an den verschweißten Bändern sicher zu erkennen. 

Die Inspektion des metallischen Nasenbügels 

ist dabei von entscheidender Bedeutung, da defekte 

Metallstreifen die Schneidemaschine in der Produktionslinie 

dauerhaft beschädigen könnten. 

Fehler an den mit Ultraschall 

geschweißten 

Masken, am metallischen 

Nasenbügel, am 

Firmen- und CE-Logo 

sowie an den verschweißten 

Bändern 

werden sicher erkannt. 

Peter Stiefenhöfer 

im Auftrag von 

Inspekto 

www.inspekto.com 

Bild: Inspekto 

Univent Medical ist ein deutscher Hersteller von 

FFP2-Mund-Nasen-Schutzmasken mit Sitz in 

Villingen-Schwenningen. Um die Qualität der Masken 

in einer neuen Produktionslinie sicherzustellen, 

nutzt das Unternehmen das System S70 von Inspekto. 

Dieses ist laut Anbieter das erste eigenständige, 

sofort einsatzbare Bildverarbeitungssystem zur industriellen 

Qualitätssicherung. Im Gegensatz zu herkömmlichen 

Bildverarbeitungslösungen, die maßgeschneidert 

sind und einen komplexen, langen und 

zeitaufwändigen Integrationsprozess erfordern, ist 

S70 ein vollständig konfiguriertes Gerät, das sofort 

einsatzbereit ist und nur die Integration in die Produktionslinie 

erfordert. 

Diese Eigenschaft macht das Produkt 

ideal für Hersteller, die schnell eine zuverlässige 

Lösung für die Qualitätssicherung 

benötigen, ohne die Vorlaufzeiten 

herkömmlicher Bildverarbeitungsprojekte 

abwarten zu müssen, deren Entwicklung 

und Integration häufig mehrere 

Wochen oder sogar Monate dauert. 

System muss sich einfach 

bedienen lassen 

„Eine manuelle Inspektion weist unweigerlich eine 

sehr hohe Fehlerrate auf, was bei der Produktion von 

kritischen Schutzausrüstungen wie Mund-Nasen- 

Schutzmasken nicht akzeptabel ist“, erklärt Jürgen 

Eichinger, Betriebsleiter bei Univent Medical. „Qualität 

steht im Mittelpunkt unserer gesamten Fertigung. 

Deshalb benötigten wir eine flexible Bildverarbeitungslösung, 

die schnell einzurichten und einfach 

zu bedienen ist. Mit Inspekto haben wir den idealen 

Partner für diese Aufgabe gefunden.“ 

S70 arbeite dabei nicht produktspezifisch, sondern 

lerne die Eigenschaften eines neuen Produkts autonom 

in etwa einer Stunde aus nur 20 Gutteilen, wie 

Vanessa Pfau berichtet, Managerin für den Inspekto- 

Standort in Deutschland. Alle Anomalien würden danach 

während der Inspektion angezeigt. 

Zusätzlich zu dem durch das Zeigen von Gutteilen 

erzeugten Toleranzraum hat der Anwender die Möglichkeit, 

Grenzmuster nachlernen zu lassen, die noch 

zulässig sind, aber vom Idealzustand abweichen. Dieses 

Nachlernen ist sehr einfach möglich, da weder 

zusätzliche Hardware noch Software benötigt wird, 

und eine Anpassung in unter einer Minute möglich 

ist. Diese Optimierung kann auch retrospektiv durchgeführt 

werden, da Bilder der Inspektionen lokal vorgehalten 

werden. Das erlaubt dem Anwender, das 

System schon innerhalb einer Stunde nach Erhalt 

produktiv zu nutzen. 

Bei Univent Medical haben diese Möglichkeiten 

der Technologie zu positiven Ergebnissen geführt. 

Mit dem System lässt sich eine genaue und zuverläs- 


Incircuit-Funktionstestsysteme, 

Adaptionen, Kabeltester 

sige Qualitätssicherung durchführen. Masken, die 

Defekte in den untersuchten Bereichen oder fehlerhafte 

Metallstreifen aufweisen, werden zuverlässig 

erkannt. 

Drei parallel arbeitende KI-Module 

sorgen für schnelle Anpassung 

S70 arbeitet dabei auch mit künstlicher Intelligenz 

(KI). Das System umfasst drei unabhängige, parallel 

arbeitenden KI-Module, die nicht jeweils neu konstruiert 

werden müssen, sondern bereits auf dem 

System vorhanden sind. Mit dieser Systemarchitektur 

ist es möglich, die Inspektion durch das bloße Zeigen 

von Gutteilen anzupassen und sofort einzusetzen. 

Zudem wird künstliche Intelligenz auch zur optischen 

Einrichtung und der Lageerkennung eingesetzt. 

Daher können auch Benutzer, die über keine 

Kenntnisse industrieller Bildverarbeitung verfügen, 

das System erfolgreich in der Produktion platzieren. 

»S70 lernt die 

Eigenschaften eines 

neuen Produkts autonom 

in etwa einer Stunde 

aus nur 20 Gutteilen.« 

Vanessa Pfau, Inspekto 

WINGS-FERNSTUDIUM 

Testsysteme für elektronische Flachbaugruppen, 

Module und Geräte für die Qualitätssicherung 

Incircuit- und Funktionstest, Boundary Scan, 

Mehrfachnutzentest, Paralleltest (auch Flashen), 

Displaytest, EOL 

praxisnahe und anwenderfreundliche Testprogrammerstellung, 

hohe Prüfschärfe und Prüftiefe 

breitestes Spektrum an Produkten für das automatische 

Testen aus eigener Entwicklung 

Stand-alone und Inline-Einsatz 

manuelle und pneumatische Adaptionen 

Niederhaltersysteme für bis zu 1000 gefederte 

Kontaktstifte 

austauschbare Adapterplatten (Nadelbett) 

langlebig und geringe Folgekosten 

MCT192 Kabel- und Backplanetester mit 192 

Messkanälen 

Teststecker für viele gängige Kabel 

optionales Lochrasterfeld 

Prüfprogrammerstellung mit Autolern von einem 

 

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System- und Messelectronic GmbH 

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Ein Zusatznutzen ist die Möglichkeit, spontane Adhoc-Prüfungen 

schnell und sicher implementieren zu 

können, um akute Produktionsprobleme zu analysieren 

oder Änderungen am Produktionsprozess zu bewerten. 

Aufgrund der autonomen Architektur unterstützt 

das S70 hierbei sowohl den Inline- als auch 

den Offline-Betrieb. 

„Wir sind sehr stolz darauf, Teil der Bemühungen 

zu sein, die enorme Nachfrage nach hochwertigen 

Schutzmasken in diesen turbulenten Zeiten zu befriedigen“, 

sagt Ofer Nir, CEO von Inspekto. „Eines der 

Ziele von Inspekto ist es, allen kleinen und großen 

Herstellern solcher Schutzausrüstungen eine erstklassige 

automatisierte Lösung für ihre Qualitätssicherung 

zu ermöglichen.“ 

Die Anlage bei Univent Medical wurde mit Mitteln 

der Deutschen Bundesregierung entwickelt. „Mit S70 

war es sehr schnell möglich, die Eigenschaften von 

FFP2-Masken anzutrainieren“, so Vanessa Pfau. „Bei 

künftigen Produktionswechseln sind diese Systeme 

jedoch in der Lage, auch völlig andere Produkte zu 

prüfen.“ 

Master Quality Management 

Technisches QM für Ingenieure 

 

 

9 Studienstandorte bundesweit 

Master of Engineering (M.Eng.) 

Das Original seit 2008. 

wings.de/mqm 


Pharmazeutische Gummistopfen 

werden als 

sicherer Verschluss für 

Ampullen verwendet. 

Bild: Simac Masic 

Qualitätskontrolle von Verpackungskomponenten für Pharmaprodukte 

Kameraverbund prüft in High-Speed 

Die Inspektionssysteme von Simac Masic sichern die Qualität von 

Gummistopfen und Kolben, die für Arzneimittelfläschchen und Spritzen 

verwendet werden. Die eingesetzte Bildverarbeitungstechnik wurde gemeinsam 

mit Stemmer Imaging entwickelt und ermöglicht eine 100-Prozent-Kontrolle von 

mehr als 700 Objekten pro Minute. 

Denis Bulgin 

im Auftrag von 

Stemmer Imaging 

www.stemmer-imaging.com 

Jahr für Jahr werden für die pharmazeutische Industrie 

enorme Mengen an Gummistopfen und 

Kolben in verschiedensten Größen aus den unterschiedlichsten 

Elastomeren hergestellt. Diese Stopfen 

dienen zum Verschließen von Arzneimittelfläschchen 

und werden mit einer Aluminiumkappe fixiert. 

Dabei handelt es sich um Hohlstopfen, durch 

den zur Entnahme des Medikaments 

eine Spritzennadel 

eingeführt wird. 

Eine der wichtigsten Anforderungen 

in der pharmazeutischen 

Industrie ist 

sicherzustellen, dass diese 

Komponenten keinerlei Defekte 

oder Verunreinigungen aufweisen. Die vollautomatischen 

Inspektionssysteme der IM-Serie des 

»Die Fehler - 

erkennungsrate liegt 

bei über 99 %.« 

Roberto Griguoli, Simac Masic 

niederländischen Unternehmens 

Simac Masic wurden speziell für 

diese Aufgabenstellung konzipiert. 

Dabei werden High-Speed-Bildverarbeitungssysteme 

mit mehreren 

Kameras eingesetzt, die in Zusammenarbeit 

mit Stemmer Imaging 

entwickelt wurden. Die Systeme 

der IM-Serie sind für die Qualitätskontrolle von 

Gummistopfen und Kolben und für den Einsatz in einer 

Reinraumumgebung der ISO-Klasse 5 konzipiert. 

Sie sind modular aufgebaut und bestehen aus einem 

Zuführungssystem, zwei Bildverarbeitungsstationen 

mit Farbkameras, einem Metalldetektor, einem automatischen 

Probenauswurf an zwei Positionen sowie 

der Option zur Integration zusätzlicher 

Module für Dimensionsmessung 

und Beschichtungsprüfung. 

Die Prüfteile bewegen sich 

kontinuierlich durch die beiden 

Bildverarbeitungsstationen und 

den Metalldetektor, wobei fehlerhafte 

Produkte entweder nach der ersten Prüfstation 

oder nach der zweiten Inspektion und dem Metalldetektor 

automatisch ausgeschleust werden. Die Stopfen 

oder Kolben werden an einem Ende der Maschine 

zugeführt und am anderen automatisch in verschiedene 

Behälter für Gutteile, Schlechtteile und Stichproben 

sortiert. Beide Komponenten können in derselben 

Maschine inspiziert werden, wobei die eingesetzten 

Zuführungssysteme das flexible Handling 

vom 0,5-ml-Kolben bis hin zum Stopfen mit 32 mm 



Durchmesser erlauben. Das System ist in der Lage, je 

nach Ausführung der Komponenten mehr als als 700 

Objekte pro Minute zu inspizieren. 

Anspruchsvolle Inspektion 

In der ersten Bildverarbeitungsstation sind zwei 

hochauflösende Kameras im Einsatz, welche die 

Oberseite des Stopfens und die steilen Innenwände 

des Hohlstopfens auf Defekte wie zum Beispiel Markierungen, 

kosmetische Defekte, Einschlüsse, Dellen, 

Partikelablagerungen oder Fasern untersuchen. Die 

Inspektion des Hohlraums sowie der Innenwände des 

Stopfens ist besonders anspruchsvoll und erfordert 

neben einer präzisen Positionierung auch die sorgfältige 

Auswahl der Beleuchtung und entsprechende 

Objektive. 

Ein ähnlicher Ansatz wird für die Kolben verwendet. 

Da deren Hohlräume jedoch wesentlich kleiner 

sind, wird eine Kamera mit Weitwinkelobjektiv eingesetzt. 

Die Stopfen und Kolben werden aus einer Vielzahl 

von Elastomergemischen hergestellt. Hier sollen 

Farbkameras sicherstellen, dass helle Farbfehler 

auf hellen Produktgemischen identifiziert werden können. 

Ein Druckluftauswerfer bläst alle Teile, die diese 

Prüfung nicht bestehen, in einen Ausschussbehälter. 

Die zweite Prüfstation besteht aus einem kompakten 

Arrangement aus mehreren Kameras. Vier davon 

sind um das Prüfobjekt herum angeordnet, um alle 

Seitenflächen vollständig zu erfassen. Eine weitere 

Kamera ist nach unten gerichtet und bildet die Oberseite 

des Stopfens ab. Alle Inspektionen werden 

gleichzeitig ausgelöst. Zudem bietet die Kameraanordnung 

Platz für optionale Kameras zur Dimensionsmessung 

und Prüfung von Oberflächenbeschichtungen. 

Bewegungen lassen sich einfrieren 

Der hohe Prüfdurchsatz stellt besondere Anforderungen 

an die Bilderfassung und -verarbeitung sowie an 

die Datenauswertung und -speicherung. Das hochauflösende 

Bildverarbeitungssystem liefert kontrastreiche 

Bilder mit geringer geometrischer Verzerrung, 

so dass kleinste Defekte identifiziert werden können. 

Die für jede Kamera verwendeten individuellen Beleuchtungen 

werden im gepulsten Overdrive-Modus 

betrieben. Dadurch lässt sich die Bewegung der Prüfteile 

einfrieren, um Bildunschärfe zu vermeiden, und 

gleichzeitig eine ausreichende Lichtintensität für die 

in Hochgeschwindigkeits-Prozessen üblichen kurzen 

Shutter-Zeiten zu erzielen. Die Kameras sind mit 

leistungsstarken Windows-10-basierten Industrie- 

PCs vernetzt, die mit der gleichen Bildverarbeitungssoftware 

arbeiten, mit der auch die Anwendungen 

entwickelt werden. 

„Die Fehlererkennungsrate liegt bei über 99 %, 

wobei die aktuellen Inspektionsgeschwindigkeiten 

durch das mechanische Zuführungssystem begrenzt 

sind – das Bildverarbeitungssystem könnte durchaus 

eine höhere Inspektionsrate bewältigen“, sagt Roberto 

Griguoli, Manager Engineering bei Simac Masic. 

„Darüber hinaus können wir Zusatzmodule für die Inspektion 

anbieten und sind immer gerne bereit, mit 

unseren Kunden über ihre spezifischen Anforderungen 

zu sprechen und gegebenenfalls zusätzliche Anpassungen 

vorzunehmen. Wir bieten unseren Kunden 

umfassenden Support, bei Bedarf auch einen Remote-Zugriff 

zur Überwachung des Maschinenstatus.“ 

Bild: Simac Masic 

Webhinweis 

Dieses Video zeigt das Inspektionssystem 

und die Bildverarbeitung in Aktion: 

http://hier.pro/GqnWQ 

Die IM-Serie von 

Simac wurde speziell 

zur automatisierten 

Inspektion von pharmazeutischen 

Gummistopfen 

entwickelt. 


» TECHNIK 

Materialprüfungen 

Flexibler mit zwei Achsen 

Die Integration einer Torsionsfähigkeit in ein axialdynamisches Prüfsystem 

bietet Vorteile bei der Prüfung und Modellvalidierung biomedizinischer Teile 

während des gesamten Konstruktionszyklus. Die Bedingungen, denen etwa 

Knochenschrauben später ausgesetzt sind, lassen sich so besser nachbilden. 

Die mechanische Charakterisierung medizinischer 

Knochenschrauben wird typischerweise 

gemäß ASTM F543 – 17 durchgeführt wird. Die Norm 

beschreibt die Verfahren von vier separaten Tests zur 

vergleichenden Bewertung der Torsions- und Zugeigenschaften 

von medizinischen Knochenschrauben, 

die zur Charakterisierung ihrer Haltbarkeit während 

und nach dem Einbringen dienen. 

Das erste Prüfverfahren dient zur Ermittlung der 

Torsionsstreckgrenze und des Bruchdrehmoments 

von Schrauben, während das zweite zur Ermittlung 

der maximalen Eindreh- und Ausdrehmomente verwendet 

wird. Dies ist entscheidend für das Verständnis 

der sicheren Betriebsbedingungen während der 

Probe und Spannvorrichtung für den 

Eindrehmomenttest einer medizinischen 

Knochenschraube in Knochenersatzmaterial 

im Rahmen der Prüfung 

nach ASTM F543. 

Bild: Instron 

Operation ohne Risiko für das Bauteil, die Werkzeuge 

oder den Patienten. 

Das dritte Verfahren bestimmt die axiale Auszugskraft 

und hilft dabei, die Trag- oder Klemmkapazität 

für die Platte zu modellieren, die damit befestigt 

werden soll. Test 4 in der Norm wird speziell für eine 

Untergruppe von selbstschneidenden Schrauben verwendet, 

um eine „Selbstschneidekraft“ zu ermitteln – 

die Kraft, die erforderlich ist, um das anfängliche 

„Einbeißen“ der Schraube in ein Knochenersatzmaterial 

zu erreichen. 

Insgesamt erfordert diese Gruppe von Tests verschiedene 

Arten der präzisen und komplexen Regelung 

und Messung der axialen und torsionalen Belastung. 

Am Beispiel der „selbstschneidenden Kraft“ bedeutet 

dies das Aufbringen und Messen einer variablen 

axialen Belastung sowie einer Rotation und eines 

Drehmoments. Das heißt, die Kraft, mit der die 

Schraube in das Knochenersatzmaterial gepresst 

wird, wird erhöht, während sie gleichzeitig gedreht 

wird, bis die Selbstschneidekraft erreicht ist. Aus der 

Betrachtung der Testdaten von drei Sensoren können 

Tests als erfolgreich oder als Misserfolg gewertet 

werden, wobei eine Zeitersparnis möglich ist, wenn 

die Testdaten live betrachtet werden können. Ein 

„Selbstschneiden“ liegt dann vor, wenn auf einen 

schnellen Abfall der Axiallast direkt ein Anstieg des 

Drehmomentwertes folgt, verbunden mit einem stetigen 

Anstieg der axialen Verschiebung. 

Bei anspruchsvollen Normen wie der ASTM F543 

würde eine einaxiale Ausführung den Einsatz von 

mehr als einem Prüfgerät erfordern. Mit einem vollständig 

regelbaren kombinierten Axial-Torsions-System 

kann der Benutzer jedoch nahtlos von Prüfung 1 

bis 4 übergehen, wobei nur eine geringfügige Anpassung 

der Spannvorrichtung erforderlich ist. 

Toby Lane 

Biomedizinischer 

Anwendungsingenieur 

Instron 

www.instron.de 

Bild: Instron 

Viele Normen schreiben Prüfungen 

in zwei Achsen vor 

Die Vielfalt der Normen und Anwendungen, die eine 

Prüfung in zwei Achsen zur Validierung erfordern, 

geht über Knochenschrauben aber weit hinaus. So 

gibt es zum Beispiel die ASTM F1717 für Wirbelsäu- 


lenkäfige, die im Körper sowohl Scherkräften als 

auch Zug- und Druckbelastungen ausgesetzt sind, 

oder auch die ISO 11608 und ISO 11040 für die Prüfung 

von Dosierwahlschaltern an Injektionspens und 

Autoinjektoren, bei denen die kombinierte biaxiale 

Regelung durch eine intelligente Steuerung der Aktuatorbewegung, 

die eine Feder im Betrieb genau 

nachahmt, weitergeführt wird. Darüber hinaus gibt 

es weitere Anforderungen für die Industrie wie etwa 

die ASTM D7860–1 für kindersichere und nicht-kindersichere 

Verpackungen wie Tablettenbehälter. 

Über die bloße Einhaltung von Prüfstandards hinaus 

können Unternehmen, die ihre interne Produktverifizierung 

so nah wie möglich an die Lebensdauer 

heranführen, die Zeit bis zur Produktfreigabe drastisch 

verkürzen. Einige FDA-Richtlinien zur Produktentwicklung 

betonen ausdrücklich die Notwendigkeit 

und den Nutzen eines hierarchischen Ansatzes 

beim Testen, Modellieren und Validieren, angefangen 

bei den Materialien über die Strukturelemente, bevor 

das gesamte Bauteil betrachtet wird. Daher haben 

sich viele Tests vom einfachen „Auf und Ab“ oder 

„Drehen nach links und rechts“ weiterentwickelt. 

Das Diagramm zeigt die Bedingungen eines abgeschlossenen Selbstgewindeschneidens als 

Teil des vierten Tests in ASTM F543. Sobald die erforderliche Axiallast erreicht ist, 

beginnen die Messwerte für das Drehmoment und die axiale Verschiebung gleichzeitig zu 

steigen, was zu einem schnellen Abfall der Axiallast führt. 

Prüfsysteme arbeiten 

ohne Hydraulik 

Die Integration einer Torsionsfähigkeit in ein axialdynamisches 

Prüfsystem, wie bei der Electropuls-Baureihe 

von Instron umgesetzt, bietet die Möglichkeit, 

die Bedingungen, denen biomedizinische Geräte im 

Betrieb ausgesetzt sind, besser nachzubilden. Je vielseitiger 

ein einzelnes Prüfsystem ist, desto besser 

und größer ist der Nutzen für biomedizinische Labore. 

Dies gilt insbesondere für elektrodynamische Systeme, 

die einfach über eine Steckdose angeschlossen 

werden und keine Hydrauliköl-Versorgung benötigen. 

Hydrauliköl kann viele Polymere und Beschichtungen 

im Labor oder auf den Prüfkörpern selbst beschädigen 

und ist außerdem schädlich oder giftig für Gewebe 

und Zellkulturen. 

Mit ihrem leisen, ölfreien Betrieb und ihrem geringen 

Platzbedarf sind die Systeme laborfreundlicher 

als ihre servohydraulischen Pendants. Integrierte 

elektrodynamische Systeme haben außerdem einen 

viel geringeren Energiebedarf als hydraulische Pumpen, 

was zu geringeren Betriebskosten und einer reduzierten 

CO 2 

-Bilanz führt. Die Möglichkeit, alle Prüfungen 

mit einem einzigen System durchzuführen, 

spart daher Zeit, Platz und Geld. 

Die Prüfgeräte der Electropuls-Baureihe verfügen 

über eine sehr hohe dynamische Leistungsfähigkeit, 

die mit hohen Datenerfassungsraten, adaptiven 

Funktionen innerhalb der Controller-Firmware und 

der Möglichkeit, zusätzliche Sensoren für die Aktuatorsteuerung 

zu verwenden, die optimale Versuchssteuerung 

ermöglicht. Die Rechenleistung ermöglicht 

außerdem, dass kundenspezifische Berechnungen für 

jeden Zyklus „live“ ausgeführt werden können. Dies 

hat Vorteile bei der Reduzierung der Notwendigkeit 

von Nach-Test-Arbeit, unterstützt aber auch ausgeklügelte 

Regelalgorithmen und nicht standardisierte 

Wellenformen, was bedeutet, dass die Testergebnisse 

viel mehr Erkenntnisse bieten können als nur grundlegende 

mechanische Eigenschaften. 

Einige Hersteller von Wearables beispielsweise haben 

sich dafür entschieden, Tests auf der Basis von 

Energieabsorptions-Feedback zu steuern. In ähnlicher 

Weise können spezielle Schuhe und Prothesen 

buchstäblich auf Herz und Nieren geprüft werden, 

basierend auf Aufzeichnungen der täglichen Bewegungen 

des Benutzers, die als Wellenformdaten verwendet 

werden. 

Webhinweis 

Wie sich mit Electropuls-System E3000 Tests 

an metallischen Knochenschrauben nach 

ASTM F543 durchführen lassen, erklärt Instron 

in diesem Video: 

http://hier.pro/hSbbr 

Bild: Instron 


Die Auslegung von 

Kegelrädern ist eine 

komplexe Aufgabe. 

Der Entwicklungsin - 

genieur muss dabei 

viele gegensätzliche 

Zielsetzungen berücksichtigen. 

Bild: Klingelnberg 

Betriebsfestigkeit von Zahnrädern 

Berechnung statt Dauerlauf? 

Das Prüfen der Betriebsfestigkeit ist bei Zahnrädern aufwendig. Nun lässt sich 

deren Lebensdauer je nach Auslegung mit einer Software berechnen. Das Tool 

von Klingelnberg basiert auf Forschungs- und Entwicklungsarbeiten zur 

Lebensdauerberechnung von Werkstoffen. 

Die Auslegung von Kegelrädern ist eine 

komplexe Aufgabe. Im Gegensatz 

zu Stirnrädern wird immer ein Zahnradpaar 

entworfen. Der Entwicklungsingenieur 

muss viele gegensätzliche Zielsetzungen 

berücksichtigen. Dazu gehören 

unter anderem die Mindestabmessungen, 


Dr. Hartmuth Müller 

Head of Technology 

and Innovation 

Klingelnberg 

www.klingelnberg.com 

maximale Tragfähigkeit, Geräuschminderung 

und Herstellbarkeit auf den Maschinen 

in der Produktion. 

Ein Aspekt bleibt dabei häufig im Hintergrund: 

Wie ist es um die Betriebsfestigkeit 

des Zahnrads bestellt? Wenn die 

maximale Belastung auf einem Zahn 

nicht die Belastungsgrenzen des Werkstoffs 

überschreitet, kehrt der Zahn wieder 

in seinen Anfangszustand zurück, 

nachdem die Last nicht mehr anliegt. Diese 

Annahme ist für mehrere hundert Belastungen 

zutreffend. Wenn man jedoch 

von mehreren Millionen Belastungen 

spricht, dann treten Schäden an der Verzahnung 

bereits bei Belastungen weit unter 

den Belastungsgrenzen des Werkstoffs 

auf. Dieses Phänomen wird als Ermüdung 

bezeichnet. Das Prüfen der Betriebsfestigkeit 

ist eine zentrale Kompetenz von 

OEMs und Tier1-Lieferanten von Zahnrädern 

und erfolgt durch zeitaufwändiges 

Prüfen von Getrieben. 

Diese Prüfungen werden mit einem empirisch 

definierten Lastkollektiv ausgeführt, 

welches dieselben Schäden bewirkt, 

wie sie unter realen Einsatzbedingungen 

in der Praxis entstehen. Eine der Maschinen, 

die für diese Dauerlaufprüfungen an 

Kegelrädern eingesetzt werden, ist der 

Oerlikon Kegelrad-Prüfstand TS 30. 

Doch die Prüfung jeder Auslegung ist 

mit hohem Kosten- und Zeitaufwand verbunden. 

Daher hat Klingelnberg hat sein 

Softwarepaket Kimos (Klingelnberg Integrated 

Manufacturing of Spiral Bevel Gears) 

um ein Modul zur Berechnung der 

Lebensdauer eines Kegel- oder Hypoidradsatzes 

erweitert – sowohl für die Auslegung 

von Face Hobbing als auch von 

Face Milling. Das Tool basiert auf den 

neuesten F&E-Arbeiten zur Lebensdauerberechnung 

von Werkstoffen. 

Für die Berechnung der Betriebsfestigkeit 

eines Kegelrads müssen drei grundlegende 

Elemente bekannt sein: die präzise 


Form der Verzahnung, die Eigenschaften 

des Werkstoffs und das Laufverhalten des 

Radsatzes. Alle diese Elemente werden in 

Kimos berücksichtigt. Die Berechnung der 

Betriebsfestigkeit erfolgt mithilfe der Miner-Regel 

auf Basis der linearen Schadensakkumulationshypothese. 

Eine Kombination aus dem Lastkollektiv, 

der Belastungskonzentration auf der 

Zahnflankenoberfläche sowie der Biegebelastung 

im Zahnfuß und den zyklischen 

Spannungsdehnungseigenschaften des 

Werkstoffs ermöglichen eine Vorhersage 

der Schadensakkumulation eines Zahnradpaars. 

Wenn die Summe der Schadensakkumulation 

für Grübchen und Zahnbruch 

vorliegt, lässt sich die Lebensdauer 

des Kegelradsatzes durch Kimos berechnen. 

Um ein Lastkollektiv mit einer sehr begrenzten 

Anzahl an Lastfällen zu erzeugen, 

muss eine der Zählmethoden für die 

Lastzyklen verwendet werden. Wenn mit 

realen Lastbedingungen begonnen wird, 

die viele verschiedene Lastzyklen wie beispielsweise 

das Rainflow-Zählverfahren 

umfassen, können diese zyklischen Ereignisse 

gezählt werden. Dadurch ist es möglich, 

reale Einsatzbelastungszyklen mit einer 

stark begrenzten Anzahl an Lastfällen 

in ein Lastkollektiv umzuwandeln. 

Es stellt sich die Frage, ob die Berechnung 

der Lebensdauer von Zahnrädern künftig 

Dauerlaufprüfungen ersetzen kann. Die 

Antwort lautet eindeutig nein. Die Berechnung 

der Betriebsfestigkeit ermöglicht 

jedoch das sehr effektive Vergleichen 

verschiedener Auslegungen. Die erwartete 

Lebensdauer eines Zahnradpaars 

kann ziemlich präzise bewertet werden, 

wenn Daten zur Dauerlaufprüfung für eine 

der Auslegungen vorliegen. Deshalb 

befähigt Kimos den Entwicklungsingenieur, 

eine Auslegung zu erstellen, die 

nicht nur die Anforderungen hinsichtlich 

Geometrie und Geräuschentwicklung erfüllt, 

sondern auch die Ermüdungslebensdauer 

berücksichtigt. 

Ein Beispiel (siehe Bilder rechts) zeigt 

zwei Auslegungen mit denselben Abmessungsdaten, 

aber unterschiedlichen Modifikationen 

der Zahnflankenform. Die 

Zahnrad-Daten sind z=13/38 Zähne, der 

äußere Teilkreisdurchmesser des Tellerrads 

ist 250 mm und der Hypoid-Achsversatz 

beträgt 20 mm. Eine Auslegung hat 

eine Lebensdauer von circa 14.000 h, die 

durch die Zahnfuß-Spannung am Ritzel 

begrenzt ist, während die andere Auslegung 

eine Lebensdauer von rund 34.000 h 

zeigt, wobei auch hier die berechnete 

Ausfallursache der Zahnbruch am Ritzel 

sein wird. 

Kimos befähigt den Entwicklungsingenieur 

somit, nicht nur das Geräuschverhalten 

und die Lasttragfähigkeit, sondern 

vielmehr die Lebensdauer eines Radsatzes 

für gegebene Lastfälle zu optimieren. Dies 

eröffnet neue Potenziale bei der Leichtbauweise 

und ermöglicht effizientere und 

robustere Zahnradauslegungen. 

Vergleich verschiedener 

Auslegungen ist möglich 

Lastkollektiv und Wöhlerkurven der Verzahnung ohne und mit Zahnflankenmodifikation: Das 

Beispiel zeigt zwei Auslegungen mit denselben Abmessungsdaten, aber unterschiedlichen Modifikationen 

der Zahnflankenform. Die Zahnrad-Daten sind z=13/38 Zähne, der äußere Teilkreisdurchmesser 

des Tellerrads ist 250 mm und der Hypoid-Achsversatz beträgt 20 mm. Die obere 

Auslegung hat eine Lebensdauer von circa 14.000 h, die durch die Zahnfuß-Spannung am Ritzel 

begrenzt ist, während die untere Auslegung eine Lebensdauer von rund 34.000 h zeigt, wobei 

auch hier die berechnete Ausfallursache der Zahnbruch am Ritzel sein wird. 



» TECHNIK 

Steuerplatinen für die Elektromobilität 

Testen unter hoher Spannung 

Für einen Hersteller elektronischer Thermosysteme, die für die Temperaturregulierung 

und Entfeuchtung im Pkw-Innenraum sowie für die Enteisung der 

Scheiben sorgen, hat MCD Elektronik zwei zusammengehörige Testsysteme 

entwickelt. Mit diesen werden die Steuerplatinen geprüft und gemessen. 

» Tobias Stange, Marketing Coordinator, MCD Elektronik 

Elektronische Thermosysteme haben 

mit der Elektromobilität Einzug in 

die Automobilbranche gehalten. Deren 

Steuerplatinen müssen einerseits funktional 

geprüft und andererseits vermessen 

werden, um einen dauerhaften Wirkungsgrad 

von bis zu 95 % zu gewährleisten. 

Gleichzeitig übernimmt die Steuerplatine 

auch das Batteriemanagement. Dabei 

wird die Autobatterie permanent auf Betriebstemperatur 

gehalten, um der Kälteempfindlichkeit 

bei niedrigen Außentemperaturen 

vorzubeugen. 

Der End-Of-Line Tester von MCD Elektronik, 

der im VTS-Standard modular aufgebaut 

ist, prüft die PCBs funktional, was 

unter anderem Schaltungsvorgänge mit 

bis zu 500 V beinhaltet. Dies stellt die 

Durch die Prüfung der Steuerplatinen 

mit zwei Stationen wird ein Wirkungsgrad 

von bis zu 95 % erreicht. 

Spannung des Hochvolt-Bordnetzes im 

Automobil dar. Für die Steuerung des 

Thermosystems im Fahrzeug werden Bedienelemente 

und Taster in der Mittelkonsole 

implementiert, die mit der Steuerplatine 

per LIN-Protokoll kommunizieren. 

Da diese Bedienelemente während 

der Produktion noch nicht angeschlossen 

sind, simuliert das von MCD entwickelte 

LIN-CAN-Remote-Modul im Testsystem 

die Schaltungen der Bedienelemente im 

Dauerlauf. Darüber hinaus wird auch die 

Kommunikation mit den Heizelementen 

durch den EOLT simuliert, um die verlustfreie 

Leistungsübergabe von maximal 7 

kW zu verifizieren. 

Damit es hierbei nicht zu Leistungsverlusten 

kommt, müssen auf der Platine 

Bi 

ild : MCD Elektronik 

verbaute Bipolartransistoren mit isolierter 

Gate-Elektrode (IGBTs) positionsgenau 

vermessen werden. Denn nur bei exakter 

Lage der angelöteten IGBTs können die 

Kühlflächen später bei der Verbauung 

ganzheitlich kontaktiert werden. Diese 

Vermessung übernimmt die zweite Teststation 

mit einem integrierten Laser-Profilsensor 

der Firma Keyence. Der Sensor 

misst mit einer Genauigkeit von 0,005 

mm und erkennt falsch positionierte Elemente 

vor der Verbauung. Wäre dies nicht 

gewährleistet, könnte eine nicht abgeführte 

Verlustleistung zur Zerstörung des 

Moduls und damit zu einem Ausfall des 

Heizsystems führen. 

Für Sebastian Faaß aus der Hardware 

Application von MCD Elektronik war die 

Entwicklung in vielerlei Hinsicht ein sensibles 

Projekt: „Durch die hohen Spannungen, 

mit der Autobatterie und Heizsystem 

in 

die Fahrzeugarchitektur eingebunden 

sind, sind diverse Hochspan- 

nungssicherheitseinrichtungen innerhalb 

der Testadaptionen notwendig. Um dabei 

sowohl die Entwicklungsingenieure im 

Aufbau als auch das Testpersonal im späteren 

Betrieb ausreichend zu schützen, 

wurden mehrere Sicherheitsmechanismen 

in das System integriert.“ So muss zu je- 

der Zeit gewährleistet werden, dass keine 

Schaltung mit 500 V durchgeführt wird, 

während Türen oder Adapterhauben geöffnet 

sind. Aus diesem Grund wurden al- 

le Verriegelungen mit Kontaktsicherungen 

versehen, die über ein zertifiziertes Si- 

miteinander gekoppelt 

cherheitssystem 

sind. Ist eine Verriegelung nicht aktiv oder 

besteht eine potentielle Fehlbedienung, 

kann der 

Testprozess nicht durchgeführt 

werden. 


NEWS & PRODUKTE « 

Modulares Prüfsystem 

Verkürzt die Umrüstzeiten 

Für Wirbelstrom- und optische Prüfungen 

an Bauteilen wie Schrauben oder Bolzen 

eignet sich das modulare System Mexs 

400 von Law NDT. Die Standard-Variante 

besteht aus zwei gegenüberliegenden 

Modulschächten und kann vor Ort auf 

den Einsatz von bis zu zehn vorgefertigten 

und standardisierten Modulen erweitert 

werden. Bevorstehende Prüfaufgaben 

für neue Produkte werden mit dem Kunden 

im Vorfeld besprochen und projektiert. 

Die Module werden dann von Law 

NDT vorgerüstet. Bei der Mexs 400 hat 

Law NDT den herkömmlichen Teller mit 

seinen immer größer werdenden Durchmessern 

durch eine ovale Transportstrecke 

ersetzt. Und aus den bekannten, fest 

installierten Prüfstationen wurden einzelne, 

flexible Module, die jederzeit in die 

Anlage eingeschoben werden können. 

Diese melden sich vollautomatisch im 

System an. Durch den modularen Aufbau 

und die Trennung zwischen Materialtransport 

und Messsystem können erstmals 

auch mehrere verschiedene Produkte 

gleichzeitig in einem Prozess geprüft 

werden. Man ist nur abhängig von der 

Anzahl der Modulplätze sowie der montierten 

Zuführ- und Auswurfplätze. Engstellen 

im Teilefluss werden bei der Mexs 

400 durch die Zuführung auf einer durchgehenden 

Ebene von der Führungsschiene 

zum Transportsystem eliminiert. 

Bild: Law NDT 


KI-Software als Beschleuniger bei der Metall-Inspektion 

Bild: Covision Lab 

Die Software Covision Quality von Covison 

Lab automatisiert und skaliert die 

Qualitätskontrolle an Metallen 

durch den Einsatz von Künstlicher 

Intelligenz (KI). Genauer gesagt, 

werden dabei Computer Vision 

und Deep Learning Technologie 

genutzt. Durch den Einsatz 

von „Unsupervised Learning“ 

(Deutsch: Unüberwachtes Lernen) 

kann die Software in kurzer 

Zeit ein fehlerfreies Metallteil 

von einem fehlerhaftem Metallteil unterscheiden. 

Durch den darauffolgenden Einsatz von 

„Transfer Learning“ (Deutsch: Übertragendem 

Lernen) können diese bereits gewonnen 

Erkenntnisse auf andere Metallteile 

übertragen werden. Die Software 

verbessert sich selbst dadurch kontinuierlich. 

Der für die Inbetriebnahme des Bildverarbeitungssystems 

benötigte Zeitaufwand 

lässt sich mit der Software pro Metallteil 

von zwei Wochen im Durchschnitt auf 

zwei Tage reduzieren. 

Additive Fertigung 

Wenn Neutronenstrahlen Spannungen messen 

Die Bundesanstalt für Materialforschung 

und -prüfung (BAM) hat die inneren 

Spannungen additiv gefertigter Teile erstmals 

zerstörungsfrei an komplexen Bauteilen 

gemessen – und zwar mit einem 

Neutronenstrahl. Gelungen ist dies an 

Gasturbinenschaufeln aus einer Nickel- 

Legierung. Durch den lokalen Wärmeeintrag 

des Lasers und die schnelle Abkühlung 

entstehen im Fertigungsprozess 

Spannungen im Material. Eliminieren lassen 

sich diese bislang durch nachträgliche 

Wärmebehandlung. Doch die kostet 

Zeit und Geld. Feststellen lassen sich die 

Spannungen durch Röntgenstrahlen, 

doch die dringen nicht tief ins Bauteil ein 

und sie stoßen bei filigranen Hohlstrukturen 

aufgrund der geometrischen Komplexität 

an ihre Grenzen. 

Neutronenstrahlen hingegen dringen tiefer 

ein und werden an spannungsreichen 

Stellen von der Gitterstruktur der Atome 

auf charakteristische Weise gebeugt. Entscheidend 

war, die Messpunkte mit Computertomografie 

möglichst genau zu lokalisieren. 

Sie konnten unter Beschuss 

mit Neutronen exakt verortet werden und 

damit auch die Spannungen. In einem 

nächsten Schritt will die BAM herausfinden, 

welche Parameter während des 

3D-Drucks zu Spannungen führen können. 

Bild: BAM 


» NEWS & PRODUKTE 

Machine Learning 

KI-Plattform mit Amazon Web Services 

Eine neue KI-Plattform für Machine Vision 

von Basler basiert auf den Services für 

künstliche Intelligenz und maschinelles 

Lernen (KI/ML) von Amazon Web Services 

(AWS). Sie ermöglicht Kunden den reibungslosen 

Einsatz von KI-basierten Anwendungen 

etwa im Bereich Qualitätskontrolle. 

Die Plattform umfasst eine Basler-Kamera, 

eine Embedded-Processing- 

Einheit mit allem notwendigen Zubehör 

und Baslers Pylon-Camera-Software- 

Suite. Sie verfügt außerdem über einen 

vollständig integrierten Edge-to-Cloud- 

Software-Stack einschließlich 

des AWS Panorama Device SDK. 

Baslers KI-Plattform für Machine 

Vision schließt die Lücke zwischen 

Cloud-Dienstleistungen 

und lokaler Bildverarbeitung. Sie 

integriert Vision-Hardware und 

Edge Computing mit Cloud-Services 

und stellt so End-to-End- 

Lösungen für maschinelles Lernen 

bereit. Mit der Integration 

des Panorama-Device-SDK von AWS ermöglicht 

die Plattform die Nutzung einer 

einheitlichen Architektur, um verschiedene 

Anwendungsbereiche zu adressieren. 

Bild: Basler 

Koordinatenmesstechnik 

Computertomografie wird schneller und besser 

Dem Forschungsprojekt 

Advanct 

(Advanced Computed 

Tomgraphy for 

dimensional and 

surface measurements 

in industry) 

ist es gelungen, 

Qualität und Geschwindigkeit 

der 

Koordinatenmesstechnik mit Computertomografie 

(CT) deutlich zu verbessern. 

Dies beinhaltet eine Genauigkeitssteige- 

Bild: PTB 

rung um einen Faktor von 2 bis 8 und eine 

Reduzierung der Messzeit auf einige Minuten. 

Die Forscher gehen davon aus, 

dass diese Fortschritte die Anwendungen 

der CT-Technologie erheblich erweitern 

werden. Zu den Schwerpunkten der Arbeiten 

der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt 

(PTB) innerhalb des Projektes 

gehört unter anderem die Entwicklung 

besserer Methoden zur Einmessung von 

CT-Systemen, um die Genauigkeit von CT- 

Messungen zu steigern. Außerdem geht 

es um die Korrektur von Messabweichun- 

gen, die durch Effekte in der Röntgenquelle 

und im Detektor entstehen. Auch 

werden verbesserte Verfahren zur Messung 

von Freiform- und Multimaterial- 

Objekten entwickelt sowie eine verbesserte 

Schätzung der Messunsicherheit. 

Die Projektverantwortlichen erhoffen sich 

durch die Ergebnisse von Advanct vor allem 

eine Stärkung der europäischen Hersteller 

von hochentwickelten Präzisionsteilen 

und -systemen, die fortschrittliche 

Messmöglichkeiten für Qualitätskontrolle 

und Entwicklung benötigen. 


Breiter Wellenlängenbereich in einer Kamera 

Die neuen Kameras Exo 990, Exo 991 und 

FXO 990 von SVS-Vistek decken einen extrem 

breiten Wellenlängenbereich vom 

sichtbaren Vis- bis in den unsichtbaren 

Swir-Bereich ab. Sie sind außerdem kostengünstig 

und in der Anwendung mit 

Gen-Icam-Interface so einfach wie ganz 

normale Industriekameras. Die Kombination 

des herkömmlichen sichtbaren Wellenlängenbereichs 

mit dem NIR-Bereich 

in einer einzigen Kamera führt zu geringeren 

Kosten beim Aufbau von Inspektionssystemen. 

Sowohl die Exo 990 als auch die FXO 990 

Kamera liefern Bilder mit 1,3 MP Auflösung 

(1280 x 1024 Pixel). Die Exo 991 Kamera 

eignet sich mit ihrem 0,3 MP-Sensor 

(640 x 512 Pixel) für Anwendungen 

mit geringeren Anforderungen an die 

Auflösung. 

Die Pixelgröße von nur 5 μm führt zu einem 

kompakten Sensorformat mit einer 

Diagonalen von nur 8,2 mm (Exo 990, 

FXO 990) beziehungsweise 4,1 mm (Exo 

991) und ermöglicht dadurch den Einsatz 

kleiner, kostengünstiger Objektive. 

Bild: SVS-Vistek 


Fertigungsmesstechnik 

100 statische Messungen in 2 Sekunden 

Das optische Highspeed-Formmesssystem 

Roundtracer Flash von Mitutoyo erreicht 

den Messbereich durch die Kaskadierung 

mehrerer feststehender 2D-Kameras. Dabei 

werden Bilder von unterschiedlichen 

Sensoren aufgenommen und dann zu einem 

einzigen Werkstückbild zusammengefügt, 

das keinerlei Brüche oder Lücken 

an den Übergängen aufweist. Der Roundtracer 

Flash kann Werkstücke mit einer 

Länge von bis zu 300 mm messen, ohne 

dass eine vertikale Bewegung der Sensoren 

oder des Werkstücks notwendig ist. 

Die Messung erfolgt nahezu 

verzögerungsfrei. Das Gerät 

kann 100 statische Messungen 

in gerade einmal 2 s durchführen 

– wobei es keine Rolle 

spielt, wie die Messabschnitte 

entlang des Werkstücks verteilt 

sind. Da die Erfassung der 

2D-Bilder keine Bewegung 

entlang der Z-Achse erfordert, 

bleibt die Konsistenz der Profile und 

Werkstückgeometrien über Millionen von 

Zyklen hinweg stabil. Dieser schonenden 

Funktionsweise ist es auch zu verdanken, 

dass sich die Wartungsmaßnahmen auf ein 

absolutes Mindestmaß beschränken. 

Bild: Mitutoyo 

3D-Laserscanner 

Für Laser Tracker und mobile Messarme gleichermaßen 

Bild: Hexagon 

Der Absolute Scanner AS1 von Hexagon 

kombiniert hohe Präzision mit einer automatisierbaren 

Datenerfassungsrate von 

1,2 Mio. Punkten pro Sekunde. Der neue 

Laserscanner bietet zudem eine hohe Interoperabilität, 

da er als erster Scanner 

sowohl mit Laser Tracker- als auch mobilen 

Messarm-Systemen zum Einsatz 

kommt. Bei der Verwendung mit einem 

Leica Absolute Tracker AT960 liefert der 

AS1 Scanning-Genauigkeiten von bis zu 

50 μm aus 30 m Entfernung – und das sowohl 

im handgeführten als auch automatisierten 

Betrieb. Für kleine Anwendungen 

lässt sich die AS1-Scannereinheit leicht 

an vorhandenen Absolute Arm-Systemen 

mit sieben Achsen der aktuellen Generation 

befestigen. Diese Konfiguration eignet 

sich dann für die Durchführung präziser 

Scans sowie die Erfassung schwer zugänglicher 

Bereiche in einem Messvolumen 

zwischen 2 und 4,5 m im Durchmesser. 

Seine Tracker-Funktionalität basiert 

auf der neuen handgeführten Positioniereinheit 

Absolute Positioner AP21. Mit 

dessen Hilfe erfasst der Tracker AT960 

sämtliche Positions- und Orientierungsinformationen 

für den Scanner. Der AS1 

lässt sich mithilfe des kinematischen Tasteranschlusses 

rasch am AP21 montieren. 

3D-Sensor für transparente Objekte 

Der thermischen Signatur auf der Spur 

Mit dem MWIR-3D-Sensor des Fraunhofer 

IOF lassen sich selbst transparente Gegenstände 

dreidimensional scannen. Auch 

können die Oberflächen glänzend metallisch 

oder tiefschwarz sein. Ein vorheriges 

Überziehen mit Lack ist nicht notwendig. 

Das Verfahren eignet sich aufgrund der 

Größe des Messfelds sowie der Auflösung 

und der Geschwindigkeit auch für die 

Qualitätskontrolle in Produktionsprozessen. 

Möglich ist dies, weil die Forscher die 

Wärmestrahlung für die 3D-Erfassung 

nutzbar gemacht haben. Sie bezeichnen 

die Methode als „3D-Sensorik im thermischen 

Infrarot“. Herzstück des Systems ist 

ein energiereicher CO 2 

-Laser, mit dem das 

Messobjekt bestrahlt wird. Mit speziellen 

Linsen für hohe Leistungsdichten wird der 

Laserstrahl auf eine das gesamte Objekt 

vertikal beleuchtende Linie ausgeweitet. 

Für ein hochauflösendes Messergebnis 

wird die Linie in einer abgestimmten Sequenz 

über das Objekt bewegt. Das Messobjekt 

absorbiert die Energie des Laserlichts 

und emittiert sie zum Teil wieder. 

Zwei Wärmebildkameras analysieren die 

Bild: Fraunhofer IOF 

thermische Signatur, die der Infrarotstreifen 

auf dem Objekt hinterlässt, aus zwei 

Perspektiven. Aus den Informationen errechnet 

eine Software räumliche Bildpunkte 

und fügt sie zu den Abmessungen 

des Messobjekts zusammen. 


» NEWS & PRODUKTE 


Vereinfachte Prüfungen in 3D 

Bild: Cognex 

Mit dem 3D-Vision-System In-Sight 

3D-L4000 macht Cognex die Inspektion 

von Teilen in 3D jetzt so einfach wie mit 

einer 2D-Smartkamera. Während die optische 

Prüfung in 3D bisher mit hohem 

Programmieraufwand bei gleichzeitig geringem 

Nutzen verbunden war, bringt das 

neue Embedded-Vision-System eine bessere 

Bildqualität, vereinfachte Anwendungsentwicklung 

und eine breite Palette 

echter 3D-Prüftools 

mit sich. 

Die Smart-Kamera 

ermöglicht es Anwendern, 

eine 

Reihe von Inline- 

Prüf-, Führ- und Messan- wendungen 

an automatisierten Produktionslinien 

schnell, präzise und kostengünstig zu lösen. 

Das System bietet eine umfangreiche 

Suite von 3D-Vision-Tools, 

die dank der vertrauten und 

robusten In-Sight-Spreadsheet- 

Umgebung genauso einfach zu 

bedienen sind wie die industrieerprobten 

2D-Vision-Tools von Cognex. Die patentierte 

speckle-freie blaue Laseroptik 

ist darüber hinaus eine Branchenneuheit, 

welche die Erfassung qualitativ hochwertiger 

3D-Bilder ermöglicht. 

Fertigungsmesstechnik 

Große Bauteile schnell vermessen 

Das lückenlose 3D-Scanning großer Bauteile 

ist mit dem 3D-Multisensor-System 

Z-Scan von Senswork in der Produktion 

möglich. Das modulare Konzept erlaubt 

eine direkte Integration in verschiedene 

Fertigungsprozesse zur schnellen Bewertung 

der Maßhaltigkeit. Dank mehrerer 

Triangulationssensoren mit freier räumlicher 

Anordnung ermöglicht das System 

eine fast abschattungsfreie Erfassung und 

3D-Vermessung großer Bauteile. Es eignet 

sich für Inline- und Offline-Messungen. 

Es besteht aus einer hochpräzisen Linearachse 

und einem Multisensor-Kopf mit 

bis zu acht Profilscannern. Durch die Neigung 

der Sensoren sowohl quer zu Transportrichtung 

als auch in Transportrichtung 

sowie das Flippen von Sensoren zueinander 

können auch optisch schwer zugängliche 

Bereiche wie Hinterschneidungen 

erfasst werden. Dank der Anordnung 

der Sensoren ergibt sich eine freie Punktewolke 

mit beliebiger räumlicher Anordnung 

und Dichte der Punkte. Vergleichbar 

ist diese Punktekonstellation mit den angetasteten 

Punkten eines Koordinatenmessgeräts, 

die Anzahl der Messzahl liegt 

jedoch um ein Vielfaches höher. Die Scan- 

zeit je Bauteil liegt bei rund 5 s. Pro Scan 

werden bis zu 20 Mio. Messpunkte erzeugt 

und verarbeitet. 

Bild: Senswork 

Branchenzahlen 

Längenmesstechnik 2021 gut gestartet 

Laut der Fachabteilung Längenmesstechnik 

im VDMA hat die Branche nach zwei 

wirtschaftlich harten Jahren ein gutes 

erstes Quartal 2021 erzielt. Bereits zum 

Jahresende 2020 hatte sich die Auftragslage 

der Unternehmen aufgehellt. Diese 

Entwicklung setzte sich im neuen Jahr 

fort. Die Auftragseingänge stiegen in den 

ersten beiden Monaten um 13 % im Vergleich 

zum Vorjahreszeitraum. Wichtige 

Impulsgeber für die gute Entwicklung 

sind China und die USA, auch der europäische 

Markt zeigt sich wieder mit besseren 

Geschäftsaussichten. Vor diesem 

Hintergrund werden die Unternehmen der 

Mess- und Prüftechnik voraussichtlich bis 

zur Jahresmitte den Anteil der Kurzarbeit 

zurückfahren. Insgesamt blicken alle Unternehmen 

verhalten optimistisch in das 

Jahr 2021. Die Entwicklung hängt laut 

VDMA wesentlich vom weiteren Verlauf 

und der Bewältigung der Corona-Pandemie 

ab. Insgesamt erwarten die Firmen 

der Mess- und Prüftechnik für 2021 wieder 

ein moderates Wachstum im einstelligen 

Bereich. 

„Unsere Branche fasst wieder Tritt. Die 

Herausforderungen sind dabei nicht weniger 

geworden, denn die Transformationsprozesse 

in unseren Kundenbranchen 

sind vielseitig und haben direkten Einfluss 

auf unsere Produkte und Services“, sagt 

Dr. Evelin Arnold, Hexagon Metrology und 

Vorsitzende der VDMA-Fachabteilung 

Längenmesstechnik. Gutes Beispiel dafür 

sei eine der wichtigsten Kundenbranchen 

der Mess- und Prüftechnik, die Automobil- 

und deren Zulieferindustrie. Zwar 

werde der klassische Verbrennungsmotor 

mit CO 2 

-neutralen, sauberen Kraftstoffen 

auch künftig eine wichtige Rolle spielen, 

Gleiches gilt für Hybridantriebe und rein 

elektrische Antriebe, doch die Anforderungen 

an Prüfmittel und Prüfverfahren 

werden sich verändern. 


QUALITY WORLD « 

Analytik im Forschungsprojekt Imulch 

Mikro- und Makroplastik 

in Böden auf der Spur 

Auf Böden oder Feldern verbleibende Kunststoffe könnten ähnliche Auswirkungen 

auf die Umwelt haben wie etwa Kunststoffe in Meeren, Flüssen oder Seen. 

Im Forschungsprojekt Imulch ist es nun gelungen, die ersten drei Prüfkriterien 

zur Bestimmung von Mikroplastik im Ökosystem Boden zu etablieren. 

» Sebastian Hagedorn, Presse, Fraunhofer Umsicht 

Bisher gibt es keine validen Messmethoden, 

um die Fragen zur Menge, Art oder 

Auswirkung von Kunstoffen auf das Ökosystem 

Boden zu beantworten. Daher 

entwickeln Wissenschaftler des Projekts 

Imulch einen Prüfstand zur Untersuchung 

von insgesamt neun Kriterien. Dabei haben 

sie folgende Untersuchungskriterien 

entwickelt und im Prüfstand etabliert: 

Identifizierung, Quantifizierung, Typisierung 

und Morphologiebestimmung, Verwitterung, 

Verbreitung, Anreicherung, 

Verlagerung, Bodenfunktion und Ökotoxizität. 

Inzwischen ist es Forschern des Instituts 

für Energie- und Umwelttechnik, 

dem Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- 

und Energietechnik Umsicht 

und der Firma Fischer, Spezialist für Raman-Mikrospektroskopie, 

gelungen, die 

ersten drei von neun Charakterisierungsmethoden 

von Mikroplastik im Ökosystem 

Boden zu etablieren. 

Zur Identifizierung, Quantifizierung 

und zur Typisierung von Mikroplastik in 

Böden haben sie zwei Methoden etabliert: 

die Thermoextraktions-Desorptions- 

Gaschromatographie-Massenspektrometrie 

(TED-GC-MS) und die konfokale Raman-Mikroskopie. 

Mit der TED-GC-MS 

kann die Menge sowie der Typ eines Polymers 

in Böden schnell und effizient bestimmt 

werden. Dafür wurden zunächst 

drei Kunststoffarten – Polyethylen (PE), 

Polybutylenadipat-terephthalat (PBAT) 

und Polylactid (PLA) – verwendet. Für die 

Validierung der Messmethode wurden 

Bodenproben mit den verschiedenen Polymeren 

vermischt und hinsichtlich ihrer 

Wiederfindungsrate analysiert. Dabei lag 

die Wiederfindungsrate zwischen 90 und 

95 % für PLA/PBAT und 107 bis 110 % für 

PE, womit die TED-GC-MS erfolgreich für 

die Bestimmung von Polymeren in Böden 

im Prüfstand etabliert werden konnte. 

Für Größenverteilung und 

Form der Partikel 

Mit der Raman-Mikroskopie lassen sich 

ebenfalls der Polymertyp und zusätzlich 

noch die Größenverteilung und die Form 

der Partikel bestimmen. Allerdings ist für 

diese Form der Untersuchung der Partikel 

eine umfangreiche Probenvorbereitung 

notwendig, um störende Hintergrundpartikel 

wie Bodenbestandteile oder Pflanzenteile 

weitgehend zu entfernen. Dazu 

wird die Probe zunächst chemisch gereinigt 

und filtriert. Danach werden lichtmikroskopische 

Bilder der Filteroberflächen 

aufgenommen und eine softwarebasierte 

Partikelerkennung mithilfe kontrastba- 

Bild: David/stock.adobe.com 

Bisher gab es keine validen 

Messmethoden, 

um die Fragen zur 

Menge, Art oder Auswirkung 

von Kunstoffen 

auf das Ökosystem 

Boden zu beantworten. 

sierter Bildauswertung durchgeführt. Die 

Größenverteilung sowie die Form der Partikel 

lassen sich bereits aus diesen Daten 

erkennen. Um allerdings herauszufinden, 

ob es sich bei einem Partikel tatsächlich 

um ein Kunststoffteilchen handelt, also 

zur chemischen Identifizierung anhand 

der Molekülstruktur, werden die gefundenen 

Partikel einzeln angesteuert und ramanspektroskopisch 

untersucht. Die 

Kombination beider Methoden ermöglicht 

eine massenbasierte Quantifizierung, eine 

eindeutige Identifizierung und die Bestimmung 

der Größenverteilung der Mikroplastikpartikel. 

Zudem erforscht Imulch, wie Kunststoffe 

im Boden verwittern, wie sich die Partikel 

im Boden verbreiten und welche Auswirkungen 

Kunststoffe auf Organismen, 

Bodenfunktion, Wässer aus Drainagesystemen 

und angrenzende Gewässer haben. 

Auch wird eine Ökobilanz der Umweltverträglichkeit 

von Folien erstellt. 


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FIRMENINDEX (Redaktion/Anzeige) 

ISSN 1436-2457 

Herausgeberin: 

Katja Kohlhammer 

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Konradin-Verlag Robert Kohlhammer GmbH 

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70771 Leinfelden-Echterdingen, Germany 

Geschäftsführer: Peter Dilger 

Verlagsleiter: Peter Dilger 

Redaktion: 

Chefredakteur: 

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

Redakteure: 

Sabine Koll, Uwe Schoppen, Markus Strehlitz 

E-Mail: qe.redaktion@konradin.de 

Redaktionsassistenz: 

Daniela Engel, Phone +49 711 7594-452 

E-Mail: daniela.engel@konradin.de 

Layout: 

Michael Kienzle, Phone +49 711 7594-258 

Gesamtanzeigenleiter: 

Joachim Linckh, Phone +49 711 7594-565 

E-Mail: joachim.linckh@konradin.de 

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Leserservice 

Quality Engineering +49 711 7252–209 

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Quality Engineering erscheint 5 x jährlich. Bezugs preise: 

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Ablauf des ersten Jahres gilt eine Kündigungsfrist von jeweils 

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aus technischen Gründen oder höherer Gewalt entsteht kein 

Anspruch auf Ersatz. 

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Sutton, GB-Hook, Hampshire RG29 1TA, Phone 01256 

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USA: D.A. Fox Advertising Sales, Inc. Detlef Fox, 5 Penn Plaza, 

19th Floor, New York, NY 10001, Phone +1 212 8963881, 

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© 2021 by Konradin-Verlag Robert Kohlhammer GmbH, 

Leinfelden-Echterdingen 

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Babtec 6, 58 

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Böhme & Weihs 6 

Bundesanstalt für Materialforschung 

und -prüfung (BAM) 10, 53 

Bundesministerium für Wirtschaft 

und Energie (BMWI) 10 

Cognex 56 

Consense 6 

Covison Lab 53 

Creaform 22 

Deutsche Akkreditierungsstelle 10 

Deutsche Kommission Elektrotechnik 

Elektronik Informationstechnik (DKE) 10 

Deutsches Institut für Normung (DIN) 10 

DQS 20 

Fraunhofer Umsicht 57 

Fraunhofer Vision 34 

Fraunhofer IOF 55 

GOM 22 

Hexagon 55 

Inspekto 44 

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IQM Tools 15 

Keyence 52 

Klingelnberg 50 

Law NDT 53 

LDT Dosiertechnik 21 

MCD Elektronik 29, 52 

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ist auch Qualität drin. 

Micro-Epsilon 26 

Mitutoyo 55 

OGP Meßtechnik 5 

Physikalisch-Technische 

Bundesanstalt (PTB) 10, 54 

Polytec 40 

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Reinhardt System- und 

Messelectronic 45 

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Reusch Rechtsanwälte 9 

Senswork 56 

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