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Ausgewählte Ausgabe: 05-2017 Ansicht: Modernes Layout
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Multisensormessgerät halbiert Messzeit

Qualitätsmängel kosten die Automobilhersteller mehr als nur Geld – sie gefährden auch ihr Image, was zu drastischen Umsatzeinbrüchen führen kann. Dementsprechend hoch sind mittlerweile die Ansprüche der Branche an die Qualität jedes einzelnen Bauteils. Um diesen gerecht zu werden, hat sich der Messaufwand auch bei Automobilzulieferern deutlich erhöht. Das Unternehmen Wahl Metall- und Kunststofftechnik „stemmt“ ihr gestiegenes Messvolumen unter anderem mit dem Einsatz eines Multisensormessgerätes von Zeiss.


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Bild 1.
Der Automobilzulieferer Peter Wahl entwickelt und fertigt Metall- und Kunststoffkomponenten sowie Verbundteile aus beiden Werkstoffen, beispielsweise Spannhebel für Cabriolet-Verdecke.

Im unterfränkischen Kreuzwertheim entwickeln und fertigen 350 Mitarbeiter der Peter Wahl GmbH & Co. KG Metall- und Kunststoffkomponenten sowie Verbundteile aus beiden Werkstoffen für die Automobilindustrie, Bild 1. Die Losgrößen des 1963 gegründeten Unternehmens rangieren zwischen einem Exemplar im Prototypenbau und bis zu 70 000 in der Woche bei Automobilkomponenten.
Bis vor einigen Jahren genügte vielen Automobilherstellern noch eine erfolgreiche Erstmusterprüfung, um die Komponenten für beispielsweise sieben Jahre freizugeben. Inzwischen müssen Zulieferer wie Wahl oftmals die Qualität eines jeden Teils jährlich bei Requalifikationsprüfungen nachweisen – ein Mehraufwand, der zu den ohnehin stattfindenden Erstmuster- und Stichprobenprüfungen hinzukommt.
Bei einem jährlichen Messaufwand von insgesamt rund 5000 h ergibt sich deshalb ein beachtliches Messvolumen. Qualitätsmanager Willi Sauer und seine beiden Messtechnikerkollegen kamen kaum noch hinterher. Zudem waren die schon vorhandenen Zeiss-Koordinatenmessgeräte „Contura“ und „DuraMax“ bereits komplett ausgelastet. Das Management plante daher die Einstellung von zwei weiteren Messtechnikern und fasste zugleich die Anschaffung einer zusätzlichen Messmaschine ins Auge.

Multisensormessgerät übernimmt neue Messaufgaben

Sauer bekam 2013 am Hauptsitz von Zeiss in Oberkochen das Messgerät „Accura“ vorgeführt, das sich gerade in der Weiterentwicklung befand. Es glich in vielem dem Koordinatenmessgerät Contura. „Doch es versprach einen noch flexibleren Einsatz“, erinnert sich der Qualitätsmanager.

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Bild 2.
Geschäftsführer Peter Kerber: „Bei vielen Bauteilen mit Freiformflächen kommen wir mit einem taktilen Messsystem nicht mehr ans Ziel.“

Der Grund für diese zusätzliche Flexibilität ist, dass die neue Generation des Multisensormessgerätes Accura neben den taktilen Messköpfen auch auf den Einsatz des optischen Sensors „LineScan“ ausgelegt wurde. Sauer und sein Chef Peter Kerber waren sofort „Feuer und Flamme“, Bild 2. Der Haken war zu diesem Zeitpunkt nur, dass sich Messgerät und Sensor noch in der Entwicklung befanden. Dennoch waren sich die beiden einig: „Dann gehen wir diesen Entwicklungsschritt einfach mit.“
Im Frühjahr 2014 stand das Messgerät tatsächlich bei Wahl im Messraum: Der Mittelständler hatte das Angebot von Zeiss angenommen, als Pilotkunde die neue Generation der Accura zur Marktreife zu bringen. Dazu gehörte eine intensive Betreuung durch die Messtechnikspezialisten aus Oberkochen sowie ein ständiges Feedback seitens Wahl zu den Erfahrungen mit der neuen Technologie. „Wir haben es nicht bereut“, so der Qualitätsmanager. „Mit dem Messgerät bewältigen wir heute Messaufgaben, die wir früher nicht lösen konnten.“
Verantwortlich dafür ist nicht zuletzt der Lasersensor LineScan – einer von inzwischen drei optischen und sechs taktilen Sensoren, die auf dem neuen Multisensormessgerät zum Einsatz kommen können. Der LineScan (siehe auch gelber Infokasten) erfasst die Geometrie eines Werkstücks mit bis zu 250 000 Punkten pro Sekunde. So digitalisiert er dessen Form in wenigen Minuten – und das vollflächig.

Vorteile: Datenrückführung und berührungslose Messung

Der Einsatz des LineScan auf dem aktuellen Messgerät hat die Firma Wahl in mehrfacher Hinsicht weitergebracht: Erstens beschleunigt dieser die Optimierung der Spritzgusswerkzeuge. Dadurch, dass er die tatsächliche Geometrie der Kunststoffteile digital abbildet, können die Mitarbeiter diese nun direkt mit dem CAD-Modell des Werkzeugs in Beziehung setzen. Die Konstrukteure sind so in der Lage, die Werkzeuge in der frühen Entwicklungsphase entscheidend schneller richtig auszulegen. „Diese Datenrückführung ließ sich vor Einführung des Messgerätes gar nicht realisieren“, blickt Geschäftsführer Kerber zurück. „Wir haben damit den Prozess der Werkzeugoptimierung deutlich verkürzt.“
Ein zweiter Vorteil des optischen Sensors ist für Wahl, dass dieser anders als ein Tastsensor berührungslos misst. So wird er selbst biegsamen Kunststoffteilen gerecht, da sich diese selbst bei einem nur sehr leichten Antastdruck des Messtasters verformen können. Die Folge sind verfälschte Messwerte.

Seite des Artikels
Autoren

 Judith Schwarz

Account Manager

Agentur für Public Relations Storymaker, Tübingen

Triangulationssensor LineScan

Mit  bis  zu  250 000  Punkten  pro  Sekunde  erfasst  der Triangulationssensor LineScan die Form von Bauteilen mit einer Genauigkeit von ± 0,025 mm. Das Prinzip der Triangulation  greift  zur  Abstandsmessung  auf  einfache geometrische  Beziehungen  zurück  –  zum  Beispiel  den Tangenssatz,  der  den  Zusammenhang  zwischen  den Seiten und Winkeln eines Dreiecks beschreibt. Um solche Beziehungen nutzen zu können, arbeitet der LineScan wie folgt: Der Laser projiziert eine Linie auf das Werkstück. Die  integrierte  Kamera  nimmt  davon  ein  Bild  im  Triangulationswinkel Alpha auf. Weil zudem der Abstand zwischen  Laserdiode  und  Kamera  aus  der  Sensorkonstruktion bekannt ist, kann daraus in Bruchteilen einer Sekunde die jeweilige Entfernung des Sensors zur Werkstückoberfläche und somit deren Oberflächengestalt abgeleitet werden.
Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH, 73446 Oberkochen, Tel. 07364 / 20-6336, Fax -3870, E-Mail. info.metrology.de@zeiss.com, Internet: www.zeiss.de/industrial-metrology, Control: Halle 4, Stand 4202 und 4302