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SPECIAL » Fertigungsmesstechnik Bild: WZL/RWTH Aachen Beispielszenario einer linienlosen Montage an einem LKW-Rahmen als digitaler Zwilling, der die Planung, Orchestrierung und Ausführung softwaregetrieben steuert. Der rechte Teil der Abbildung zeigt die reale Umsetzung einer Montageoperation mittels mobiler und stationärer Roboter sowie einer lokalen Kamera zur Regelung des durchgeführten Schraubprozesses. Synchronisation in Montagesystemen wird in die metrologische Ebene verlagert. Sensoren liefern Zustandsdaten Bei der virtuellen Klimatisierung wird die konventionelle, energieintensive Klimatisierung, welche unter Umständen ganze Hallen umfassen kann, durch eine modellbasierte Kompensation der Effekte am funktionalen Punkt des Prozesses ersetzt. Ein Beispiel hierfür ist die Korrektur transienter volumetrischer Fehler in Werkzeugmaschinen. Die verwendeten Modelle sind dabei auf Daten zum aktuellen Zustand beziehungsweise vorherrschenden Randbedingungen angewiesen, welche als Eingangsinformationen online evaluiert werden. Diese müssen durch geeignete Sensoren ermittelt werden, womit sich erneut eine Verlagerung des Problems in die metrologische Ebene ergibt. Durch die Strategie der Virtuellen Klimatisierung können Energieabhängigkeit und Nachhaltigkeit direkt verbessert werden. Allgemein können der Begriff der Automatisierung und die damit verbundenen Use-Cases sehr breit aufgefasst werden. Dementsprechend heterogen ist auch die Rolle der Bild: WZL/RWTH Aachen Dr. Benjamin Montavon Chief Engineer, Head of Department WZL | RWTH Aachen University www.wzl.rwth-aachen.de Messtechnik in den verschiedenen Anwendungen. Als Ordnungsrahmen kann beispielsweise die folgende Einteilung in vier Kategorien genutzt werden: • Lokale Kognition bezeichnet Sensoren, die es einem einzelnen Roboter oder einer einzelnen Maschine ermöglichen, lokale Aufgaben autonom durchzuführen. Beispiele sind 3D-Messsysteme zur Aufnahme von Punktwolken, Kraft-/Drehmomentsensoren oder 2D-Vision-Systeme zur Erkennung lokaler Muster wie zum Beispiel Schraubenköpfe. • Lokale Überwachung subsumiert Messsysteme die nicht direkt in einen Regelkreis eingebunden sind, sondern Daten zur Bewertung der Stabilität und Leistungsfähigkeit von Teilsystemen beitragen – beispielsweise Vibrationen, Schallemissionen oder Temperaturen. Predictive Maintenance und Condition Monitoring sind in diesem Kontext ebenfalls häufig verwendete Begriffe. • Globale räumlich-zeitliche Informationen sind notwendig relevant, um einzelne Akteure in aggregierten Automatisierungssystem zu synchronisieren. Hier kommen vor allem großvolumige Koordinatenmesssysteme zum Einsatz. • Globale Überwachung umfasst Sensorsysteme, die über den gesamten Bereich der Fertigung verteilt sind und globale Daten mit bekannter oder zumindest vermuteter Relation zur Prozessfähigkeit aufnehmen – wie etwa Umgebungstemperatur, Druck, relative Luftfeuchtigkeit oder Partikelkonzentration. Die Aussagekraft einzelner Informationen hängt stark von den ablaufenden Prozessen und eingesetzten Materialien ab. Software spielt wichtige Rolle Vor allem unter dem Stichwort Think ist ein weiteres Charakteristikum intelligenter Automatisierungssysteme der hohe Anteil an Softwarebausteinen. Diese umfassen zum einen die Integration und Interoperabilität aller Teilkomponenten, aber auch die Planung, Orchestrierung und Ausführung der Gesamtsystem. Durchgängige, konsistente Datenflüsse sowie leis- 30 Quality Engineering » 04 | 2022
tungsfähige Dateninfrastrukturen sind hierfür die Grundlage. Letztere stützen sich vor allem auch auf Edge- und Cloud-Computing, womit auf Steuerungsebene entsprechende Vorteile bei der Skalierbarkeit, effizienten Nutzung von Hardwareressourcen und Entwicklungsgeschwindigkeit genutzt werden. Insgesamt liegen die kommenden Herausforderungen in der Forschung und Entwicklung auf dem Weg zur erfolgreichen Realisierung umfassender, intelligenter Automatisierungssysteme vorrangig in den Bereichen der Softwareentwicklung sowie dem domänenspezifischen Datenmanagement. Dieser Trend ist synchron mit der Entwicklung des Marktes im Bereich der industriellen Messtechnik, in welchem das Thema Software einen stetig wachsenden Anteil im Portfolio einnimmt. Ein unerlässlicher Innovationstreiber bleibt aber auch der Dialog zwischen Anwendern, Messsystemherstellern, Integratoren und Software-Anbietern, um gemeinsam intelligente Automatisierungslösungen zu erreichen. Nur so können die technologischen Potenziale gehoben werden, welche die Transformation der Produktion hin zur Nachhaltigkeit und Resilienz ermöglichen. Industrielle Messtechnik im Fokus Die industrielle Messtechnik steht im Mittelpunkt der 3D Metrology Conference, die vom 15. bis 17. November in Aachen stattfindet. Die Konferenz wird bereits zum siebten Mal vom WZL der RWTH Aachen in Zusammenarbeit mit dem National Physical Laboratory (NPL), dem University College London (UCL) sowie der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) ausgerichtet. Auf der 3DMC tauschen sich bis zu 200 industrielle Anwender und akademisch renommierte Experten aus. Professor Ben Hughes und Professor Robort Schmitt moderieren und gestalten die Veranstaltung als Chairman und Host. Thematisch steht die Messtechnik als Innovationstreiber in der Automatisierung und Qualitätssicherung im Fokus. Endanwender präsentieren erfolgreiche Use-Cases aus verschiedenen Sektoren wie etwa dem Automobilbau und der Energiebranche. Zudem stellen Wissenschaftler Entwick - lungen vor, die neue Anwendungen ermöglichen. Daneben werden in einer begleitenden Ausstellung interessante Praxisbeispiele gezeigt. Weitere Informationen und Anmeldung unter www.3dmc.events Ein Unternehmen von Quality Vision International Der größte optische Multisensorkonzern der Welt Quality Engineering » 04 | 2022 31 65719 Hofheim-Wallau T: 06122/9968-0 • www.ogpgmbh.de
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