Carl Zeiss Optotechnik GmbH - Optische Messtechnik
Neuentwicklung der ZEISS Optotechnik überzeugte Fachpublikum auf der Control 2017. 

Neubeuern/Oberkochen, 16 Mai 2017: Die Carl Zeiss Optotechnik GmbH präsentierte erstmals auf der Control 2017 einen preisoptimierten 3D-Sensor, der Unternehmen den einfachen Einstieg in die zukunftsweisende optische 3D-Digitalisierung ermöglicht. Der ZEISS COMET LƎD 2 Base ist ein Produktderivat des bereits am Markt etablierten 3D-Sensors ZEISS COMET LƎD 2. 

Noch vor wenigen Jahren war die komplette Vermessung von Werkstücken extrem zeitaufwändig. Heute dagegen lassen sich dank optischer 3D-Sensoren berührungslos und blitzschnell Millionen Punkte an der Oberfläche erfassen und in Echtzeit als 3D-Modell darstellen. Ein Vorteil, der u. a. die Qualitätsprüfung im Fertigungsprozess extrem beschleunigt. Um Firmen den Einstieg in dieses zukunftsweisende Verfahren zu erleichtern, entwickelte ZEISS einen preisoptimierten 3D-Sensor, den ZEISS COMET LƎD 2 Base.

Die Performance, mit der die 3D-Daten der Bauteile erfasst werden, ist beim ZEISS COMET LƎD 2 Base ähnlich hoch, wie beim Standardmodell. Doch ist das Produktderivat (inklusive Calypso Manual) rund ein Drittel günstiger. Ein Preisvorteil, der, wie Andreas Fuchs, Produktmanager der ZEISS Optotechnik, unterstreicht, „nicht auf Kosten der Datenqualität geht“. Wie bei allen Sensoren aus dem Hause ZEISS Optotechnik kommen auch beim ZEISS COMET LƎD 2 Base modernste Technologie und eine ausgereifte Software zum Einsatz. Mit dieser können beispielsweise komfortabel Fehlfarbenvergleiche zwischen Soll- und Ist-Daten sowie Protokolle zur Dokumentation der Messergebnisse erstellt werden.

Der Unterschied zwischen den beiden Modellen liegt vor allem in der Begrenzung des Messvolumens auf zwei im Gegensatz zu den fünf Messfeldern, die das Standardmodell bietet. Keine willkürliche Auswahl, wie Fuchs betont, sondern das „Ergebnis einer umfassenden Analyse der Messaufgaben unserer Kunden“. Gut 75 Prozent aller Unternehmen, schätzt der Produktmanager, reicht die gegebene Flexibilität, zwischen dem Messfeld 100 und 250 wählen zu können. 

Aufgrund der exzellenten Datenqualität und der hochgenauen Messergebnisse, lässt sich auch das Basismodell von der Qualitätskontrolle über den Werkzeug- und Formenbau bis hin zum Rapid Manufacturing und Reverse Engineering breit einsetzen. Zwar ist die Messgeschwindigkeit der innovativen Komplettlösung nicht ganz so hoch, wie beim Standardmodell, Fuchs ist sich aber sicher, dass ZEISS „mit diesem Produkt den Nerv der Kunden trifft“. 

Das Kundenfeedback auf der Control gibt ihm Recht: „Die Performance und der Preis überzeugten auf Anhieb.“ Ausgeliefert wird der ZEISS COMET LƎD 2 Base ab Juli 2017. Kundenanfragen prüft ZEISS generell, um sicherzustellen, dass die jeweilige Messaufgabe mit der anvisierten Lösung zufriedenstellend bearbeitet werden kann. Ein Service, der Kunden vor Fehlinvestitionen schützt und sicherstellt, dass das „große Potential der optischen Messtechnik wirklich genutzt werden kann“, so der Produktmanager Fuchs.

Weiterführende Informationen
Published in Presse
Dienstag, 01 August 2017 13:01

3D-Sensor optimiert 3D-Druck

ZEISS COMET LƎD ermöglicht Forschungseinrichtung Wood K plus erstmals einen Soll-Ist-Vergleich. 

SYSTEM / APPLIKATION
ZEISS COMET LƎD 

BRANCHE
Forschung und Entwicklung 

KUNDE
Kompetenzzentrum Holz GmbH (Wood K plus) 


AUFGABENSTELLUNG 
Kompetenzzentrum Holz GmbH oder kurz Wood K plus ist eine führende Forschungseinrichtung für Holz und verwandte nachwachsende Rohstoffe in Europa mit Sitz in Linz, Österreich. Derzeit erforschen rund 115 MitarbeiterInnen in fünf Forschungsbereichen, an vier Standorten (Linz, Tulln, Lenzing, St. Veit), wie sich nachwachsende Rohstoffe für innovative Anwendungen veredeln, bearbeiten und für High-Tech Anwendungen einsetzen lassen.

Dass der wissenschaftliche Output des Kompetenzzentrums international anerkannt wird, belegen zahlreiche – mitunter hoch geränkte – Veröffentlichungen. Allein in 2015 publizierte das Team von Wood K plus über 100 Beiträge in Refereed Scientific Journals, Conference Papers sowie Fachzeitschriften und -büchern. Darüber hinaus zählte das Zentrum im selben Jahr über 50 laufende akademische Arbeiten.

Ein wichtiger Forschungsschwerpunkt der WissenschafterInnen im Bereich Holz Polymer Verbundwerkstoffe ist die Entwicklung und Verarbeitung von Kompositen aus nachwachsenden Rohstoffen und thermoplastischen Kunststoffen (WPC: Wood Polymer Composite und NFC: Natural Fibre Composite) unter anderem mittels 3D-FLM-Druck. Ein Thema, dass aufgrund der enormen Praxisrelevanz für viele Unternehmen aus der Industrie sehr interessant ist. Im Rahmen eines neuen grenzüberschreitenden Pilotprojektes (Interreg Österreich-Bayern 2014-2020; Technologie- und Forschungsplattform „Hybrid Materials“, AB97) konnte das Kompetenzzentrum Holz seine Infrastruktur in Linz um die additive Fertigung mit dem 3D-FLM-Druck erweitern.

Um qualitativ hochwertige Werkstücke mit diesem nach wie vor innovativem Verfahren herstellen zu können, müssen die Abweichungen der 3D-gedruckten Teile von den Soll-Werten ihrer CAD-Modelle bestimmbar sein. Wood K plus investierte deshalb 2016 in einen ZEISS COMET LƎD, der den ForscherInnen erstmals derartige Analysen erlaubt.

LÖSUNG UND PRODUKT
Für den Streifenprojektionssensor der Carl Zeiss Optotechnik GmbH entschieden sich die österreichischen WissenschaftlerInnen insbesondere aufgrund seiner präzisen Messergebnisse, die im Bereich Holz-Polymer-Verbundwerkstoffe, im laufenden Projekt laut den Anwendern „unverzichtbar sind, um qualitative Aussagen über die Soll-Ist-
Abweichungen zu treffen.“

Der ZEISS COMET LƎD ist ein innovativer Sensor zur 3D-Datenerfassung, der auf dem Messprinzip der Steifenprojektion und Blue-LED-Technologie basiert. Hier wird mittels dem blauen LED-Licht ein Streifenmuster auf das jeweilige Messobjekt projiziert. Dieses Muster wird durch die Geometrie des jeweiligen Bauteils spezifisch verzerrt und von einer Kamera erfasst.

Die intuitiv zu bedienende Software ZEISS collin3D, stellt im Anschluss über Triangulationsberechnung jeweils eine Beziehung zwischen dem einzelnen Kamerapixel und einem Punkt auf dem Werkstück her. Die so erzeugte Punktewolke wird dann zum sogenannten Dreiecksnetz im STL-Format umgewandelt, mit dem ein 3D-Modell erzeugt werden kann. Dieses wird dann mittels der Inspektionssoftware INSPECTplus, ebenfalls aus dem Hause ZEISS Optotechnik, für den Soll-Ist-Vergleich mit dem 3D-CAD-Modell herangezogen.

ERGEBNIS / NUTZEN FÜR DEN KUNDEN
Wenige Stunden genügten, um den ZEISS COMET LƎD für den praktischen Einsatz einzuführen. Da das Handling laut den MitarbeiterInnen „einfach und intuitiv ist“, konnten nach einer Kurzvorstellung durch ZEISS alle Geschulten fortan selbständig mit dem ZEISS COMET LƎD arbeiten. Nach mehreren Wochen intensiver Nutzung lernten die MitarbeiterInnen des Kompetenzzentrum Holz dann die Feinheiten des Systems kennen. Dank dieses ausführlichen, mehrtägigen ZEISS Workshops „können wir heute das gesamte Potential des Systems ausschöpfen“.

Derzeit nutzt das Österreichische Forschungsinstitut Wood K plus den ZEISS Sensor insbesondere für die Analyse der mittels 3D-Druck hergestellten Bauteile bzw. für die Detektion der Abweichungen von der im CAD-Modell definierten Soll-Geometrie. Dank der präzisen Messergebnisse gelingt es den WissenschaftlerInnen in Linz, den Druckprozess dabei wie erhofft so zu adaptieren, dass abhängig vom Material die Soll-Ist-Abweichung bereits nach 2-3 Probeläufen im angestrebten bzw. vorgegebenen Toleranzbereich liegt.

Darüber hinaus digitalisieren die MitarbeiterInnen mit dem ZEISS COMET LƎD auch unterschiedliche Spritzgussteile. „So können deutlich schneller als bisher die prozessbedingten Unterschiede bezüglich des Schrumpfverhaltens der jeweils eingesetzten Werkstoffe im Spritzguss verglichen mit dem 3D-Druck evaluiert und korreliert werden“.

VORTEILE / STATEMENT
- „Das Preis-Leistungs-Verhältnis des ZEISS COMET LƎD überzeugt: Wir haben ein umfangreiches System mit hoher Flexibilität und Leistungsfähigkeit zu einem fairen Preis erhalten.“
- „Wir suchten nach einem exakten Digitalisierungssystem. Der ZEISS COMET LƎD erfüllt unsere Anforderung und wurde deshalb bewusst von uns ausgewählt.“
- „Wir analysieren mit dem ZEISS COMET LƎD, ob die mittels 3D-FLM-Druck hergestellten Bauteile von der Soll-Geometrie (CAD) abweichen. Mit dieser Information adaptieren wir den Druckprozess so, dass die vorgegebenen Toleranzen eingehalten werden.“
- „Durch die Zeitersparnis zur Daten unterstützten Anpassung der Prozessparameter für die erforderlichen Toleranzen können sich aufbauend auf unseren Entwicklungsergebnissen investierende Industriefirmen einen raschen Return of Invest erwarten.“
DI Josef Ecker, Wissenschaftlicher Mitarbeiter und Dissertant Holz-Polymer-Verbundwerkstoffe, Kompetenzzentrum Holz GmbH

 
Published in Optische Messtechnik
Freitag, 24 Februar 2017 13:18

Schnelle Streifen für die Form

3D-Sensor von ZEISS beschleunigt Digitalisierung von Werkstücken


Die optische Messtechnik ist zwar kein neues, dafür aber ein topaktuelles Thema für Unternehmen. Insbesondere das Streifenprojektionsverfahren eröffnet ihnen vielfältige Möglichkeiten, wie Anwender verdeutlichen, die den 3D-Sensor ZEISS COMET LƎD einsetzen. Die Carl Zeiss Optotechnik GmbH hat jetzt ein Nachfolgemodell dieses Sensors auf den Markt gebracht.

„Auch wenn sich nicht alle Messaufgaben optisch lösen lassen, eignen sie sich für immer mehr industrielle Anwendungen“, sagt Dr. Marcus Steinbichler, Geschäftsführer ZEISS Optotechnik. Der große Vorteil aller optischen 3D-Messverfahren ist ihre Schnelligkeit, mit der sie sehr viele, dicht nebeneinander liegende Messpunkte aufnehmen. Und ein Ende der Beschleunigung scheint nicht in Sicht. ZEISS hat mit seinem neuen 3D-Sensor ZEISS COMET LƎD 2 die Messzeit im Vergleich zum Vorgängermodell jetzt sogar auf eine Sekunde pro Sequenz halbiert und damit auf bis zu 5 Millionen Messpunkte pro Sekunde. „Mit unserem neuen Gerät machen wir die Streifenprojektion noch interessanter für die Unternehmen“, ist sich Steinbichler daher sicher. Die Erwartungen des Geschäftsführers scheinen nicht überzogen, denn auch das Vorgängermodell, der ZEISS COMET LƎD, wird bereits vielfältig eingesetzt.

Blaues Licht macht Geometrie sichtbar


Der ZEISS COMET LƎD ist, wie auch das Nachfolgemodell ZEISS COMET LƎD 2, ein 3D-Sensor für die Streifenlichtprojektion. Bei diesem optischen Verfahren projiziert ein Projektor blaues LED-Licht als Streifenmuster auf das Messobjekt. Dieses Muster wird durch die Geometrie des jeweiligen Bauteils spezifisch verzerrt und von einer Kamera erfasst. Eine Software stellt über Triangulationsberechnungen jeweils eine Beziehung zwischen dem einzelnen Kamerapixel und einem Punkt auf dem Werkstück her. Die so erzeugte Punktewolke wird dann zum sogenannten Dreiecksnetz im Stl-Format umgewandelt, mit dem ein 3D-Modell erzeugt werden kann, das für den Soll-Ist-Vergleich über das 3D-CAD-Modell herangezogen wird. Im Vergleich zum Laserscanner liefert die Streifenlichtprojektion präzisere Ergebnisse. Damit eignet sich dieses Verfahren besonders gut für die Qualitätssicherung, wie folgende Anwendungen zeigen.

Qualität im Fokus


„Gute Qualität ist von ausschlaggebender Wichtigkeit: Man kann alles immer noch besser machen.“ Eine Aussage, die Ernst Mahle, Firmengründer des MAHLE Konzerns, zwar vor mehr als 100 Jahren traf, die heute jedoch immer noch zu den wichtigsten Handlungsmaximen des Unternehmens gehört. Aus diesem Grund definiert die MAHLE Behr GmbH & Co. KG mit Sitz in Stuttgart immer wieder aufs Neue Standards in der Qualitätsplanung, während der Pro-duktentwicklung sowie beim Serienanlauf und überwacht konsequent die internen Produktionsprozesse. Als MAHLE 2013 die Firma Behr übernahm – ein deutsches Familienunternehmen, das u. a. Vollklimageräte in Pkws fertigt – fiel eine grundlegende Entscheidung: Die zur Herstellung von Abgaskühlern für Pkw und Lkw verwendeten Edelstahl-Rechteckrohre mit Prägung sollten in Zukunft nicht mehr zugeliefert, sondern auf einer dafür speziell geplanten Fertigungslinie produziert werden. Dies erforderte eine stichprobenartige Dimen-sionsprüfung für die Serienprüfung und damit einhergehend ein neues Messsystem.

Gesamte Fläche im Blick

MAHLE Behr definierte mehrere Voraussetzungen an ein neues Messsystem. So sollte es beispielsweise eine flächige Auswertung der Wandstärke über dem Prägebereich des Rohres sowie der Rohrenden ermöglichen. Außerdem waren ein automatisierter Messprozess und ein kompaktes Messsystem gefragt, da die Anlagenbediener die Messungen in einem kleinen Messraum direkt an der Fertigungslinie durchführen sollten. Das Messsystem sollte des Weiteren einfach zu duplizieren sein, damit es weltweit für zukünftige Fertigungslinien einsetzbar ist. Der Streifenlichtsensor ZEISS COMET LƎD erfüllte all diese Voraus-setzungen. Und versetzte die Maschinenbediener u. a. dank der Falschfarbendarstellung in die Lage, Feinjustierungen der Schieber an der Prägepresse vorzunehmen und trotzdem die geforderte Mindestwandstärke nicht zu unterschreiten. Darüber hinaus wurden geometrische Dimensionen geprüft, um eine fehlerfreie automatisierte Montage zu ermöglichen.

Messdauer verkürzt


Nicht nur MAHLE Behr, auch die HERU Werkzeugbau GmbH & Co. KG nutzt den Streifenlichtsensor für anspruchsvolle Anwendungen in der Qualitätskontrolle. Das 1987 gegründete Unternehmen entwickelt und fertigt u. a. komplexe Blechumformteile sowie zahlreiche Werkzeuge. Um die hohe Qualität der Produkte zu gewährleisten, wurden in der Vergangenheit ausschließlich taktile Messgeräte eingesetzt. Doch der Wunsch nach einer schnelleren, serienbegleitenden und berührungslosen Messung rückte nach und nach in das Zentrum der Qualitätssicherung. „Wir haben uns inzwischen so sehr an dieses komfortable Messsystem gewöhnt, dass wir uns eine Qualitätssicherung ohne den ZEISS COMET LƎD Sensor nicht mehr vorstellen können“, betont Markus Hesse, Geschäftsleitung HERU Werkzeugbau GmbH & Co. KG, Lennestadt-Grevenbrück, „Wir hätten diesen Schritt schon viel früher wagen sollen“. Insbesondere die Möglichkeit, schnell und mit geringem Aufwand Soll-/Ist-Vergleiche vorzunehmen, die leichte Bedienbarkeit und die schnelle Erfassung neuer Bauteile überzeugten das Unternehmen. So ist die Messdauer komplexer Bauteile mit zwei Sekunden pro Einzelaufnahme, wie erhofft, extrem kurz.

Schnellere Produktentwicklung


Der ZEISS COMET LƎD Sensor spielt jedoch nicht nur in der Qualitätssicherung seine Vorteile aus. Viele Unternehmen setzen das Gerät auch für die Produktentwicklung ein, so wie der Schuhproduzent Lorenz Shoe Group AG aus Österreich. Bei der Entwicklung neuer Schuhmodelle wird im ersten Schritt ein Urmodell gefertigt, das als Basis für die weitere Serienproduktion dient. Um schneller neue Modelle zu kreieren, suchte die über 1.000 Mitarbeiter beschäftigende Firma nach einem Messsystem zur Leisten-Digitalisierung mit anschließender 3D-Sohlen-Entwicklung. Dank des 3D-Sensors und des Drehtischs zur Positionierung der Komponenten wird das Urmodell jetzt einfach und schnell gemessen und die Grunddaten werden in wenigen Schritten erzeugt. „Mit der Einführung des ZEISS COMET LƎD Sensors konnten die Durchlaufzeiten in der Entwicklung um ein Vielfaches verkürzt werden“, freut sich Florian Kaidlsdorfer, Entwickler bei der Lorenz Shoe Group, „Dies ermöglicht uns eine schnellere Umsetzung in der Reaktion auf Modetrends und die Entwicklung von Zwischenkollektionen für das eigene weltweite Retail-Business.“


3D-Daten für Unikate

Die Cristalica GmbH, ein Glaswerk aus Döbern, Deutschland, geht bei der Produktentwicklung sogar noch einen Schritt weiter als die Lorenz Shoe Group. Sie ermöglicht dem Endkunden, vorhandene 3D-Modelle ihrer Produkte zu verändern und damit Unikate zu kreieren. Vor der Einführung des ZEISS COMET LƎD Sensors mussten dafür die Muster aufwändig manuell gemessen und erfasst werden, um sie anschließend digital darzustellen. Das portable ZEISS Gerät macht die 3D-Datenerfassung deutlich einfacher, schneller und genauer. Zudem ist das Handling für die Anwender sehr komfortabel. Die Glashütte nutzt die über das ZEISS System gewonnenen 3D-Daten darüber hinaus auch für die Qualitätssicherung und für die Vorbereitung der Serienproduktion.


Vielzahl an Anwendungsmöglichkeiten

Auch die Bernstein Innovation GmbH schätzt die Einsatzbreite des Gerätes. „Der ZEISS COMET LƎD hat sich durch die Vielzahl der Anwendungsmöglichkeiten vom ersten Tag an ausgezahlt“, so Stefan Niedermair, CTIO der Bernstein Innovation GmbH. Die österreichische Firma entwickelt und produziert Konsumgüter mittels 3D-Druck und suchte zunächst nach einem Messsystem, das komplexe Geometrien präzise erfasst und unterschiedlichste Bauteilgrößen von wenigen Millimetern bis hin zu 55 cm Kantenlänge messen kann. Mit der Einführung des ZEISS COMET LƎD eröffnete sie sich sehr schnell ein weiteres Anwendungsgebiet: die Digitalisierung von Bauteilen. Das Unternehmen kann so sehr einfach 3D-Modelle von nicht digital erfassten Bauteilen erzeugen. Dies bietet enormes Potential für den 3D-Druck-Anbieter.


Universeller Einsatz

Auch wenn, wie die Praxisbeispiele zeigen, der ZEISS COMET LƎD aufgrund seiner Leistungsparameter und seiner Kompaktheit bereits sehr flexibel eingesetzt wird – der seit Februar 2016 erhältliche ZEISS COMET LƎD 2 wird laut Herbert Daxauer, Produktmanager 3D Digitalisierung, „diese Entwicklung weiter vorantreiben“. Zum einen, weil die Messzeit, wie eingangs beschrieben, jetzt bei nur ca. einer Sekunde liegt. Ein gewichtiger Vorteil für Unternehmen, die komplexe und oder große Bauteile scannen wollen. Denn pro Projekt sparen sie sich schnell bis zu einer Stunde Messzeit. Und da der Sensor noch kompakter als sein Vorgängermodell ist, ist er auch noch handlicher. Ein Pluspunkt, wenn beispielsweise Innenräume digitalisiert werden, oder wenn der Sensor an wechselnde Einsatzorte transportiert werden muss. Wie beim Vorgänger, erlaubt die modulare Bauweise einen einfachen und schnellen Messfeldwechsel, damit können Unternehmen weiterhin verschiedene Messaufgaben mit nur einem Sensor lösen. Die Entwickler des ZEISS COMET LƎD 2 haben sich laut Daxauer jedoch nicht nur darauf beschränkt, die vorhandenen Funktionen zu verbessern. Sie haben auch neue geschaffen. So erkennt der neue Sensor auch Belichtungs- und Schwingungsänderungen. Eine Innovation, die nach Meinung von Daxauer „die Messunsicherheit reduziert und damit Produktentwickler wie Qualitätsmanager begeistern wird“.
Published in Optische Messtechnik
Mittwoch, 11 Januar 2017 15:22

Eine neue Dimension der Effizienzsteigerung

3D-Digitalisierung mit dem ZEISS T-SCAN CS+ optimiert Qualitätssicherung und Produktentwicklung. 

SYSTEM / APPLIKATION
ZEISS T-SCAN CS+ 

BRANCHE
Hersteller von Büro- und Objekteinrichtungen 

KUNDE
Wiesner-Hager Möbel GmbH, Altheim - Österrreich 


AUFGABENSTELLUNG 
Die Wiesner-Hager Möbel GmbH aus Altheim in Oberösterreich blickt auf eine fast 170-jährige Geschichte voller innovativer Entscheidungen zurück. Nach Jahrzehnten als reiner Zimmerei- und Baubetrieb diversifizierte die Firma und fertigte ab 1921 auch Möbel. Mit Erfolg. 1930 standen bereits 275 Mitarbeiter in Lohn und Brot. Da die Geschäftsführung zudem früh auf den boomenden Bereich Kino- und Festsaalausstattungen setzte, überstand das Unternehmen auch die Weltwirtschaftskrise und die Kriegsjahre. Dieses Gespür für umsatzbringende Trends verlor das Traditionsunternehmen auch nach 1945 nicht. In den 1960er und 1970er Jahren gehörte die Firma bereits zu den drei renommiertesten europäischen Sitzmöbelproduzenten. Anfang der 80er Jahre erfand sich der Möbelhersteller wieder neu. Es zog sich konsequent aus den Geschäftsfeldern Wohnen, Kino, Theater und Gastronomie zurück und führte nur den Bereich Büro- und Objektausstattung weiter. Mit einer Exportquote von 56 Prozent gehört Wiesner-Hager heute zu den erfolgreichsten europäischen Möbelherstellern.

Um auch zukünftig den wachsenden Qualitätsansprüchen seiner globalen Kunden gerecht zu werden und zudem schneller neue Produkte auf den Markt bringen zu können, wollte die Geschäftsführung die Qualitätssicherung auf ein neues Niveau heben. Die bisher im Rahmen der Qualitätsüberwachung üblichen manuellen Messungen waren dafür schlichtweg zu ungenau und zudem viel zu zeitaufwändig. Ein Nachteil, der auch den Prototypenbau, ja die gesamte Entwicklungsabteilung tangierte. Wiesner-Hager suchte deshalb nach einer schnellen und genauen Messmethode. Und wurde fündig. Die Carl Zeiss Optotechnik GmbH, ehemals Steinbichler Optotechnik GmbH, bot die erhoffte Lösung für die Effizienzsteigerung in der Qualitätssicherung und bei der Produktentwicklung: den handgeführten Laserscanner ZEISS T-SCAN CS+.

LÖSUNG UND PRODUKT
Das Komplettsystem ZEISS T-SCAN CS+ beinhaltet einen Handscanner, eine Trackingkamera sowie optional eine taktile Touchprobe. Über die im dem Handscanner integrierte Laserlinie wird die Oberfläche der jeweiligen Teile berührungslos abgetastet. Und das mit 210.000 Punkten pro Sekunde. Die Trackingkamera detektiert dabei die Position des Scanners, so lassen sich mithilfe der Triangulation 3D-Oberflächendaten berechnen. Mit der Touchprobe können zudem taktil weitere Einzelpunkte aufgenommen werden, um z. B. Lochberandungen oder uneinsichtige Vertiefungen zu erfassen. Die Einsatzbereiche sind dementsprechend vielfältig und reichen von der Qualitätskontrolle über den Werkzeug- und Formenbau, der Designentwicklung bis hin zum Rapid Manufacturing und Reverse Engineering.

ZEISS T-SCAN CS+   ZEISS T-SCAN CS+
Systemaufbau vor Ort                      Scannen eines Bauteils
 
Auch Wiesner-Hager nutzt den Laserscanner für unterschiedliche Aufgaben und Bereiche: in der Entwicklung/CAD, dem Formenbau und der Qualitätssicherung. Die Einführungsphase im Unternehmen war relativ kurz. „Nach drei Tagen Schulung konnten wir das System schon ziemlich gut einsetzen“, betont Günter Weilbold aus der Qualitätssicherung „und nach einem Monat Selbststudium waren wir tief in der Materie.“ Konkret eingesetzt wird das System von ZEISS in der Wareneingangs- und Serienprüfung, beim Prototypenbau, geprüft werden auch Entwicklungsteile, Prüf- und Schweißvorrichtungen.

ERGEBNIS / NUTZEN FÜR DEN KUNDEN
„Unser Investment in den Laserscanner ZEISS T-SCAN CS+ hat sich ausgezahlt. Denn wir erkennen Fehler jetzt bereits während der Produktentwicklung. So bringen wir schneller und kostengünstiger qualitativ hochwertige Produkte auf den Markt“, beschreibt Weilbold weiter.
Aber nicht nur die Produktentwicklung profitiert laut Günter Weilbold von der neuen Messmethode: „Wir detektieren dank der hohen Messgeschwindigkeit und der Prozessgenauigkeit früher als bisher Qualitätsprobleme in der Fertigung und können sie damit auch schneller beheben.“
Die Entscheidung, in den ZEISS T-SCAN CS+ zu investieren, traf das Unternehmen „auch aufgrund des attraktiven Preis-Leistungs-Verhältnisses und der einfachen Bedienbarkeit des ZEISS Laserscanners.“

VORTEILE / STATEMENT
„Seitdem wir den Laserscanner einsetzen, messen wir schneller und genauer. Wir erkennen früher Fehler und sind jetzt von der Entwicklungsabteilung bis hin zur Qualitätssicherung effizienter.”
Günter Weilbold, Qualitätssicherung, Wiesner-Hager Möbel GmbH


Published in Optische Messtechnik
Donnerstag, 03 November 2016 08:12

Gebündelte Streifenleistung

Schnell und individuell digitalisieren mit dem ZEISS COMET LƎD. 

SYSTEM / APPLIKATION 
ZEISS COMET LƎD 

BRANCHE 
Luft- und Raumfahrt / Aerospace 

KUNDE
RUAG Aerostructures Services GmbH, Wessling - Oberpfaffenhofen 

AUFGABENSTELLUNG 
Mit Nutzung neuster Technologien in den Bereichen Composite, Blech- und Metallbearbeitung produziert, entwickelt und integriert die RUAG Aerostructures Services GmbH in Wessling – Oberpfaffenhofen, vorwiegend strukturelle Baugruppen und Präzisionskomponenten für den Flugzeugstrukturbau. Kernkompetenzen des Unternehmens liegen in spezialisierten Bearbeitungs-, Umform-, Oberflächen-, Montage-, und Umwelttechniken, die sich in großen hochpräzisen Einzelteilen, detailreichen Komponenten oder ganzen Baugruppen und Anlagen wiederspiegeln.

Der branchenvielfältige Kundenstamm reicht von Maschinenbauern und Halbleiterherstellern, über Windkraftspezialisten bis hin zu Unternehmen der Automobilindustrie; die Hauptkunden der Firma RUAG sind jedoch die namhaften Flugzeughersteller.

Um Produkte auf höchstem Qualitätsniveau produzieren zu können, ist die Qualitätssicherung mit Gewährleistung hoher Maßgenauigkeit ein Dreh- und Angelpunkt. Soll- /Ist-Vergleiche von Bauteilen sind in diesem Zusammenhang unumgänglich und berührungslose 3D-Messverfahren bieten hier die effizientesten Möglichkeiten der Datenerfassung.

Ausschlaggebend für die Anschaffung eines Sensors zur 3D-Digitalisierung, war die Realisierung eines Projektes, in dem es notwendig war, den Ist-Zustand von rund 1500 Bauteilen mit einer Genauigkeitstoleranz von +/- 0,05 mm optisch zu erfassen und aus den STL-Dateien CAD-Parts mittels Reverse Engineering zu erzeugen.

LÖSUNG UND PRODUKT
Die Firma RUAG entschied sich nach einer umfangreichen Evaluierung für den Streifenlichtsensor ZEISS COMET LƎD aus dem Hause Carl Zeiss Optotechnik GmbH (ehemals Steinbichler Optotechnik GmbH) mit Sitz in Neubeuern.

Dieses innovative Messsystem zur 3D-Datenerfassung bietet eine sehr komfortable Systemlösung für die gewünschte Anwendung. Es überzeugt dazu durch die intuitiv zu bedienende Software ZEISS INSPECTplus. Die Software in Verbindung mit einem sehr übersichtlichen und strukturierten Systemaufbau ermöglicht, nach einer
viertägigen Schulung, seither ein selbstständiges Arbeiten mit dem System. Die unterschiedlichen Objektive erlauben es, die Messbereiche im Handumdrehen den verschiedenen Bauteilgrößen anzupassen und die geforderten +/- 0,05 mm Maßtoleranz können problemlos gewährleistet werden.

Messaufbau ZEISS COMET L3D mit Drehtisch Rotary   Messaufbau ZEISS COMET L3D mit Drehtisch Rotary                                          
                                        Messaufbau ZEISS COMET LƎD mit Drehtisch Rotary

ERGEBNIS / NUTZEN FÜR DEN KUNDEN
RUAG ist durch die Anschaffung dieses wartungsfreien 3D-Sensors heute in der Lage, Bauteilunterlagen von Komponenten ganz neu zu bewerten. Zwei verschiedene Fertigungszustände können durch die schnelle Generierung von STL-Dateien unmittelbar miteinander verglichen und bewertet werden. Einhergehend hiermit ist die Möglichkeit, diese neue und zeitsparende Art der Soll- /Ist- Datenanalyse kurzerhand in neue Prozessketten der Qualitätssicherung einzugliedern. Die enorm kurzen Messzeiten von unter zwei Sekunden pro Einzelaufnahme ermöglichen eine nie da gewesene Effektivität. Nicht zu vergessen ist, dass sich das System dank der unzähligen Befestigungsmöglichkeiten (Stand-Fuß bis Wandhalterung) optimal seinen Umgebungsbedingungen anpasst.

VORTEILE / STATEMENT
• Sehr hohe Maßgenauigkeit
•  Übersichtlicher und strukturierter Systemaufbau
• Einfach, flexibel und schnell bedienbar
• Nur vier Tage Schulungsaufwand
• Soll- /Ist- Vergleiche
• Vergleich verschiedener Fertigungsstadien
• Intuitiv zu bedienende Software

„Es ist kaum zu glauben, wie schnell wir mit dem ZEISS COMET LƎD in der Lage waren, produktiv zu arbeiten. Das System bietet uns unzählbar viele Möglichkeiten der Datenerfassung und ermöglicht uns, in der Qualitätssicherung neue Prozesse zu definieren, die effizientere Genauigkeitskontrollen zulassen.“
Guido Maier, Fachteamleiter Measuring Technology, RUAG Aerospace Structures GmbH - Gilching


Published in Optische Messtechnik
Dienstag, 30 August 2016 16:18

3D-Scannen, im Auftrag unserer Gesundheit

Die Vielseitigkeit des COMET Streifenlichtsensors zeigt sich in den unterschiedlichsten Einsatzgebieten. 

SYSTEM / APPLIKATION 
COMET 5 

BRANCHE 
Gesundheitswesen 

KUNDE 
Polytechnic Institute of Leiria, Portugal 


AUFGABENSTELLUNG 
In einer Kooperation mit dem Santa Maria Krankenhaus in Lissabon, den Ärzten des Krankenhauses in Badajoz und den Ingenieuren des Polytechnischen Institutes in Leira entwickelt der portugiesische Arzt Dr. David Ângelo aus Lissabon künstliche Kiefergelenksknorpel. Diese sollen Patienten mit einer entsprechenden Diskusverlagerung unmittelbar und dauerhaft Beschwerdelinderung bieten.

Die Anomalie bringt eine ein- oder beidseitige Dysfunktion des Kiefergelenks mit sich, was den dort befindlichen Gelenksknorpel, den sogenannten Diskus nach und nach beschädigt. Betroffene haben dadurch bei Routinebewegungen, wie Essen, Lachen oder Gähnen, Schwierigkeiten und Schmerzen.

Da Schafe dem Menschen gegenüber sehr ähnliche Kieferknochen und eine vergleichbare Knochendichte haben, eignen sie sich für eine Versuchsreihe außerordentlich. In sehr enger Zusammenarbeit mit Veterinären ersetzte Ângelo die natürlichen Gelenksknorpel durch künstliche, welche im Polytechnischen Institut in Leira generiert und mittels 3D-Druck aus einem Biomaterial erstellt wurden.

PRODUKT UND LÖSUNG
Das Polytechnische Institut Leira war bereits in vielen Forschungsprojekten, national wie international, beteiligt. Mit eingeschlossen, Projekte zu wissenschaftlichen und technischen Produktentwicklungen. Nicht zu vergessen aber auch Entwicklungen neuer Technologien, die zu neuen Material- und Prozessgestaltungen führten.

Ebenso übernahm das Institut Aufgaben zu theoretischer Grundlagenforschung sowie Projekte zur Gewinnung wissenschaftlich solider Technologie- und Entwicklungsmethoden.

Bei einer Vielzahl dieser Projekte war eine 3D-Erfassung von Objekten unumgänglich. Dank ihrer schnellen, effizienten und akkuraten 3D-Datenerfassung, etablierten sich die Scanningsysteme der Carl Zeiss Optotechnik GmbH aus Neubeuern.
Für dieses doch sehr spezielle Projekt entschied man sich für das COMET 5 System in Kombination mit dem Rotationstisch COMETrotary.

Mit diesem perfekt aufeinander abgestimmten Weißlichtstreifenprojektionssystem kann extrem schnell und mit sehr hoher Detailtreue gescannt werden. Dabei wird mit einer sehr hellen Lichtquelle ein Streifenlichtgitter auf das zu vermessende Objekt projiziert. Über zwei Objektive wird anschließend mittels Triangulationsrechnung die Oberfläche des Objektes errechnet und zurückgeführt.

ERGEBNIS / NUTZEN FÜR DEN KUNDEN
Mit diesem leistungsstarken Verfahren wurde die natürliche Gelenkpfanne in 3D erfasst. Basierend auf diesen Scandaten konnten mittels der Auswerte- und Bearbeitungssoftwaren INSPECTplus und colin3D, ebenfalls aus dem Hause ZEISS Optotechnik, der künstliche Diskus am Computer generiert und angepasst werden.

Die so neu gewonnenen Gelenksknorpel wurden anschließend an einem 3D-Drucker gedruckt und im weiteren Versuchsverlauf den Schafen implantiert.

In einer angesetzten Langzeitstudie wird nun die Verträglichkeit und Langlebigkeit der künstlichen Gelenkknorpel erforscht.

3D-Scannen, im Auftrag unserer Gesundheit
Platzierung des künstlichen Diskus


VORTEILE 
• Einfache und flexible Anwendung
• Hohe Genauigkeit
• Attraktiver Preis
• Intuitiv zu bedienende Software


Published in Optische Messtechnik
COMET LƎD ermöglicht Reverse Engineering und Themen rund um die Qualitätssicherung.

SYSTEM / APPLIKATION
COMET LƎD

BRANCHE 
University / Education

KUNDE
Hochschulcampus Tuttlingen der Hochschule Furtwangen


AUFGABENSTELLUNG 
„Studieren auf höchstem Niveau“ – so lautet das Motto der Hochschule Furtwangen. Der jüngste Standort der Hochschule Furtwangen, der Hochschulcampus in Tuttlingen, unterstreicht und verdeutlicht dieses Motto: Seit der Eröffnung und Aufnahme des Studienbetriebs im Jahr 2009 wird das Konzept der „Public Private Partnership (PPP)“ angewandt. Dabei handelt es sich um eine neue und bundesweit einmalige Form von Kooperationen aus Hochschule, Wirtschaft und Staat. Einzigartig ist, dass dadurch die Industrie mittels Industrievertretern Gestaltungs- und Mitspracherechte hat und zudem in den Studienkommissionen der Studiengänge vertreten ist.

Im Hochschulcampus Tuttlingen werden bisher nur technische Studiengänge, wie beispielsweise die Bachelorstudiengänge Industrial Manufacturing und Industrial Med Tec sowie die beiden Masterstudiengänge, Medical Devices & Healthcare Management und Mechatronische Systeme, angeboten und unterrichtet.

Nicht nur das bundesweit einmalige PPP-Konzept ist kennzeichnend für den Hochschulcampus Tuttlingen, auch die Ausstattung in den Laboren schreitet auf dem neuesten Stand der Technik deutschlandweit voran. Um diesen modernen Standard zu halten und auszubauen, war es im Jahr 2014 der nächste Schritt, sich nach einem 3D-Scanner umzusehen und zu informieren. Dieser sollte in Zukunft für Lehrzwecke angeschafft werden. Zudem war der Einsatz für Industriezwecke im Zuge der Unterstützung der örtlichen Unternehmen im Rahmen von Dienstleistungen geplant.

Der 3D-Scanner sollte für verschiedenste Bereiche, wie z. B. medizinischer und Dentalbereich (Implantate, Gebisse, etc.), aber auch für andere Produktportfolios geeignet sein. Zu scannen sind hauptsächlich Teile von 30 mm bis 500 mm Größe. In Ausnahmefällen kann sich auch eine Teilegröße von 1000 mm ergeben. Die minimalen Wandstärken sind mit 0,3 – 0,4 mm beziffert.

Als weitere Anforderung an einen möglichen 3D-Scanner definierte der Hochschulcampus Tuttlingen eine hohe Mobilität des Scanners.

LÖSUNG UND PRODUKT
Nachdem sich der Hochschulcampus Tuttlingen über mehrere 3D-Scanner von verschiedenen Unternehmen informiert hatte, fiel die Entscheidung auf den leistungsfähigen Streifenlichtsensor COMET LƎD der Carl Zeiss Optotechnik GmbH mit Sitz in Neubeuern (ehemals Steinbichler Optotechnik GmbH).

Neben der hervorragenden Auflösung, der äußerst hohen Genauigkeit und der einfachen Bedienbarkeit des 3D-Sensors, war des Weiteren die gute Portabilität kaufentscheidend. Aufgrund der wechselbaren Messfelder überzeugte der Streifenlichtsensor zudem mit seiner Flexibilität sowie der daraus resultierenden einfachen Erweiterbarkeit des Messvolumens.

COMET L3D Knieprothese
COMET LƎD beim Scannen einer Knieprothese


ERGEBNIS / NUTZEN FÜR DEN KUNDEN
Momentan findet der COMET LƎD studiengangübergreifend seinen Einsatz und steht für Projekt- und Thesisarbeiten für die Studierenden zur Verfügung. Außerdem haben Firmen, die dem Hochschulcampus Tuttlingen Förderverein e.V. angehören, die Möglichkeit, auf die Einrichtung der Hochschule zurückzugreifen.

Vielfältige und kontinuierlich neue Anwendungsmöglichkeiten ermöglichen den Einsatz des COMET LƎD in diversen Bereichen. Der Hochschulcampus Tuttlingen sieht ein besonderes Potenzial des COMET LƎD im Bereich Reverse Engineering von medizinischen Produkten sowie für die Qualitätsprüfung von additiv gefertigten Bauteilen mit Hilfe der Inspektionssoftware INSPECTplus. Somit wäre die Bearbeitung von Qualitätssicherungsthemen in Zukunft möglich.

Knieprothese Dreiecksnetz nach dem Scanvorgang Inspektionssoftware INSPECTplus ermöglicht Qualitätsprüfungen
Knieprothese Dreiecksnetz nach dem
Scanvorgang
Inspektionssoftware INSPECTplus
ermöglicht Qualitätsprüfungen

Dank der gewissen Flexibilität und Portabilität des Systems besteht die Möglichkeit, den COMET LƎD gegebenenfalls in industriellen Umgebungsorten einzusetzen.

Ein weiterer Vorteil ist, dass die einfache Bedienbarkeit des Streifenlichtsensors nicht nur den Messtechnik-Spezialisten, sondern auch den Studenten/Studentinnen die Gelegenheit bietet, den 3D-Scanner zu verwenden. So sind die Studierenden in der Lage, die theoretisch gelernten Inhalte praktisch optimal zu vertiefen.

Nach der Grundlagenschulung bei der Firma Carl Zeiss Optotechnik GmbH in Neubeuern dauerte die Einführung des Streifenlichtsensors lediglich ein paar Tage.

VORTEILE / STATEMENT
• Hohe Flexibilität und Portabilität des 3D-Scanners
• Einfach Bedienbarkeit des COMET LƎD, auch für Studenten
• Kurze Einführungsphase
• Möglichkeit der Qualitätsprüfung von Teilen

„Kaufentscheidend waren außer der guten Auflösung, der Genauigkeit, der einfachen Bedienbarkeit sowie der Portabilität, auch die Flexibilität des COMET LƎD dank der unterschiedlichen und austauschbaren Messfelder und die problemlose Erweiterung des Messvolumens.”
Matthias Schreiyäck, Hochschulcampus Tuttlingen der Hochschule Furtwangen



Published in Optische Messtechnik
Montag, 29 September 2014 02:00

BIMAQ setzt auf Streifenlichtprojektion

SYSTEM
COMET 5 / 50er und 400er Messfeld auf portablem mehrachsigen Stativ sowie Drehtisch zur automatisierten Objektpositionierung

BRANCHE
Education

KUNDE
Universität Bremen - Fachbereich Produktionstechnik Bremer Institut für Messtechnik, Automatisierung und Qualitätswissenschaft


AUFGABENSTELLUNG
Ein historischer Bildband aus 100 Jahren Firmengeschichte (1806 bis 1906) der Bremer Melchers-Group zählt zu den Exponaten des Überseemuseums Bremen. Im Rahmen einer Auftragsarbeit sollte der aufwendig und wertvoll gestaltete Bucheinband vom Bremer Institut für Messtechnik, Automatisierung und Qualitätswissenschaft (BIMAQ) mithilfe eines Streifenprojektionssystems hochaufgelöst dreidimensional gemessen werden. Da es sich bei dem Messobjekt um ein entsprechend wertvolles Ausstellungsstück handelt, war unbedingt eine taktile Messung zu vermeiden, um den empfindlichen Bucheinband vor Beschädigungen zu schützen. Darüber hinaus ist das großflächige Messobjekt mit einer Vielzahl von Details versehen, welche alle messtechnisch erfasst werden sollten. Aus diesem Grund kam nur eine optische, berührungslose und zerstörungsfreie Messtechnik mit der Möglichkeit einer flächenhaften Erfassung in Frage.

LÖSUNG UND PRODUKT
Das Bremer Institut für Messtechnik, Automatisierung und Qualitätswissenschaft (BIMAQ) ist ein ingenieurwissenschaftliches Forschungsinstitut am Fachbereich Produktionstechnik der Universität Bremen und entstand 2007 aus dem Zusammenschluss zweier Forschungseinrichtungen. Dem Wissenstransfer verpflichtet, arbeiten die BIMAQ-Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sowohl in der Grundlagenforschung als auch in anwendungsnahen Projekten: Von der Entwicklung neuer Produktions- oder Messmethoden bis hin zur Optimierung von Fertigungsprozessen oder der Entwicklung von Prototypen. Das BIMAQ kooperiert mit internationalen Forschungseinrichtungen und Unternehmen und beschäftigt rund 40 Mitarbeiter. Die Teams arbeiten in nationalen Forschungs- und Industrieprojekten, engagieren sich in großen EU-Vorhaben und sind maßgeblich an einem Bremer Sonderforschungsbereich der Deutschen Forschungsgemeinschaft beteiligt. Kernkompetenz des BIMAQ ist die Messtechnik, mit den ergänzenden Bereichen Automatisierung, Qualitätswissenschaft und Energiesysteme.

Der Ledereinband des historischen Bildbandes wie auch Gravuren auf den Beschlägen sollten digitalisiert werden. Dazu wurde das Streifenprojektionssystem COMET 5 1.4M im Rahmen eines vom BMU (Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit) geförderten Projektes beschafft, welches den Aufbau eines Labors für Großverzahnungen beinhaltet. Neben einem klassischen, taktilen Koordinatenmessgerät für großformatige Zahnräder mit einem Durchmesser von bis zu 3 Metern wurde im Bereich der optischen Messtechnik mit einem innovativen Streifenprojektionssystem der ZEISSr Optotechnik ein geeignetes Messgerät angeschafft. Da es sich bei der Universität Bremen um eine öffentliche Einrichtung handelt, wurde die Anschaffung des Streifenprojektionssystems über eine öffentliche Ausschreibung geregelt.

Neben dem Preis waren insbesondere die geringen Antast- und Kugelabstandsabweichungen, die Matlab-Schnittstelle, das geringe Gewicht und der einstellbare Messmodus (maximale Auflösung/maximale Messgeschwindigkeit) die entscheidenden Kriterien. Insbesondere die extreme Flexibilität in Kombination mit der Mobilität des Systems hat die Entscheidung zur Anschaffung des ZEISS Optotechnik-Systems angetrieben. Durch die Möglichkeiten zur Messfeldanpassung können Messobjekte von wenigen Zentimetern bis hin zu mehreren Metern Größe gemessen werden. Darüber hinaus lassen sich die Messungen auch unter verschiedensten Umgebungsbedingungen realisieren. Die Einführung des Systems verlief reibungslos innerhalb kurzer Zeit. Eine Auswahl an Mitarbeitern hat die Einführungsschulung in Neubeuern besucht und das Gelernte an weitere interessierte Mitarbeiter weitergereicht.

Der metallene Verschluss des Buches wurde zunächst separat gemessen und stellte den erfolgreichen Probelauf dar. Die aus mehreren Millionen Koordinaten und zahlreichen Aufnahmen bestehende Punktewolke wurde mithilfe der Systemsoftware zu einem Flächen-(Dreiecks-)Modell verknüpft. Durch manuelle Aufbereitung der Messdaten wurden Messfehler erkannt und korrigiert. Eine weitere automatische Nachbearbeitung glättete und optimierte das Abbild. Die CAM-Software der Firma Esprit generierte aus dem überarbeiteten Datensatz den CNC-Code für eine 5-Achs-CNC-Fräse der Firma MORI SEIKI, mit welcher der Bucheinband zunächst in einem Modellbau-Kunststoff reproduziert und anschließend ein Modell aus Aluminium erstellt wurde. Die hohe Genauigkeit während der Aufbereitung erlaubt nun den weiteren Einsatz des Duplikates als Ausstellungsstück und präsentiert die Anwendungsmöglichkeit der Messtechnik sowie die Fertigungsmöglichkeiten im BIMAQ und des Fachbereichs an der Universität Bremen.

ERGEBNIS / NUTZEN FÜR DEN KUNDEN
Das ZEISS Optotechnik Messsystem COMET 5 wird abteilungsübergreifend im ganzen Institut für unterschiedlichste Messaufgaben eingesetzt. Darüber hinaus ist die Streifenprojektion und die Handhabung optischer Messsysteme Bestandteil mehrerer Vorlesungen und Labore. Am BIMAQ existierten vor der Anschaffung des ZEISS Optotechnik-Systems zwei veraltete Streifenprojektoren, die jedoch den Anforderungen des Instituts nicht mehr genügen konnten. Zum einen waren die Messfelder der Systeme zu klein für aktuell am BIMAQ behandelte Forschungsansätze und zum anderen die Hardware-/Software-Komponenten nicht mehr zeitgemäß. Die optische geometrische Messtechnik ist eine wichtige Ergänzung für die konventionelle taktile Geometrie-Messtechnik und findet folglich Anwendung im Forschungs-, Lehr- und Dienstleistungsspektrum des Instituts.

Die Bedienung der vorherigen Streifenprojektionsgeräte war aufgrund der Komplexität nur einigen wenigen eigens geschulten Mitarbeitern möglich. Mit dem ZEISS Optotechnik-System hingegen ist hingegen aufgrund der einfachen Bedienbarkeit eine Vielzahl an Mitarbeitern vertraut. Dies ermöglicht einen flexibleren Einsatz des Systems, ohne auf Expertenwissen einiger weniger Mitarbeiter angewiesen zu sein. Des Weiteren hat sich die Zusammenarbeit mit den Studenten erheblich vereinfacht. Die Ergebnisse von Messungen sind schneller verfügbar, so dass die Studenten direkt die Vorteile dieser Messtechnik abschätzen können. Mit dem neuen System lässt sich so viel einfacher Begeisterung für die Streifenprojektion wecken, was zu eigenen Ideen für Messaufgaben führt und sich sowohl im Ablauf der Vorlesungen und Labore, als auch in den schriftlichen Ergebnissen der Studenten wiederspiegelt.

„Bis zum aktuellen Zeitpunkt verlief die Zusammenarbeit mit der ZEISS Optotechnik immer reibungslos. Der technische Support hat uns schon einige Male eine Menge Zeit und Ärger erspart und auch der Vertrieb ist jederzeit hilfsbereit und stellt sich gerne auf unsere besonderen Bedürfnisse als Institut einer Universität ein.“ Christoph Dollinger M.Sc., Abteilung Energiesysteme und Werkstoffprüfung, BIMAQ - Universität Bremen
Derzeit ist das Messsystem Bestandteil einiger Forschungsanträge und soll insbesondere als Referenzverfahren für neu zu entwickelnde Messverfahren im Bereich der Windenergie eingesetzt werden. Dafür ist eine Messfelderweiterung geplant, die Möglichkeiten zur Messung von großvolumigen Bauteilen bieten soll. Des Weiteren bestehen Ansätze zur Beschaffung eines Roboters für die Lehre, der ebenfalls als Positionierein-richtung für das Messsystem zum Einsatz kommen könnte.

VORTEILE / STATEMENT

• Optische geometrische Messtechnik als wichtige Ergänzung für die konventionelle taktile Geometrie-Messtechnik
• Benutzerfreundlichkeit sowie Flexibilität und Mobilität des Systems
• Hohe Genauigkeit bei Antast- und Kugelabstandsabweichungen
• Einstellbarer Messmodus (maximale Auflösung/maximale Scangeschwindigkeit)

„Insbesondere die flexible Anpassungsfähigkeit an die vielfältigen Messsituationen und die einfache Bedienbarkeit der Messsystemsoftware haben uns den Einsatz sehr erleichtert und überzeugende Messergebnisse geliefert.“ Dipl.-Ing. Michael Sorg, Abteilungsleiter Energiesysteme und Werkstoffprüfung, BIMAQ - Universität Bremen

 

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INNOVATIVER WEG IN DER MESSTECHNIK STEIGERT DIE PROZESSSICHERHEIT

Für die serienbegleitenden Prüfungen von Haushaltsgeräten setzten die Messtechniker bei Bosch und Siemens Hausgeräte, Traunreut, früher Koordinatenmessmaschinen ein. Im vergangenen Jahr lösten sie die taktile Messtechnik durch optische 3D-Messtechnik von Steinbichler Optotechnik, Neubeuern, ab. Dadurch wurden der Fertigungsprozess sicherer und die Kosten gesenkt.

„Könnt Ihr auch Stanzteile aus Blech optisch vollautomatisch genau vermessen und auswerten?“ Das fragte Messtechniker Paul Spiel von Bosch und Siemens Hausgeräte (BSH), Traunreut, die Mitarbeiter von Steinbichler Optotechnik, Neubeuern, im November 2006 auf dem Euromold-Messestand in Frankfurt. Mit dieser scheinbar simplen Frage begann eine intensive Zusammenarbeit zwischen BSH und Steinbichler. Binnen eines Jahres wurden drei robotergestützte 3D-Digitalisierungsanlagen im Messraum der zentralen Messtechnik, im Presswerk und der Fertigung installiert.

Am Standort Traunreut werden Elektroherde, Backöfen, Kochfelder, Mikrowellenkombigeräte und Warmwasserbereiter gefertigt. Dort sollte In der zweiten Jahreshälfte 2008 die Produktion einer neuen Herdserie mit höheren Designanforderungen anlaufen. Die Herde zeichnen sich im Vergleich zu den Vorgängermodellen durch kleinere Spalt- und Versatzmaße aus. Innerhalb der Toleranzkette müssen Einzeltoleranzen von bis zu +/- 0,05 mm sicher ermittelt werden.

Für den Produktionsanlauf und die anschließende Serienüberwachung war es dringend notwendig, die messtechnischen Kapazitäten zu erweitern. Damit mussten sich Anfang 2007 die Mitarbeiter in der Qualitätssicherung beschäftigen. Der bequemste Weg wäre gewesen, die vorhandene taktile Messtechnik um einige Koordinatenmessmaschinen zu erweitern.Dies hätte bedeutet: bekannte Maschinen, bekannte Vorgehensweisen, bekannte Technik. Genauso hätte dies bedeutet: keine neuen Erkenntnisse, keine Verbesserung in der serienbegleitenden Prozessüberwachung, technischer Stillstand bei BSH.

Nach intensiven Besprechungen beider Projektteams und ausführlichen Tests zur Genauigkeit, Wiederholbarkeit und der Gauge-R&R-Prüfung entschieden sich QMS-Leiter Christoph Schmitt und das Projektteam für das optische 3D-Messsystem COMET 5 4M mit Streifenprojektion. Dafür waren laut BSH- Projektleiter Thomas Rychtarik folgende Kriterien ausschlaggebend:

  • Die hohe Messgeschwindigkeit bringt einen deutlichen zeitlichen Vorsprung. Die Messergebnisse liegen schneller vor und können bei Abweichungen früher zur Korrektur in den Prozessparametern in der Produktion (zum Beispiel im Presswerk) herangezogen werden. Die Bauteile werden vollständig dreidimensional aufgenommen, so lassen sich auch flächige Abweichungen vom Sollmaß einfach darstellen (zum Beispiel die Auflageflächen von Klebeprofilen und Montagerahmen).
  • Eine zusätzliche Prüfung eines Bauteils ist mithilfe des gespeicherten 3D-Datensatzes an jeder Messposition nachträglich möglich. Die Teile müssen bei nachträglichen Messungen nicht noch einmal auf der Messmaschine aufgespannt werden.
  • Die optische Messung ist berührungslos. Somit eignet sich das Verfahren zur Vermessung von geklebten Teilen, die dadurch vor dem Ende der Aushärtezeit auf geometrische Abweichung (Position und Verkippung) überprüft werden können. Gegebenenfalls können Korrekturen in den Klebeprozess früher einfließen.
  • Die hohe absolute Messgenauigkeit und Wiederholgenauigkeit mit der Sensorik des Messsystems ermöglicht das sichere Erfassen der Messwerte innerhalb der geforderten Einzeltoleranzen. Die Prüfmittelfähigkeit und die Prüfprozesseignung wurden erfolgreich nachgewiesen.


Drei Inspektionsanlagen für unterschiedliche Aufgaben
Alle drei Inspektionsanlagen sind identisch konfiguriert und beinhalten ein Weißlichtstreifenprojektionssystem COMET 5 mit einer 4-Megapixel-Kamera und einem 200er Messfeld. Der Sensor wird von einem Kuka-Roboter mit Armverlängerung in Position gebracht. Das zu messende Bauteil liegt auf einem Kuka-Drehtisch, der als siebte Achse vom Robotercontroller angesteuert wird. Die Oberfläche des Drehtisches ist mit einer fotogrammetrisch eingemessenen Referenzpunktliste versehen, die zur globalen Zusammenführung der einzelnen flächigen 3D-Aufnahmen genutzt wird. Die Lage des Drehtisches, des Roboters und der Kalibrierplatte ist bei allen drei Installationen identisch, deshalb können auf allen drei Anlagen alle Messprogramme der verschiedenen Bauteile ablaufen. Durch diese Redundanz ist die Verfügbarkeit der messtechnischen Prüfmöglichkeiten gesichert. Falls eine Anlage zum Beispiel wegen Wartungsarbeiten nicht genutzt werden kann, sind die notwendigen serienbegleitenden Messungen auf den beiden anderen Anlagen durchführbar.

Die erste Anlage wurde für die Messtechnik beschafft. Diese wird in einem eigens dafür vorbereiteten Raum mit Messraumqualität für folgende Aufgaben eingesetzt:

  • Messungen zur akuten Problemlösung durch vollflächiges Erfassen der Prüfteile,
  • Programmieren der Messprogramme für die anderen Anlagen (Anlage 2 und 3).


Der Messraum mit Anlage 1 stellt die zentrale Einheit im Anlagennetzwerk dar. Hier werden die Messprogramme und Prüfanleitungen für alle zu prüfenden Teile erstellt. Bauteilpositionierung auf dem Drehtisch, Roboterbahn, Drehtischstellung, Sensorposition zum Bauteil, Makroerstellung für die Inspektionssoftware, Reporterstellung und Einbindung in die Datenbank in das BSH Qualitätsmanagement - all dies wird auf der Masteranlage festgelegt.

Die zweite Anlage wird zur Blechteilabnahme in der Vorfertigung eingesetzt und steht in einem abgetrennten, klimatisierten Raum in der Presswerkhalle, circa 15 m von den acht Pressen entfernt. Durch die Schwingungen des Hallenbodens war es zwingend erforderlich, den Roboter (mit Sensor) und den Drehtisch gemeinsam auf einer massiven Betonplatte zu platzieren. Der erhöhte bauliche Aufwand wird durch die sehr kurzen Wege für die Mitarbeiter im Presswerk kompensiert. Die zweite Anlage wird hauptsächlich für folgende Aufgaben eingesetzt:

  • Erst- und Letztteilprüfung in der Vorfertigungsfabrik,
  • PFU-Messungen (Prozessfähigkeitsuntersuchungen) aus der laufenden Serienfertigung,
  • Reihenmessungen bei Fertigungsproblemen.


Die zweite Anlage weist eine weitere Besonderheit auf. Nach dem Einlesen der Teilenummer des Prüfteils mit einem Barcodeleser (dieser ist bei allen drei Anlagen integriert) erscheint auf einem separaten Monitor über dem Drehtisch der bauteilspezifische Adaptersteckplan. Der Prüfer entnimmt die angezeigten Adapter aus dem Fundus unter dem Monitor, steckt diese in die entsprechende Position auf dem Drehtisch, legt das Prüfteil auf und startet die automatische Messung.

Die dritte Anlage dient nahezu ausschließlich der Abnahme von Klebeprozessen. Unter der Leitung von Florian Huber, Qualitätsbeauftragter bei BSH, wurden zusammen mit den Entwicklern von Steinbichler Aufspannkonzepte und Messstrategien erarbeitet, die die optische Vermessung von geklebten, noch nicht aushärteten Metallprofilen auf Glasoberflächen ohne Vorbehandlung durch Sprühen ermöglichen. Die wichtigsten Aufgaben an der dritten Anlage sind:

  • Überprüfung der Maßhaltigkeit des Scheibenklebeprozesses,
  • PFU-Messungen aus der laufenden Serienfertigung,
  • Reihenmessungen bei Fertigungsproblemen.


Auch bei der dritten Anlage werden die Bauteilnummern per Barcodeleser übernommen. Nur dort tragen die Bediener beim Handling der Glasscheiben Handschuhe, was Fingerabdrücke vermeiden soll.

Investition rechnet sich
Das Messnetzwerk von automatisierten optischen 3D-Digitalisiersystemen brachte der BSH monetäre Vorteile. Vor allem die drastische Reduktion der Messzeit pro Prüfteil, die zusätzliche flächige Information im Messreport und damit eine gesteigerte Prozesssicherheit in der Fertigung, senkten die Kosten pro Prüfung und den Ausschuss. „Die Steinbichler-Anlagen machen sich täglich bezahlt“, urteilt Christoph Schmitt. Die mitgelieferte Inspektionssoftware COMETinspect ermöglicht über eine Viewer-Installation den Mitarbeitern in den Konstruktionsabteilungen Soll-Ist-Vergleiche (Messdaten zu CAD-Daten) am eigenen Rechner. „Mit der Ansammlung von Messdaten und Reports geben wir uns nicht zufrieden. Wir benötigen eine statistisch belastbare Basis für unsere Entscheidungen“, erklärt Christoph Schmitt weiter. Diesen Anspruch erfülle eine Schnittstelle zwischen der Steinbichler-Software und der Qualitätsmanagementsoftware Q-DAS.

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Präzision ist für Medizinprodukte ein wichtiges Qualitätskriterium. Die genaue Kontur, das exakte Maß, die Zusammensetzung einer Struktur – all dies ermittelt und dokumentiert die Koordinaten Messtechnik Iserlohn GmbH (KMI) mit anspruchsvollen 3D-Messmethoden. Kaum Abweichungen vom Sollwert erlaubt etwa der „Respimat® Soft Inhaler“.

Das von der Boehringer Ingelheim microParts GmbH hergestellte Inhalationsgerät erleichtert mit mikrostrukturierten Pumpen und Düsen die Behandlung von Atemwegserkrankungen. Es ist weltweit millionenfach im Einsatz – da ist die Maßhaltigkeit aller Komponenten ein unverzichtbares Kriterium für zuverlässige Funktion.

An dieser Stelle setzt KMI als Dienstleister mit 3D-Messtechnik der Firma Steinbichler Optotechnik GmbH an. Für genaue Werte sorgen beispielsweise fotooptische Verfahren wie die Weißlichtstreifenprojektion. Bei der dreidimensionalen Messung werden die Formteile des Inhalationsgerätes über die gesamte Oberfläche mit den CAD-Konstruktionsdaten verglichen und beurteilt. „Die Bauteile werden mit einem Drehtisch automatisch in die richtige Position gebracht und von allen Seiten digitalisiert, ohne den Sensor bewegen zu müssen“, erläutert Geschäftsführer Jörg Finger. Am Ende der hochpräzisen Messzyklen erhält der Kunde eine Dokumentation der Messergebnisse, eine qualifizierte Aussage über die Qualität der gemessenen Bauteile und außerdem die erforderlichen Daten für die Werkzeugkonstruktion.

Boehringer Ingelheim microParts stellt jährlich 20 Millionen Inhalationsgeräte exklusiv für den Mutterkonzern Boehringer Ingelheim her und setzt bereits 2004 auf die Kompetenzen von KMI. Das Iserlohner Messlabor ist Mitglied der Brancheninitiative Gesundheitswirtschaft Südwestfalen und als eines von wenigen akkreditierten Dienstleistungsunternehmen in der 3D-Messtechnik nach DIN EN ISO/IEC 17025:2005 zertifiziert. „Das gibt unseren Kunden Sicherheit, mit einem von unabhängiger Stelle überwachten Messlabor zusammenzuarbeiten.“, sagt Jörg Finger. Bundesweit betreut KMI Kunden aus der Kunststoffverarbeitung, der Metall- und Elektroindustrie und Medizintechnik.

Das Team aus hochqualifizierten Ingenieuren und Technikern hat sich der Genauigkeit verschrieben und trägt damit täglich zur optimalen Funktion von medizintechnischen Produkten bei.

www.kmi-web.com

Das KMI-Messlabor ist mit modernen taktilen und optischen Messanlagen für die Bereiche Erstmusterprüfung und Lohnmesstechnik ausgestattet.

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