News

3D Messtechnik als smartes Auge der Produktion

Als Bestandteil der Produktionskette greift 3D Messtechnik während der Fertigung korrigierend ein. Das Erstteil ist sofort ein Gutteil!


Messmittel, Produktionssysteme und Maschinen sind so miteinander vernetzt, dass ein Erstteil sofort als Gutteil produziert wird. Eingesetzte Fertigungsmesssysteme müssen eine Reihe von Voraussetzungen mitbringen, um Teil der vernetzten, digitalisierten Produktion zu sein. Alicona Messtechnik ist bereit.

Qualitätssicherung durch Messtechnik wird in vielen Fertigungen nach wie vor offline umgesetzt. Sie steht am Ende einer Produktionskette und entscheidet erst dann über die Qualität eines Bauteils, wenn es bereits gefertigt ist. Im schlimmsten Fall entspricht das Bauteil nicht den vorgegebenen Toleranzen, ist damit Ausschuss und die Produktionskette muss erneut durchlaufen werden. Die Folge ist, dass Messtechnik dann als nicht-wertschöpfend, zeitraubend und damit teuer gesehen wird. Smart Manufacturing gibt der Messtechnik eine neue, zentrale Rolle. Als integraler Bestandteil der Produktionskette greift sie proaktiv schon während der Fertigung ein und korrigiert die Produktion, wenn ein Bauteil nicht den richtigen Toleranzen entspricht. Fehlerhafte Bauteile werden nicht mehr produziert, ein Erstteil ist sofort ein Gutteil.

Der Alicona AutomationManager bietet eine Reihe von zusätzlichen Optionen zur automatisierten Qualitätssicherung und Anbindung an bestehende Produktionssysteme.

Das Konzept: 3D Messtechnik als smartes Auge

Der Einsatz von Messtechnik als integraler Bestandteil der Fertigung basiert auf der optimierten Kommunikation und Vernetzung aller Schnittstellen. Produktionssysteme, Maschinen und Messtechnik bilden einen geschlossenen und miteinander kommunizierenden Kreislauf, der es ermöglicht, das Erstteil bereits als Gutteil zu produzieren („Closed Loop“). Die eingebundene Messtechnik verifiziert bereits in einem sehr frühen Fertigungsstadium Dimensionen, Toleranzen und Oberflächengüte. Erkennt der Messsensor, dass ein Bauteil fehlerhaft ist, wird diese Information im Produktionskreislauf eingespeist und selbiger adaptiert. Messtechnik wird zum smarten Auge der Produktion.

Die Voraussetzung zur Implementierung von Smart Manufacturing als moderne Produktionsstrategie sind vollständig automatisierte Messsysteme, die jeder Werker ohne Messtechnikvorkenntnisse bedienen kann. Darüber hinaus verlangen komplexe Bauteile mit engen Toleranzen nach optischen, hochauflösenden und produktionstauglichen Messsensoren, die rückführbare und wiederholgenaue Messungen liefern.

Alicona bietet mit ihrer Fokus-Variation in Kombination mit den flexibel integrierbaren, flächenhaften und hochauflösenden 3D Messsensoren die ideale Plattform, um optische 3D Messtechnik in der Produktion anzuwenden. Digitalisierung und Vernetzung aller beteiligten Systeme mittels intelligenter Schnittstellentechnologie sowie die Individualisierung der gebotenen Messlösung komplettieren die moderne Produktionsstrategie. Hersteller erhalten Echtzeitdaten zu ihrem Produktionsprozess und beugen somit der Fertigung von fehlerhaften Produkten frühzeitig vor. Sie fertigen kleinere Stückzahlen mit engeren Toleranzen in höherer Qualität und Präzision.

 

Die Umsetzung: Messen, Vernetzen, Individualisieren

Damit SmartManufacturing funktioniert, müssen Messsensoren in die Linie integriert werden, mit bestehenden Produktionssystemen vernetzt sein und vom Hersteller beliebig erweitert werden können.

 

Optische Messsensoren in die Fertigung einbinden

Alicona Messsensoren werden je nach Anwendung unterschiedlich in die Fertigung integriert. Das sind die gängigsten Formen als Grundlage für die Umsetzung von „Smart Manufacturing“:

  • Die Messtechnik-Anbindung mit einem Standardmesssystem in Kombination mit dem Automatisierungsinterface „Automation Manager“. Messreihen, die ein Administrator im Vorfeld offline konfiguriert, werden vom Werker in der Produktion per Knopfdruck gestartet. Die 3D Messung und Auswertung passiert voll automatisiert im Hintergrund, der Werker erhält am Ende eine tabellarische Auswertung mit i.O./n.i.O. Angaben. 
     
  • Die Messung mittels kollaborativen Systemen, den Cobots. Der Messsensor ist auf einer mobilen Roboterplattform montiert und kann beliebig positioniert werden, um auch Bauteile in der Maschine zu messen. Das Sicherheitskonzept der Cobots basiert auf der physischen Interaktion zwischen Mensch und Roboter und macht die konventionelle Umhausung der Roboter obsolet. Kollaborative Systeme reagieren anhand entsprechender Sensorik auf menschliche Bewegungen und schalten sich bei Verletzungsgefahr automatisch ab.

Alicona-Messsysteme können mit einem kollaborativen Messarm erweitert werden. Dies ermöglicht die automatisierte Bestückung und Messung von beliebigen Bauteilen.

Digitalisierung und Vernetzung zwischen Produktionssystemen, Maschinen und Messtechnik

Wenn der Grundstein zur Anwendung von SmartManufacturing mit der Integration von hochauflösenden optischen Messsensoren in die Linie gelegt ist, geht es um die Kommunikation und Vernetzung aller Daten und Systeme innerhalb der Produktionskette. Damit verlagert sich die Messtechnik vom entkoppelten Messraum in die Produktion, wo auch komplexe Messungen einfach und schnell umgesetzt werden. Messprozesse, die bis dato vorwiegend in einem Messraum angewendet wurden, werden jetzt in bestehende Systeme zur Produktionsplanung und Steuerung (CIM – Computer Integrated Manufacturing) inklusive ERP System eingebunden. Schnittstellen wie .net Remoting, Labview Interface und eine CAD CAM-Anbindung sorgen für die Einbindung in entsprechende Fertigungsprogramme. Sämtliche beteiligten Systeme interagieren in einem vernetzten, geschlossenen Kreislauf „Closed-Loop“, sodass jederzeit in die Produktion eingegriffen werden kann. Hersteller erwirken mit den produktionsnahen Messdaten eine adaptive Produktionsplanung- und Steuerung, die eine effiziente Unternehmensverwaltung begünstigt.

 

Messsysteme nach eigenen Anforderungen erweitern

Hochauflösende, optische 3D Messsysteme von Alicona sind vom Anwender beliebig erweiterbar. Damit passen Hersteller das Messgerät ihrem individuellen Produktionsprozess an und ergänzenden bestehende Funktionalitäten. Customer Plug Ins ermöglichen die einfache weitere Programmierung („Scripting“) oder Implementierung spezifischer, eigener Softwareprogramme und Libraries. Hersteller integrieren individuelle Parameter und Auswertealgorithmen in Alicona Serienprodukte. Somit sichern sie sich auch die kontinuierliche Weiterentwicklung der Alicona Systeme zur permanenten Erweiterung und Optimierung der firmeneigenen Qualitätssicherung und spezifischem Know-How.

Alicona Cobots kombinieren einen kollaborativen 6-Achs-Roboter und einen robusten optischen 3D-Messsensor, um auch in der Produktion rückführbare und wiederholbare hochauflösende Messungen zu liefern.

When measurement technology becomes the smart eye for production

[Translate to Deutsch:]

Today’s production managers require greater flexibility for small batch size production and tight tolerances. With our solutions for Smart Manufacturing, we demonstrate how Alicona metrology contributes towards profit.

On many production lines, the use of measurement technology for quality assurance is still realized off-line. Inspection equipment is often located at the end of a production chain and the quality of a component is only determined when it has already been manufactured. In the worst case, the component fails to meet the specified tolerances, making it necessary to move through all phases of the production cycle again. As a consequence, measurement technology is often perceived as an expensive, time consuming exercise with no added value. Smart Manufacturing moves quality assurance out from this unloved shadow behind the scenes into a new role, center stage. As an integral part of the production chain, it actively engages in manufacturing operations and corrects production steps when a single component does not meet the correct tolerances. As a result, faulty components are no longer produced; first parts are good parts.

[Translate to Deutsch:]

Concept: 3D measurement technology as a smart eye

The use of measurement technology as an integral part of manufacturing is based on optimized communication and networking of all interfaces. Production systems, machines, and measurement technology form a closed loop in constant communication, which makes it possible to produce the first part directly as a good part. The integrated measurement technology is able to verify dimensions, tolerances, and surface quality even at a very early stage of production. If the measuring sensor detects that a component is faulty, this information is fed into the production circuit, which adapts accordingly. Measurement technology becomes the smart eye of production.

In order to implement Smart Manufacturing as an advanced production strategy, companies need fully automated measuring systems that can be used by any operator without prior knowledge of measurement technology. In addition, complex components with tight tolerances require optical, high-resolution measurement sensors that are compatible with production and provide traceable and repeatable measurements.

Alicona´s Focus-Variation offers the ideal platform for using optical 3D measurement technology in production, as it is combined with areal-based high-resolution 3D measurement sensors that can be flexibly integrated. All involved systems are digitized and linked using intelligent interface technology and the provided measurement solutions can be individually customized. This gives manufacturers real-time data on production processes, allowing them to intervene at an early stage. As a consequence, smaller batch quantities with closer tolerances can be produced to a higher level of quality and precision.

 

Implementation: Measuring, networking, and individualization

In order for Smart Manufacturing to work effectively, measurement sensors must be integrated into the production line. The metrology equipment must be both capable of networking with existing production systems and being expanded by the manufacturer, if necessary.


Integrating optical measurement sensors into production

Depending on the application, Alicona sensors can be integrated into production in a variety of ways. These are the most common ways of implementing "Smart Manufacturing":

  • The use of a standard measuring system combined with the “Automation Manager” interface. Measurement series are configured by an administrator in advance, and then started by the operator in production by pushing a button.
     
  • Using collaborative systems, “Cobots”. The measuring sensor is mounted onto a mobile robot platform and can be positioned as needed, even for the measurement of components in the machine. The Cobot’s safety concept is built around the physical interaction between humans and robots, and makes conventional enclosures for robots obsolete. Collaborative systems respond to human movements by means of appropriate sensor technology and switch off automatically if there is a risk of injury.

[Translate to Deutsch:]

Digitization and networking between production systems, machines, and measurement technology

The first step in applying Smart Manufacturing is integrating high-resolution optical measurement sensors. It is then necessary to ensure communication and networking between all the data and systems within the production chain. As a result, the measuring technology moves from a decoupled measuring room into the center of production, where complex measurements are executed quickly and easily. Measurement processes, which up to now have mainly been applied in a measuring room, are integrated into existing production planning and control systems (CIM - Computer Integrated Manufacturing), including ERP systems. Integration into the corresponding production programs is ensured through interfaces such as .net Remoting, Labview Interface, and a CAD CAM connection. All systems involved interact in a closed loop, making it possible to intervene in production at any time. Production measurement data enable manufacturers to plan and control production on a flexible basis, contributing to efficient company management.

The range of products offered by Alicona covers the entire spectrum: As a provider of high-resolution optical 3D measurement technology, we integrate measurement sensors into the production line and provide corresponding interfaces, including a CAD-CAM interface, for connecting to existing production programs. This allows production managers to achieve autonomous optimization of production and more efficient management of the company.

 

Measuring systems matched to user requirements

Alicona’s high-resolution optical 3D measuring systems can be extended by the user to meet specific requirements. This allows the manufacturer to adapt the measuring device to the individual production process and extend existing functionality. Customer plug-ins facilitate easy extended programming ("scripting") or the implementation of specific, proprietary software programs and libraries. This allows manufacturers to integrate individual parameters and evaluation algorithms into Alicona standard products. That way, they can continue to develop Alicona systems to permanently extend and optimize quality assurance and expertise specific to their company.

Teilen Sie es mit Ihren Kollegen: