Quality Engineering 04.2002

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SPECIAL » Fertigungsmesstechnik Messtechnik in der Automatisierung Enabler der smarten Fabrik In der intelligenten Automatisierung der Zukunft spielt Messtechnik eine tragende und vielfältige Rolle. Das bedeutet unter anderem, dass Fragestellungen wie die Eignung bestimmter Messprinzipien oder die Betrachtung der Messunsicherheit bereits in den Automatisierungsprozess einfließen müssen. Virtuelle Klimatisierung einer Werkzeugmaschine: In der Modellbildungsphase wird der Laser Tracker als externe Referenz genutzt. Prozessparallel wird der volumetrische Fehler am funktionalen Punkt modellbasiert aus aktuellen Maschinendaten sowie Temperatursensoren bestimmt und kompensiert. Bild: WZL/RWTH Aachen Aktuell stehen Gesellschaft und Wirtschaft vor erheblichen Herausforderungen: Nachhaltigkeit und Circular Economy müssen stärker in den Fokus rücken, globale Lieferketten werden fragil und müssen entnetzt werden, der zunehmende Fach- und Arbeitskräftemangel muss kompensiert werden und Energiesicherheit ist keine Selbstverständlichkeit mehr. Die Fähigkeiten eines Produktionssystems, auf solche Situationen zu reagieren, werden dabei häufig unter dem Stichwort Resilienz zusammengefasst. Inhärente Eigenschaften der Resilienz und Circular Economy sind Flexibilität und Wandlungsfähigkeit. Klassische, starre Automatisierungssysteme können dies Eigenschaften jedoch nur begrenzt abbilden, weswegen neue, intelligente Lösungen notwendig werden. Solche Systeme arbeiten mit einem hohen 28 Quality Engineering » 04 | 2022

Grad an Autonomie, reagieren auf Veränderungen ihrer Umgebung und bieten effizient automatisierte Prozesse außerhalb der Massenproduktion. Ein wiederkehrendes Element ist dabei der Dreiklang Sense – Think – Act. Gerade im Begriff Sense wird die tragende Rolle der Messtechnik deutlich, welche die kontextbezogenen Echtzeitdaten für die flexible Automatisierung liefert. Das Anwendungsund das Integrationsniveau gehen weit über die Qualitätssicherung hinaus. Dabei bleibt das Thema Qualität dennoch im Fokus: Auch intelligent automatisierte Prozesse müssen fähig bleiben, um im Ergebnis die Qualität sicherzustellen – insbesondere dann, wenn keine klassische Ramp-Up-Phase mehr vorausgesetzt werden kann. Dies bedeutet, dass auch messtechnische Fragestellungen wie die Eignung bestimmter Messprinzipien oder die Betrachtung des Messunsicherheit bereits in den Automatisierungsprozess einfließen. Messtechnik schon lange mit dabei Ganz neu ist das Anwendungsgebiet der Automatisierung für die industrielle Messtechnik nicht. Beispielsweise werden Laser Tracker schon länger als externe Referenzsysteme für Roboter, Werkzeugmaschinen und weitere Kinematiken eingesetzt und vermarktet. Auch die Erfassung von Ist-Geometrien – zum Beispiel mittels Streifenlichtprojektion oder Laser-Scanning – und die adaptive Anpassung von Roboterprogrammen können heutzutage mittels Systemen am Markt umgesetzt werden. Die Flexibilität und Wandlungsfähigkeit dieser Lösungen bewegen sich jedoch immer noch ein einem Rahmen, der nicht ausreicht, um die genannten Herausforderungen adäquat zu lösen. Deswegen liegen Innovationspotential und -notwendigkeit vor allem in der Realisierung intelligenter Automatisierungssysteme, die eine Vielzahl von Sensoren, Aktoren und Infrastrukturelementen nutzen. Wie solche Systeme aussehen können, lässt sich an beiden Beispielen der linienlosen, mobilen Montage sowie der virtuellen Klimatisierung skizzieren: Linienlose, mobile Montagesysteme beruhen auf den drei Grundprinzipien eines vollständig freien, fixpunktlosen Shopflor, der Mobilisierung aller relevanten Ressourcen – insbesondere von Robotern und Produkten – sowie der praktisch unbegrenzten Zuordnung von Ressourcen und Produkten zu Orten sowie Aufträgen. Die Bereitstellung der notwendigen Softwarekomponenten und Rechenleistung erfolgt skalierbar mittels Edge Computing. In direkter Konsequenz wird ein Maximum an Flexibilität und Wandlungsfähigkeit erreicht. Die sonst durch starre räumliche Anordnung und fest Taktzeiten gegebene Zukunft sicher gestalten Die Welt sicherer, komfortabler und nachhaltiger zu machen, ist ein Kernbeitrag von Materialwissenschaft und Werkstofftechnik. Shimadzu Testmaschinen geben Forschung, Entwicklung und Qualitätskontrolle die Gewissheit für belastbare Ergebnisse und das seit über 100 Jahren. Die heutigen Techno - logien umfassen: • Statische Materialprüftechnik • Dynamische Materialprüftechnik • Härteprüfung • High-Speed Kamera-Systeme www.shimadzu.de/materialprüftechnik Quality Engineering » 04 | 2022 29