Fokus-Variation in der modernen Produktion

Die Fokus-Variation ist ein flächenbasiertes Verfahren zur optischen, hochauflösenden 3D Oberflächenmessung im Mikro- und Nanobereich. Die Technologie kombiniert die Funktionalitäten eines Rauheitsmessgeräts und eines Koordinatenmesssystems. Genutzt wird die geringe Tiefenschärfe einer Optik, um die Tiefeninformation einer Probe zu extrahieren.

"Alicona hat mit ihren Messsystemen die Fokus-Variation marktfähig gemacht – bei anderen ist es nur ein Add-on."

Prof. Dr. Claus P. Keferstein, Herausgeber „Fertigungsmesstechnik. Praxisorientierte Grundlagen, moderne Messverfahren“, Springer Vieweg Verlag


Die Industrie sieht sich weltweit mit der Notwendigkeit konfrontiert, komplexe High-Tech Produkte mit engen Toleranzen und einem hohen Grad an Automatisierung herzustellen. Infolgedessen stehen Unternehmen unter enormem Druck, in neue Technologien zu investieren, die sowohl effiziente Fertigungsprozesse als auch ein effizientes Ressourcenmanagement sicherstellen. Der Schlüssel zum Erfolg liegt hier in der Inline-Messtechnik.

Diese wird vor allem für stark miniaturisierte Produkte mit einem Roboter in Kombination mit einem hochauflösenden optischen 3D Messsensor oder mit dem Closed-Loop Konzept realisiert. Beide Konzepte basieren auf der fertigungsintegrierten Messtechnik, welche die Qualitätssicherung nicht als isolierten Prozess, sondern als unmittelbaren Bestandteil der Produktion betrachtet. Um Echtzeitdaten über den Prozess und das Produkt zu erhalten, müssen einige messtechnische Anforderungen erfüllt werden.

 

Erstens müssen die Messungen flächenbasiert anstatt profilbasiert erfolgen. Zweitens müssen die Messungen rückführbar, hochauflösend und wiederholgenau sein. Drittens muss eine hohe Messgeschwindigkeit zusammen mit einer großen Anzahl an zu verarbeitenden Messpunkten gegeben sein.

Die Fokus-Variation von Alicona wurde entwickelt, um genau diese Anforderungen zu erfüllen und folglich die Interaktion zwischen Maschine und Messung zu ermöglichen. Dies wird speziell durch die hohe Messgeschwindigkeit und die hohe vertikale Auflösung über kleine und große Messvolumina begünstigt. Wenn es um fortschrittliche Fertigungsprozesse geht, muss auch die Messung von komplexen Formen mit steilen Flanken und variierenden Reflexionseigenschaften berücksichtigt werden. Die Fokus-Variation eignet sich außerdem für hochauflösende Messungen in der Produktion. Alicona Messsysteme sind robust gegen Vibrationen, unempfindlich gegenüber Fremdlicht und können leicht in bestehende Systeme integriert werden.

 

Produkte gleich beim ersten Mal fehlerfrei herstellen

Bei Closed-Loop Manufacturing wird ein optischer Messsensor direkt in die Fertigungsmaschine integriert. Die Produktion verläuft dadurch selbstoptimiert und Anwender erhalten eine bis zu vierfach erhöhte Bearbeitungsgenauigkeit. Die Bauteile werden direkt in der Maschine gemessen und mögliche Abweichungen von der Soll-Geometrie evaluiert. Basierend auf der internen Evaluierung passt die Maschine die Prozessparameter für die weitere Herstellung automatisch an. Wichtige Echtzeit-Informationen über den Status von Prozess und Produkt werden durch die schnelle Bereitstellung von verlässlichen Messdaten erlangt. Damit werden mangelhafte Bauteile früh erkannt und teure Ressourcen geschont.

Eine andere Messlösung zur produktionsintegrierten Qualitätssicherung ist die roboterbasierte Messtechnik. Dabei ermöglicht ein Roboter die flexible Positionierung des Messsystems und erlaubt damit den Einsatz in der Fertigungslinie. Alle notwendigen Parameter werden in einem Messdurchgang an verschiedenen Positionen gemessen. Auch die Messung von einem ausgewählten Parameter auf verschiedenen Werkstücken ist mit einem einfachen Befehl möglich. Auch hier zeigt eine sofortige Auswertung an, ob sich alle Werte innerhalb der geometrischen Toleranzen befinden.