Große Teile voll im Blick

Mobiles Laser-Messgerät überwacht die Schweißstraßen bei Opel. Die Planung, Entwicklung und Konstruktion der Schweißstraßen für neue Fahrzeug-Modelle verantwortet das Internationale Technische...

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Mobiles Laser-Messgerät überwacht die Schweißstraßen bei OpelDie Planung, Entwicklung und Konstruktion der Schweißstraßen für neue Fahrzeug-Modelle verantwortet das Internationale Technische Entwicklungszentrum (ITEZ) in Rüsselsheim. Die Zentrale Qualitätssicherung (ZQS) ist Bestandteil des ITEZ und prüft die Qualität der Anlagen, bevor sie in den Produktionswerken der Adam Opel AG endgültig aufgebaut und nochmals abgenommen werden. Die ZQS trägt somit eine Verantwortung für alle Werke des Automobilherstellers. Deshalb ist es wichtig, dass diese zentrale Abteilung technisch immer auf dem neuesten Stand ist. So kann sich die Zentrale Qualitätssicherung weiterentwickeln und gute Dienstleistungen für andere Bereiche im Unternehmen erbringen. Der aktuelle Maschinenpark der Zentralen Qualitätssicherung kann sich sehen lassen: Diverse Ständer-Messgeräte in manueller und CNC-Ausführung, sechs mobile Messarme für den fertigungsnahen Einsatz, ein photogrammetrisches System mit zwei Kameras zum Vermessen großer Objekte und schließlich - seit gut einem Jahr - ein messtechnisches Highlight das Laser-Tracker Modell LTD 500 von Leica Geosystems mit verschiedenen Besonderheiten. Zur Laser-Tracker-Familie gehören noch das Einsteigermodell LT 300 sowie das Schwestermodell LT 500. Von diesem unterscheidet sich der Laser-Tracker LTD 500 durch seinen integrierten hochpräzisen Absolut-Distanzmesser, der für höchste Automatisierung von Messabläufen sorgt. Der Laser-Tracker ist ein leicht transportierbares, mobiles Koordinaten-Messsystem (Bild 1). Dank des eingebauten Laser-Interferometers können Messungen schnell und mit hoher Präzision durchgeführt werden. Ob Einzelpunkt- oder Oberflächenmessungen, der LTD 500 kann mit einer einzigen Aufstellung Objekte in einem Messbereich von bis zu 70 m Durchmesser mit einer Genauigkeit von ±10 ppm (µm/m) bei einer Messrate von bis zu 1000 Punkten/s erfassen.Der Messbereich des LTD 500 beträgt horizontal ±235°, vertikal ± 45° und in der Distanz 0-35 m. Die Genauigkeit (2sigma) einer Koordinate liegt für statische Ziele bei +/- 10 ppm (µm/m), für leicht bewegte Ziele bei ±20 ppm (µm/m) und für schnell bewegte Ziele bei ±40 ppm (µm/m).Prüfungen und Tests sind automatisiertEinsatzgebiete des Laser-Trackers sind speziell der hochgenaue Werkzeugbau und die Geometrie-Prüfung in der Automobil- und Flugzeugbranche sowie in anderen Industrien, beispielsweise das Prüfen und Bauen von Vorrichtungen, Werkzeugen und Bauteilen. Periodische Überprüfungen, Wiederholungstests und weitere Aufgaben können automatisch ausgeführt werden. Die Aufstellung des Laser-Trackers kann sich der Objektgröße oder den eingeschränkten Platzverhältnissen gut anpassen. Das bei Opel eingesetzte Modell LTD 500 verfügt über eine Zusatzeinrichtung mit der Bezeichnung Nivel 20. Damit lassen sich so genannte horizontierte Messungen durchführen, die gerade bei den Schweißanlagen wichtig sind. Lutz-Henning Steinbrecher präzisiert: ,,Die Anlagen laufen im Zwei- und teilweise im Dreischichtbetrieb. Aufgrund der ständigen Belastung kann es im Laufe der Jahre passieren, dass eine Ecke der Rahmenkonstruktion unmerklich absackt. Bevor bei einem Modellwechsel die neue Schweißstraße in den alten Rahmen eingebaut wird, muss unsere Abteilung prüfen, ob die messtechnische Basis stimmt und sich alle Eckpunkte des Rahmens auf gleicher Höhe befinden." Das geschieht mit dem Laser-Tracker. Mit der Nivellierung wird das Ganze überprüft und die Referenzpunkte dann entsprechend nachgesetzt. Dadurch werden alle relevanten Stellen und Anlagenpunkte auf ein einheitliches Niveau gebracht. Aus der Sicht des Trackers steht die Anlage dann perfekt - wie auf einer ruhenden Wasseroberfläche. Messen der Referenzpunkte in den SchweißstraßenBei den unbeweglichen und bis zu 12 m langen Schweißstraßen gibt es gar keine andere Möglichkeit, als mit der Messmaschine direkt vor Ort zu messen. Die großen Abmessungen des Objekts lassen sich jedoch nicht mit jeder beliebigen Messtechnik erfassen. ,,Seit einem guten Jahr messen wir mit dem Laser-Tracker die Referenzpunkte in den Schweißstraßen ein. Die sind enorm wichtig, weil alle weiteren Prüfungen auf diesen Basis-Koordinaten aufbauen," erklärt Lutz-Henning Steinbrecher, der in der Zentralen Qualitätssicherung dafür zuständig ist, neue Messmittel zu planen, zu beschaffen und zum Einsatz zu bringen - inklusive der zugehörigen Mess-Software. Zudem ist er verantwortlich für Ausbildung und Training der Mitarbeiter. Vor dem Einzug der optischen Messtechnik bei Opel sind riesige Kontroll-Vorrichtungen in die Anlagen hineingefahren worden, um strategische Punkte der Schweißstraßen zu checken: ,,Das Gebilde hat so ähnlich ausgesehen wie ein überdimensionales Hirsch-Geweih. Damals haben die Mitarbeiter immer gesagt: Jetzt kommt der Hirsch," blickt Steinbrecher zurück auf die Zeiten, in denen die erfolgreichen Opel-Modelle Kadett, Ascona und Rekord hießen. Olaf Wienke, Leica-Vertriebsingenieur und Betreuer der Adam Opel AG, greift in einen kleinen Koffer, in dem Kugeln unterschiedlicher Größe aufbewahrt werden, und erläutert die Arbeitsweise des Laser-Trackers: ,,Das sind die Reflektoren, mit denen der Laserstrahl aus demTracker ,aufgefangen' wird. Wenn ich mit meiner Hand den Reflektor bewege, folgt der Tracker automatisch nach." Und tatsächlich: Wird der Reflektor bewegt, dann folgt das Kopfstück des Trackers durch Drehen oder Nicken (Bild 2). ,,Mit dem Reflektor in der Hand kann sich der Anwender frei am Messobjekt bewegen und an den festgelegten Punkten die Messungen auslösen. Im gleichen Moment werden die Koordinaten der Raumpunkte im System abgelegt. Der Tracker arbeitet dabei mit so genannten Polar-Koordinaten. Ein Raumpunkt wird ermittelt aus zwei Winkeln, also auf der Stellung des Kopfstücks des Trackers, und der Entfernung des Reflektors zum Tracker," fügt Wienke hinzu. Während der Messungen muss der Anwender natürlich darauf achten, dass der Laserstrahl nicht durch Streben oder Blechteile unterbrochen wird. Denn dann verliert der Tracker den Kontakt mit dem Reflektor und das System geht automatisch in seine Ausgangsposition zurück. Normalerweise müsste der Anwender in diesem Fall mit seinem Reflektor zurück zum Basisgerät und wieder neu starten. Doch derartige, zusätzliche Wege sind beim Laser-Tracker LTD 500 nicht nötig. Der Tracker verfügt über eine zusätzliche Kamera, die den Reflektor eigenständig sucht, sowie einen absoluten Distanzmesser, mit dessen Hilfe das System wieder Kontakt mit dem Reflektor aufnimmt, nachdem der Laserstrahl unterbrochen wurde. Dafür muss der Anwender den Reflektor lediglich für einen Moment ganz ruhig halten. Diese Tracker-Option hat sich bei der Zentralen Qualitätssicherung als sehr nützlich erwiesen, denn wenn die komplexe Schweißanlage einmal fertig ist, dann ist sie auch relativ zugebaut und es ragen viele Bauteile hinein. Alle Messgeräte arbeiten mit einheitlicher SoftwareIn der Zentrale Qualitätssicherung laufen seit mehr als einem Jahr alle messtechnischen Geräte mit der einheitlichen Mess-Software Metrosoft CM. Für alle Messmaschinen wurden entsprechende Schnittstellen geschaffen, die einen reibungslosen Datentransfer zum Programmsystem sicher stellen. Auch der Laser-Tracker wurde an diesen einheitlichen Datenstrom angeschlossen. Dies war nämlich ein wichtiger Bestandteil des Lastenheftes von Opel an Leica im Vorfeld der Einführung des Trackers. Das Andocken des Laser-Trackers an die Software-Basis von Opel verlief unproblematisch. Von Leica wird dafür die so genannte Axyz-Software mitgeliefert, eine Art Betriebssystem für das optische Messgerät. ,,Mit dieser Software lässt sich der Tracker bedienen und die Messdaten überprüfen: Der Benutzer kann das System kalibrieren, Messungen auslösen oder Befehle absetzen. Und das Programm ermöglicht den problemlosen Datentransfer zum Software-System des Anwenders - in diesem Fall von Metromec," berichtet Olaf Wienke.Lutz-Henning Steinbrecher ist sehr zufrieden mit seinem Leica Laser-Tracker: ,,Der Service ist optimal. Wenn wir Fragen haben, rufen wir bei Leica an, und sofort wird alles geklärt. Zudem arbeitet der Laser-Tracker LTD 500 extrem präzise. Wenn ich die Zielweiten zwischen den Kontrollpunkten kurz halte, dann lässt sich die Genauigkeit noch steigern. Für diese großen Volumen ist der Tracker das Genaueste, was es meines Wissens derzeit auf dem Markt gibt. Mir ist kein vergleichbares Produkt bekannt."