NEWS + HIGHLIGHTS „Inline-Messtechnik schließt Regelkreise“ Genauigkeit und Schnelligkeit sind schwierig zu verbinden – aber genau daran arbeitet Micro-Epsilon mit Blick auf die Inline-Messtechnik, die in Industrie-4.0-Szenarien eine entscheidende Rolle spielen wird. Details dazu erläutert Prof. Dr.-Ing. Martin Sellen, als Geschäftsführer zuständig für Produktion und Entwicklung bei der Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG in Ortenburg im Gespräch. Einer der Vorteile dabei: Regelkreise lassen sich vermehrt schließen und damit Kosten senken und die Effizienz steigern. Welche Aufgaben stellen sich damit im Bereich der Datenerfassung? Hier ist natürlich die Mess- und Prüftechnik gefragt – insbesondere vor dem Hintergrund der Inline-Messtechnik, die genau dieses Schließen der Regelkreise ermöglicht. Generell spielt Messtechnik auch heute schon eine wichtige Rolle, beispielsweise die Koordinatenmesstechnik bei geometrischen Vermessungen – eine hervorragende Technologie, aber eben überwiegend offline eingesetzt. Damit keine Missverständnisse aufkommen: Koordinatenmesstechnik wird weiter ihre Berechtigung haben, aber mit Blick auf die Inline- Prozesse benötigen wir zusätzlich eine sehr dynamische Messtechnik – hochgenau und schnell. Kann dies zusammen gelingen? Genauigkeit und Schnelligkeit sind schwierig zu verbinden – aber die Dynamik der Produktionsprozesse ist hoch, wir werden also beides zusammen realisieren müssen. An Bedeutung gewinnen wird hier sicherlich die optische Messtechnik – weil berührungslos arbeitend! In laufenden Produktionsprozessen ist das ein entscheidender Vorteil, taktile Messtechnik lässt sich hier kaum sinnvoll einsetzen. Realisiert sind solche geschlossenen Regelkreise übrigens schon auf Maschinenebene – etwa in Lackierkabinen. Das muss uns unter den Stichworten Industrie 4.0 und Big Data nun mit kompletten Produktionsprozessen gelingen. Im Gespräch erläuterte Prof. Dr.-Ing. Martin Sellen, welche strategische Rolle das Thema Industrie 4.0 für Micro-Epsilon spielt. Foto: G. Bachmeyer/Konradin Mediengruppe Daten zu erfassen ist das eine, sie zu verstehen ist das andere ... ... weswegen wir neben dem Produkt-Know-how zur Messtechnik sehr viel Wert auf das Prozess-Know- how legen! Je besser wir einen Prozess beherrschen – und damit dieselbe Sprache sprechen wie unsere Kunden –, desto eher haben wir auch die Chance, messtechnische Fragestellungen zu lösen. Mit auch ein Grund dafür, dass in unserem Vertrieb erfahrene Techniker und Ingenieure arbeiten, Spezialisten für bestimmte Branchen genauso wie solche für länderspezifische Details. Das erlaubt es uns, im Gespräch die richtigen Fragen zu stellen – und das ist die Voraussetzung, um zu einer tragfähigen Lösung zu kommen. Sie hatten bereits den Automobilbau als Vorreiter bei Industrie-4.0-Prozessen genannt. Welche weiteren Branchen können davon profitieren? Ganz sicher der Halbleiterbereich, also die Produktion der nächsten Generation von Halbleitern, Speicherchips sowie Rechnern aller Art. Professor Sellen, welchen Fortschritt bringt uns Industrie 4.0? Wir können damit speziell in der Produktionstechnik einen klassischen Regelkreis realisieren – weg von der reinen Steuerung hin zur tatsächlichen Regelung. Industrie 4.0 greift damit deutlich weiter als der CIM-Ansatz; es werden noch mehr produktionstechnische Daten erhoben. Ziel ist, mit diesen Daten die Qualität zu verbessern und Kosten zu senken – basierend auf der Idee, bereits im Vorfeld zu erkennen, zu welchem Zeitpunkt ein Eingreifen in der Produktion erforderlich ist, um diese Ziele sicherzustellen. Mit anderen Worten: Man will agieren, bevor Probleme auftauchen – das ist das Ziel, das unsere Kunden, im Automobilbereich etwa BMW und Daimler, mit der Realisierung eines geschlossenen Regelkreislaufs vor Augen haben. Kann man die Messaufgaben hier konkret benennen? Die sind sehr vielfältig – und anspruchsvoll. Nehmen wir beispielsweise die Belichtung von Wafern mittels Lithographie-Maschinen. Für die nächsten Generationen arbeitet man hier an noch kleineren Strukturbreiten, was in der optischen Erfassung zu immer kleineren Wellenlängen führt. Wir erreichen hier Grenzen, an denen Methoden der optischen Fokussierung wegfallen, so dass wir etwa von Glaslinsenobjektiven zu Spiegelsystemen wechseln müssen. Diese Spiegelsysteme bestehen ihrerseits wieder aus vielen Segmenten 12 EPP November 2016
„Wir kommen weg von der reinen Steuerung hin zur tatsächlichen Regelung mit geschlossenen Regelkreisen.“ – die mit Hilfe unserer Aktor-Sensor-Einheit so zu regeln sind, dass wir am Ende ein optimal fokussiertes Licht erhalten. Neben Sensorik und Aktorik erfordert das ein hohes Know-how der Regelungstechnik. Gibt es ein Beispiel, das exemplarisch zeigt, wie sich Industrie-4.0-Prozesse umsetzen lassen? Da bietet sich wiederum der Automobilbau an, denn hier sind viele Ideen der Industrie 4.0 bereits umgesetzt – nehmen wir etwa die Lackfehler-Kontrolle. Einer der Aspekte von Industrie 4.0 ist ja die Individualisierung. Jedes einzelne Teil besitzt spezifische Eigenschaften, die jeweils individuelle Arbeitsschritte erfordern. Dabei muss eine Maschine der anderen sagen, was folgend zu tun ist – das genau sehen wir am Beispiel der Lackfehler-Kontrolle. Fehler der lackierten Karosse werden erfasst und nach Größe, Art und anderem klassifiziert. Der nächste Schritt ist dann schon, dass die jeweilige Stelle markiert wird – entweder, damit ein Mensch den Fehler bearbeitet oder noch schöner, damit die Korrektur gleich wieder automatisiert robotergestützt erfolgt. So weit sind wir leider noch nicht, aber das Markieren gelingt bereits. Will heißen: Die Karosse mit ihrem individuellen Fehlerbild wird von einem Roboter markiert, berechnet live durch dessen Steuerprogramm, ohne dass ein Mensch eingreifen Micro-Epsilon Gegründet in Hannover als Handelsunternehmen für Dehnungsmessstreifen, wurde der Grundstein von Micro-Epsilon für die Entwicklung eigener Produkte 1976 in Ortenburg gelegt. Dort ist das Unternehmen seit 40 Jahren aktiv. Nach vielen Ausbaumaßnahmen wurde im Juli 2016 ein neues, über 4.000 m 2 großes Firmengebäude eingeweiht – mit Platz für ein Qualifikations- und Prüflabor, einen großen Logistikbereich mit automatischem Hochregallager und die Administration der Firmengruppe mit ihren 25 Unternehmen. Techno- logisch liegen auf diesem Weg die Vorstellung des miniaturisierten Wirbelstrom-Wegsensors 1988 oder aktuell des Highspeed-Controllers confocalDT 2471 HS mit einer Messrate von 70 kHz, eines schnellen konfokal-chromatischen Controllers mit integrierter Lichtquelle. Angeboten werden Sensoren, Messsysteme und kundenspezifische Lösungen. Foto: G. Bachmeyer/Konradin Mediengruppe muss. Damit ist einer der wesentlichen Aspekte von Industrie 4.0 verwirklicht, in dem eine Maschine individuell mit einer anderen kommuniziert – die Maschinen reden miteinander. Und sie arbeiten adaptiv, passen sich also der jeweiligen Situation automatisch an? Absolut – und wir arbeiten bereits an dem nächsten Schritt, in dem der Fehler automatisiert bearbeitet werden kann. Auf Technikumsebene gelingt dies bereits zum Beispiel bei Magna in Graz, mit denen wir zusammen arbeiten. Kann denn auf diesem Wege auch die Beeinflussung des Lackierprozesses selbst erfolgen? Das ist im Wesentlichen eine statistische Fragestellung, da nicht jeder Fehler zwangsläufig durch den Prozess selbst zu beheben ist. Ein direkter Zugriff hilft also zunächst nicht weiter, aber über eine ganze Schicht hinweg kann das durchaus Sinn machen. Treten beispielsweise an einer spezifischen Stelle Staubeinschlüsse immer wieder auf, muss es eine Staubquelle geben, die man suchen und eliminieren kann. Auf diese Weise kann man also sehr wohl auf den laufenden Prozess positiv Einfluss nehmen – womit wir einen Regelkreis geschlossen hätten. Kommt Statistik hinzu, kann Software in den Steuerungen hilfreich sein. Steigt aus Ihrer Sicht die Bedeutung der Software generell und in welchem Verhältnis stehen in Ihrem Haus Softwareentwickler zu Ingenieuren und Physikern? EPP November 2016 13
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