Anforderungen an die Fertigungsmesstechnik

 

Fertigungsmesstechnik verlangt nach hochgenauen und schnellen optischen 3D Messungen, einfacher Handhabung, hoher Kosteneffizienz mit schnellem ROI, Produktionstauglichkeit und Automatisierungsoptionen. Eingesetzte Messsysteme haben eine Reihe von Bedingungen zu erfüllen, sollen sie doch dazu beitragen, optimal und ohne Ausschuss zu fertigen. Haben moderne Produktionen zudem ganzheitliche Fertigungsstrategien nach Industrie 4.0 im Blick, legen sie durch die Wahl der Messmittel bereits einen Grundstein zur selbststeuernden Produktion.

Die folgenden Punkte zeigen, worauf es bei der Wahl des richtigen Messsystems ankommt.

 

Moderne Messmittel sichern Qualität, reduzieren Rüstzeiten und steigern die Prozesssicherheit

 

#1 Messmittelfähigkeit

Das eingesetzte Messmittel muss in der Lage sein, die entsprechende Messaufgabe zu erfüllen. Um beurteilen zu können, wie geeignet ein Messsystem für eine Anwendung ist, ist es wichtig, seine Messmittelfähigkeit bzw. Genauigkeit zu prüfen. Die Messmittelfähigkeit ist üblicherweise durch einen Cg, Cgk Wert vorgegeben, den das entsprechende Messsystem einhalten sollte. Eine hohe Wiederholgenauigkeit der Messungen, die Rückführbarkeit auf nationale und internationale Kalibriernormale, die Einhaltung von globalen Normen sowie geringe Messunsicherheiten sind weitere entscheidende Faktoren, die die Qualität einer Messung bestimmen. 

Mit Bruker Alicona ist Kendrion in der Lage, die Rundheit von Ventilsitzen für eine optimale Abdichtung wiederholbar und rückführbar zu messen.

#2 Bedienbarkeit

Da in einer Fertigung unterschiedliche Maschinen eingesetzt werden, muss der Werker und/oder Messtechniker einer Produktion oft mehrere, völlig unterschiedliche Maschinen bedienen. Daher ist die einfache, intuitive Bedienbarkeit des Messsystems für den laufenden Betrieb unabdingbar. Single-button Lösungen sowie automatisierte Messabläufe sichern konstante Messungen ohne Benutzereinfluss. 

FESTO (Deutschland) verwendet einen kundenspezifischen Probenhalter für 10 Teile mit zusätzlicher Beleuchtung für den automatisierten Messprozess.

Dieser Video-Ausschnitt stammt aus dem Webinar "In der Fertigung schnell und berührungslos messen". Sehen Sie sich das gesamte Webinar hier an!

#3 Flexibilität

Eine flexible Fertigung fordert flexible Messsysteme. Produktionsleiter sind zunehmend mit der Anforderung konfrontiert, auch kleine Losgrößen von unterschiedlichen Bauteilen zu fertigen. Für die Fertigungsmesstechnik heißt das, verschiedene Bauteilformen, -typen und -größen, die zudem oft aus unterschiedlichen Materialien bzw. Verbundstoffen hergestellt werden, schnell und zuverlässig zu messen. Messtechnik muss in Sachen Flexibilität mit der Fertigung mithalten und sich in gleichem Maße an variierende Bauteile, Geometrien und Materialien anpassen können. Im Idealfall deckt ein Messsystem alle Messaufgaben unabhängig von Größe und Oberflächenbeschaffenheit der zu prüfenden Bauteile ab. Wichtige Voraussetzung dafür ist unter anderem die einfache und schnelle Zugänglichkeit der zu messenden Bauteildetails.

Das kanadische Unternehmen Miltera zeigt, wie flexibel das optische µCMM eingesetzt werden kann.

Dieser Video-Ausschnitt stammt aus dem Webinar "In der Fertigung schnell und berührungslos messen". Sehen Sie sich das gesamte Webinar hier an!

#4 Langzeitstabilität

Die Langzeitstabilität eines Messmittels ist entscheidend für eine kontinuierlich hohe Prozesssicherheit. Wird ein Bauteil über einen längeren Zeitraum zu unterschiedlichen Zeitpunkten gemessen, müssen Messergebnisse trotz eventuell geänderter Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Vibrationen, Licht etc. konstant bleiben.

Element Six (UK) setzt den Bruker Alicona Cobot ein, um zuverlässige und wiederholbare Messergebnisse zu erzielen.

#5 Zukunftsfähigkeit

Moderne Produktionsstrategien setzen vermehrt auf ganzheitliche Fertigungskonzepte. Die Vernetzung von Produktionssystemen, Maschinen und Messtechnik soll im Sinne von Industrie 4.0. die adaptive Produktionsplanung bzw. selbststeuernde Produktion ermöglichen. Dieses Produktionskonzept „SmartManufacturing“ setzt voraus, dass Messtechnik direkt in der Fertigung integriert ist und in die Produktion eingreifen kann. Messsensoren erkennen fehlerhafte Bauteile, diese Information wird automatisch in den Produktionskreislauf eingespeist und die Produktion adaptiert und korrigiert sich völlig automatisch. Um die selbststeuernde Produktion langfristig umsetzen zu können, müssen Messsysteme unterschiedliche Voraussetzungen einhalten. Dazu zählen u.a. die vollständige Automatisierung von Messungen, die Bereitstellung von produktionstauglichen, hochgenauen Messsensoren und eine einfach integrierbare Schnittstellentechnologie zur Vernetzung mit bestehenden Produktionssystemen.

Kleiner (Deutschland) betreibt eine vollautomatische Fertigung einschließlich des Messprozesses mit dem optischen µCMM.

#6 Geschwindigkeit

Mess- und Rüstzeiten stehen in unmittelbarem Zusammenhang. Kurze Rüstzeiten verlangen nach hoher Messgeschwindigkeit in Kombination mit wiederholgenauen, rückführbaren Messergebnissen. Je schneller ein Messergebnis zur Verfügung steht, desto schneller und gezielter kann der Werker reagieren und Maschinen umrüsten. Die Messgeschwindigkeit ist demnach mitverantwortlich für wenig Stehzeiten sowie schnelle Rückmeldungsund Prozessregelmöglichkeiten, um eine wirtschaftliche, effiziente Produktion ohne Ausschuss zu unterstützen. 

STEPPER (Deutschland) sorgt mit dem optischen µCMM für schnelle und wiederholbare Messergebnisse.

Dieser Video-Ausschnitt stammt aus dem Webinar "In der Fertigung schnell und berührungslos messen". Sehen Sie sich das gesamte Webinar hier an!

#7 Kosteneffizienz

Die Investition in ein Messsystem muss sich lohnen. Ein schneller ROI, die Instandhaltung ohne Wartungskosten und der laufende Betrieb ohne Verbrauchsmaterial sind Teil der Gesamtkalkulation. Gefragt sind auch Lösungen, die die Effizienz des gesamten Messprozess erhöhen. Das kann z.B. durch eine CADCAM Anbindung umgesetzt werden, die die Messplanung bereits im CAD Modell des Referenzbauteils ermöglicht. Die mühsame und zeitintensive Definition von Messpositionen am realen Bauteil wird somit obsolet. Das ist vor allem dann attraktiv, wenn an die 100 und mehr Messpositionen definiert und eingelernt werden müssen.

CADCAM-Verbindungen sind Lösungen zur Steigerung der Effizienz des Messprozesses.

Zusätzliche Information

Mit künstlicher Intelligenz (KI) die Effizienz in der Produktion steigern

KI ist für die fertigende Industrie u.a. ein Mittel, steigenden Anforderungen an Automatisierung und Fehlerminimierung gerecht zu werden. Mit konventionellen Methoden der Qualitätssicherung ist das mitunter nur noch schwierig zu bewältigen. Bruker Alicona bietet praxiserprobte Lösungen, wo mittels einer auf KI basierenden Klassifikationssoftware i.O. und n.i.O. Oberflächen automatisch segmentiert werden. Neueste Entwicklungen konzentrieren sich u.a. auf die automatische Defektanalyse für alle Branchen der produzierenden Industrie. Es handelt sich dabei um ein Zusammenspiel aus den Bereichen Bildverarbeitung, optische 3D Messtechnik, digitale Messplanung, Robotik und künstliche Intelligenz. Die automatische Defekterkennung kann viele aufwendige manuelle und nicht prozessstabile Methoden bei der Defektanalyse ersetzen.