Messen und Prüfen Integrierte Messtechnik beschleunigt Produktionsablauf

Fast alles lässt sich heutzutage messen. Geht es jedoch um schnelle 100-%-Messung, muss der Vorgang beschleunigt werden. Dafür gibt es Möglichkeiten von der gesteigerten Scangeschwindigkeit über die Änderungen des Messverfahrens bis hin zur fertigungsintegrierten Messung

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Vom winzigen Zahnrad bis zum tonnenschweren Lokomotivgetriebe ist heute fast alles messbar“, sagt Dr. Dietrich Imkamp, Leiter der VDI/VDE-Arbeitsgruppe Roadmap Fertigungsmesstechnik und im Hauptberuf Leiter Visual Systems & Partner der Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH. „Selbst von außen unzugängliche Strukturen können heute mit Hilfe der Computertomographie erfasst werden.“

Allerdings ist die messtechnische Erfassung zur Prüfung eines Produktes mit Aufwand verbunden, der schließlich vom Kunden bezahlt werden muss. Daher hat die wirtschaftliche Implementierung von Messtechnik in der Produktion eine große Bedeutung. „Neben den Kosten für Anschaffung und Betrieb der Messtechnik spielt an dieser Stelle die Messzeit eine große Rolle, da sie ebenfalls Kosten verursacht.“

Messtechnik kann zum Flaschenhals werden

„Gerade bei sicherheitsrelevanten Produkten, die 100% geprüft werden müssen, kann die Messtechnik zum Flaschenhals werden“, sagt Imkamp, „zumal auf mehrere Bearbeitungsmaschinen in der Regel nur ein einziges Messgerät kommt. Deshalb gewinnt die Schnelligkeit zunehmend an Bedeutung.“ Bereits im Rahmen einer im Mai 2011 vorgestellten Studie nannte die VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik (GMA) Schnelligkeit als eine der wichtigsten zukünftigen Anforderungen an die Fertigungsmesstechnik in allen Branchen. Zeiss IMT legt daher einen Schwerpunkt auf die Beschleunigung der messtechnischen Verfahren.

„Es gibt zwei Ansätze, um Messtechnik in der Produktion zu beschleunigen“, erklärt Imkamp. „Entweder man integriert die Messtechnik in den Produktionsablauf, oder man beschleunigt den Messvorgang selbst.“ Letzteres erreicht man zum Beispiel durch die Steigerung der Scanning-Geschwindigkeit bei der taktilen Messung oder durch optische Verfahren.

Mit der Navigator-Technologie von Carl Zeiss lässt sich nicht nur die Geschwindigkeit, mit welcher der taktile Sensor die Werkstückoberfläche scannt, steigern, sondern auch durch effiziente Strategien bei den Verfahrbewegungen die Messzeit insgesamt verringern. Darüber hinaus kann der Einsatz eines Drehtischs als Teil des Messgerätes Zeit sparen. Ein Werkstück kann mit einem einzigen Taster von allen Seiten erfasst werden, sodass auf Tasterwechsel verzichtet werden kann.

Laser-Linientriangulationssensoren oder Kamerasensoren beschleunigen Messung

Schnelle optische Verfahren ermöglichen zum Beispiel der Laser-Linientriangulationssensor Linescan oder der Kamerasensor Viscan. Diese Sensoren sind dadurch gekennzeichnet, dass sie in der gleichen Zeit wesentlich mehr Punkte aufnehmen können als taktile Sensoren, weil sie in einer Sensorposition mehrere Punkte gleichzeitig erfassen (Laserlinien beziehungsweise Konturen im Kamerabild), und dass sie sich aufgrund des berührungslosen Abtastprinzips schnell über die Werkstückoberfläche bewegen. Allerdings reagieren sie empfindlich auf optische Veränderungen aus der Umgebung und der Werkstückoberfläche.

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