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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.

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