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
Ingenieurbüro für Messdienstleistungen stieg auf ZEISS COMET LƎD um. 

SYSTEM / APPLIKATION
ZEISS COMET LƎD 

BRANCHE
Measurement / Messdienstleistungen 

KUNDE
Ing.-Büro Andreas Rühmer, 35088 Battenberg 


AUFGABENSTELLUNG 
Battenberg ist ein kleiner, lediglich 5.500 Seelen zählender Ort in Hessen. Und die Heimat von Andreas Rühmer, dem Gründer und Inhaber eines auf Messdienstleistungen spezialisierten Ingenieurbüros.

Weit über 1.000 Aufträge – überwiegend von Kunden aus der Automobilindustrie – arbeiten der diplomierte Maschinenbauingenieur und seine sieben Mitarbeiter im Jahr ab. Tendenz steigend. Das Leistungsspektrum des Dienstleisters im Bereich Lohnmessungen umfasst sowohl die Erstellung von Erstmusterberichten, als auch die Durchführung von Fähigkeitsuntersuchungen und die Digitalisierung von Bauteilen zur Durchführung von Soll- Ist-Vergleichen sowie für die Flächenrückführung / Reverse Engineering.

Aufgrund immer komplexer werdender Geometrien und der zunehmenden Anzahl von Freiformflächen der Bauteile werden häufiger nur noch wichtige Funktionsmaße taktil oder berührungslos mit 3D-Messmaschinen gemessen. Der Trend geht mehr und mehr zur Digitalisierung der Bauteile und dem Vergleich der somit erzeugten Daten zu den 3D-Daten.

Bereits im Jahr 2011 – nach der Prüfung mehrerer Digitalisierungssysteme – investierte das Ing.-Büro Rühmer in ein berührungsloses 3D-Weisslichtstreifenprojektionssystem von Steinbichler, heute Carl Zeiss Optotechnik GmbH. Drei Jahre lang nutzten er und seine Mitarbeiter das ZEISS COMET 5 System, um Werkstücke schnell zu digitalisieren und mit dem CAD-Modell abzugleichen.

2014 stieg die Firma, die mittlerweile für über 60 Kunden aus dem In- und Ausland arbeitet, auf den genaueren ZEISS COMET LƎD um. „Wir wollten unseren Kunden das aktuellste und innovativste System am Markt bieten“, begründet der visionäre Ingenieur seine Entscheidung.

LÖSUNG UND PRODUKT
Der spezielle 3D-Sensor projiziert 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 der Kamera, dem Projektor und dem projizierten Punkt auf dem Werkstück her. Die so erzeugte Punktewolke wird dann zum sogenannten Dreiecksnetz im Stl-Format umgewandelt. So kann ein 3D-Modell erzeugt werden, das für den Soll-Ist-Vergleich mit dem 3D-CAD-Datensatz herangezogen wird.

ERGEBNIS / NUTZEN FÜR DEN KUNDEN
Derzeit setzt das Ingenieurbüro den ZEISS COMET LƎD ein, für den Nachweis der Profilformen und für die Flächenrückführung. Aufgaben, die der Dienstleister schon mit dem ZEISS COMET 5 System für seine Kunden übernahm. Doch jetzt ist die Auflösung deutlich höher, was einen Soll-Ist-Vergleich selbst feiner Details ermöglicht. Ein Vorteil, der die qualitätsbewussten Kunden und den Messtechnikexperten gleichermaßen „begeistert”. Darüber hinaus sieht Andreas Rühmer noch zwei weitere Punkte warum der ZEISS COMET LƎD im Vergleich zu anderen Systemen „einen deutlichen Fortschritt im Bereich der Digitalisierung” darstellt: 1. eine einfache Umrüstung der Messfelder und 2. geringere Betriebs- und Folgekosten durch die Umstellung auf die LED-Technik.

VORTEILE / STATEMENT

- „Unsere qualitätsbewussten Kunden schätzen die hohe Auflösung des ZEISS COMET LƎD und die mögliche Darstellung selbst feinster Details.”
- „Der Schulungs- und Installationsaufwand war gering – aufgrund unserer Vorkenntnisse, aber vor allem, weil sich die Bedienung intuitiv erschließt.”
- „Mit dem ZEISS COMET LƎD erweitern wir unser Dienstleistungsspektrum und können damit weitere Kunden akquirieren.”

Andreas Rühmer, Ing.-Büro Andreas Rühmer, Battenberg
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


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Flüssig durch die Produktion:

Um gefährliche Schwingungen in Schiffsmotoren abzufedern, müssen elastische Kupplungen exakt auf das jeweilige Schiff und den Motor ausgelegt sein. Entsprechend vielfältig sind die Kupplungsmodelle und -varianten des Herstellers VULKAN Kupplungs- und Getriebebau. Für eine Bestandsaufnahme zahlreicher Kupplungskomponenten suchte das Unternehmen nach einer schnellen und akkuraten Lösung, um diese zu digitalisieren – und entschied sich für einen Laserscanner
T-SCAN CS von ZEISS.
> Ausführlichen Anwenderbericht downloaden

Herausforderung: Große Variantenzahl zu erfassen
Die Kupplungen der Produktlinie RATO S von VULKAN bestehen aus mehreren Gussteilen. Um die Elastizität der Kupplung zu erreichen, werden je zwei davon im Vulkanisationsverfahren durch Gummi miteinander verbunden. Das Problem: Technische Zeichnungen und tatsächliche Gussteile stimmten nicht hundertprozentig überein. Dadurch entstand Ausschuss bzw. die Mitarbeiter mussten Zeit in die Nacharbeit investieren. Um den Produktionsprozess zu verbessern, war zunächst eine Bestandsaufnahme der Gussteile nötig. „Wir haben bei der Produktlinie RATO S über 40 Varianten und Baugrößen“, sagt Andreas Ladwig, Junior Lean Production Officer, „Um deren Geometrie mit Messschiebern aufzunehmen, hätten wir Jahre gebraucht.“ Eine schnellere und genauere Vorgehensweise war gefragt.

Lösung: Handgeführter Laserscanner T-SCAN CS
VULKAN führte einen Laserscanner T-SCAN CS von ZEISS ein. Er digitalisiert die Topographie des Werkstücks mit 210.000 Einzelpunkten pro Sekunde. Aus diesen Punktewolken generiert die Datenaufnahme-Software von ZEISS ein 3D-Modell des Werkstücks. Der Bediener spannt die Gussteile dazu auf einem Schraubstock in der Fertigungshalle auf. Während des Scannens erfasst die auf einem Stativ aufgestellte Trackingkamera T-TRACK CS+ die Bewegung des Laserscanners. So registriert sie die gewonnenen Punkte in einem virtuell aufgespannten Koordinatensystem.

Nutzen: Schnell digitalisiert, Ausschuss reduziert
In der Software INSPECTplus von ZEISS verglichen Ladwig und seine Kollegen die CAD-Modelle mit den Scans. Sie aktualisierten dann die „alten“ CAD-Modelle und schickten sie den Gusslieferanten. Die daraus resultierenden “neuen“ Gussteile unterzogen sie wiederum per Laserscan einer Erstmusterprüfung. „Es geht wahnsinnig schnell“, betont Ladwig, „Wenn mein Kollege vormittags scannt und ich nachmittags Zeit für die Analyse habe, bringen wir das Teil in einem Arbeitstag durch den Erstmusterprüfbericht. Früher hätten wir dafür Wochen gebraucht.“ Im Zuge des Optimierungsprozesses sanken die Ausschusszahlen stark, ebenso wie der Aufwand für die Nacharbeit der Gussteile.

Erfolge:
• Schnell und präzise digitalisiert
• Produktionsprozess beschleunigt
• Ausschuss und Nacharbeit reduziert

> Laden Sie sich den vollständigen Anwenderbericht herunter

> Das Video bei VULKAN sehen Sie hier

               ZEISS T-SCAN    ZEISS T-SCAN


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Freitag, 11 Dezember 2015 08:46

Praxisnahe Ausbildung mit COMET 5 Sensor

HTL Wolfsberg setzt für eine technisch aktuelle Ausbildung, auf ein Digitalisierungssystem aus dem Hause ZEISS Optotechnik. 

SYSTEM / APPLIKATION
COMET 5

BRANCHE
University / Education

KUNDE
Höhere Technische Bundeslehranstalt Wolfsberg


AUFGABENSTELLUNG
Die HTL Wolfsberg ist eine 5-jährige, höhere technische Berufsbildende Lehranstalt. In der Tagesschule bietet HTL Wolfsberg die Ausbildung in den vier Fachrichtungen, Automatisierungstechnik, Mechatronik, Betriebsinformatik und Maschinenwesen an.

Für Berufstätige gibt es die Möglichkeit, im Rahmen der Abendschule, die höhere Lehranstalt für Berufstätige, mit den Fachrichtungen Automatisierungstechnik und Wirtschaftsingenieurwesen zu besuchen.

Die HTL Wolfsberg strebt eine ganzheitliche und umfassende Ausbildung an, die sowohl Allgemeinbildung als auch fachtheoretisches Wissen vermittelt. Konstruktions- und Entwurfsübungen, praktische Einheiten im Laboratorium und den Werkstätten sorgen für Praxisnähe.

Grund für die große Investition in einen 3D Scanner war, den Schülern und Studenten eine technisch aktuelle Ausbildung im Zuge der gesamten Produktentwicklung bieten zu können. In der modernen Produktentwicklung sind Themen wie 3D Scanner und 3D Drucker nahezu nicht mehr wegzudenken. Auch der Prozess der Bauteilrückführung in ein CAD Modell und die Weiterverarbeitung geben den Absolventen eine für das weitere Berufsleben oder für das Studium vorteilhafte Grundausbildung mit.

LÖSUNG UND PRODUKT
Maßgebend für die Kaufentscheidung war die Genauigkeit und Flexibilität des COMET 5 Sensors.

Der COMET 5 Sensor bietet mit seinem kompakten Systemaufbau hohe Mobilität und erlaubt so den Einsatz an unterschiedlichen Standorten. Durch die einfache Handhabung und die bedienerfreundliche Software, die vielfältige Funktionen und Analysetools beinhaltet, profitiert der Anwender von maximaler Bedienerfreundlichkeit. Nicht zuletzt wird dadurch eine professionelle Anwendung unterstützt, die für eine fundierte Ausbildung unverzichtbar ist.

Da die HTL Wolfsberg auch spritzgusstechnisch sehr gut ausgestattet ist, werden Werkzeugverschleißmessungen an den Spritzgusskavitäten durchgeführt und analysiert.

ERGEBNIS / NUTZEN FÜR DEN KUNDEN
Der Einsatz eines COMET 5 Sensors bietet nicht nur den Schülern und Studenten die Möglichkeit, eine Ausbildung nach neustem Stand der Technik zu erhalten, sondern schafft der HTL Wolfsberg auch ein Alleinstellungsmerkmal, welches die Ausbildungsqualität dieses Standortes wiederspiegelt.

Neben den bereits oben genannten Einsatzmöglichkeiten ist es der HTL Wolfsberg möglich, mit dem COMET 5 Sensor für Partnerfirmen aus der Wirtschaft (Schulpartner) komplexe Messaufgaben und Bauteilerfassungen gemeinsam mit den Schülern durchzuführen, sodass eine direkte Verbindung zwischen „Klassenzimmer“ und realer Arbeitswelt hergestellt wird.

Mittelfristig ist die Nutzung in allen Ausbildungsbereichen geplant, wobei vorerst der Einsatz in den Bereichen Mechatronik und Maschinenwesen forciert wird. Bis zur Anschaffung des COMET 5 Sensors war noch kein ähnliches System vorhanden. Lediglich im Bereich der 2D Bildverarbeitung gab es bereits Laboreinrichtungen.

          Digitalisierung einer Holzskulptur mit sehr vielen Freiheitsgraden – Übungsbeispiel zur Bauteilnachbearbeitung     Digitalisierung einer Holzskulptur mit sehr vielen Freiheitsgraden – Übungsbeispiel zur Bauteilnachbearbeitung
Digitalisierung einer Holzskulptur mit sehr vielen Freiheitsgraden – Übungsbeispiel zur Bauteilnachbearbeitung

VORTEILE / STATEMENT
• Technisch aktuelle Ausbildung
COMET 5 schafft Alleinstellungsmerkmal
• Genauigkeit, Flexibilität und Mobilität des COMET 5 Sensors
• Software mit vielfältigen Funktionen und Analysetools

„Die Merkmale Genauigkeit und Flexibilität waren maßgebend bei der Kaufentscheidung. Darüber hinaus war die technisch äußerst kompetente Beratung und Unterstützung hinsichtlich der Auswahl eines passenden Systems vorzüglich. Die Möglichkeit, mit dem System portabel an unterschiedlichen Orten schnell und unkompliziert Aufnahmen zu erstellen, sind ebenfalls sehr wichtig. Die Software mit den vielfältigen Funktionen und Analysetools sind für eine fundierte Ausbildung und eine professionelle Anwendung unverzichtbar.”
Prof. Dipl. Ing. Markus J. Liebhard, HTL Wolfsberg



Published in Optische Messtechnik

Zwei ZEISS Optotechnik Systeme ermöglichen die 3D Digitalisierung von Bauteilen bei der Sonnplast GmbH. 

SYSTEM / APPLIKATION 
T-SCAN CS und COMET LƎD

BRANCHE 
Spritzguss- und Montagetechnik

KUNDE 
Sonnplast GmbH


AUFGABENSTELLUNG 
Die Sonnplast GmbH ist Hersteller hochpräziser technischer Formteile aus thermoplastischen Kunststoffen im Ein- und Mehrkomponenten-Spritzgießverfahren mit Sitz in Sonneberg (Thüringen). Als Lieferant für Automobilhersteller und namhafte Automobilzulieferer ist das Unternehmen mit einem breit gefächerten Portfolio von Produkten, wie Sitzblenden, Lüfterklappen und Cupholder auf dem Markt bekannt.

Um den hohen Qualitätsansprüchen an die Interieur- und Exterieurteile gerecht zu werden, verwendet die Sonnplast GmbH zur Qualitätsprüfung diverse Systeme: 3D-Koordinatenmessmaschine, Profilprojektor, Messmikroskop, Höhenmessgerät und Handmessmittel, wie Messschieber und Bügelmessschrauben.

Zur Erweiterung des Messraums war die Firma auf der Suche nach einem optischen Messsystem für kleine und großflächige Bauteile. Da die Firma Sonnplast GmbH nach ISO/TS 16949 zertifiziert ist, bestand die Anforderung an das neue System, dass es mit höchster Genauigkeit arbeiten muss. Zudem sollte es die Aufgaben der Messtechniker erleichtern und auch eine Zeitersparnis im täglichen Arbeitsalltag mit sich bringen.

LÖSUNG UND PRODUKT
Die Lösung fand die Firma Sonnplast GmbH mit zwei Systemen der Carl Zeiss Optotechnik GmbH: T-SCAN CS und COMET LƎD.

Mit dem handgeführten Laserscanner T-SCAN CS lassen sich auch große Bauteile schnell, intuitiv und hochpräzise in 3D scannen. Der 3D-Sensor COMET LƎD, der auf Streifenlichtprojektion basiert, liefert eine exzellente Datenqualität sowie ebenfalls hochgenaue Messergebnisse. Daher ist auch er ideal in der Qualitätskontrolle einsetzbar.


ERGEBNIS / NUTZEN FÜR DEN KUNDEN
Beide Systeme werden täglich eingesetzt und eignen sich für fast alle kleinen bis großen Bauteile, die die Firma produziert. Dabei spielt es keine Rolle, ob die Bauteile aus einer Komponente oder mehreren Komponenten bestehen. Die Messungen beinhalten Erstbemusterungen, Requalifizierungen sowie Überprüfungen in der täglichen Serienproduktion.

Eine große Zeitersparnis durch den Einsatz der Systeme ist erkennbar. Die großen Vorteile bestehen darin, dass die Bauteile bereits in der Software vorausgerichtet und eine Aussage über das komplette Bauteil getroffen werden kann. Bei anderen Messgeräten war es bis zur Anschaffung der Systeme nur möglich, die Bauteile punktuell zu prüfen. Jetzt erhält die Firma in kürzester Zeit Aussagen über Maßhaltigkeiten sowie einen eventuellen Verzug am Bauteil. Dies ermöglicht z. B. ein weiteres Feature, der „Falschfarbenvergleich“. Dadurch ist die Sonnplast GmbH auch in der Lage, viel schneller Einfluss auf die aktuelle Produktion oder anstehende Werkzeugkorrekturen bei Erstbemusterungen zu nehmen.

Ein wichtiges Thema für die Sonnplast GmbH ist die Portabilität bei Versendung der ZEISS Optotechnik Systeme. Diese ist durch die einfache Montage und Demontage sowie die mitgelieferten Rollkoffer hervorragend gegeben. Die gute Bedienbarkeit sowie die Flexibilität der Systeme erleichtern zudem die Arbeit im Alltag sehr.

Sollte sich das Bauteilspektrum im Laufe der Zeit ändern oder vergrößern, ist die Firma in der Lage, die Systeme zu erweitern. Möglich ist dies aufgrund verschiedener austauschbarer Messfelder, mit denen jede Bauteilgröße gemessen und ausgewertet werden kann.

Da die Software zur Bedienung sehr benutzerfreundlich gestaltet ist, waren alle Mitarbeiter in der Lage, sofort nach der dazugehörigen Schulung selbständig mit den Systemen zu arbeiten.

„Natürlich steht für unser Unternehmen auch immer das Preis-Leistungsverhältnis im Fokus. Dieses sehe ich persönlich bei den beiden Systemen als sehr gut“, so Herr Lengert, Teamleiter Messtechnik.

Das Servicenetz ist kurz nach einer Neuanschaffung sehr wichtig. Bei Fragen, die sich eventuell im täglichen Umgang mit den Systemen stellen, stehen jederzeit kompetente und freundliche Mitarbeiter der Carl Zeiss Optotechnik GmbH am Servicetelefon zur Verfügung.
Dank des ZEISS Optotechnik Streifenlichtsensors und des handgeführten Laserscanners wird das Unternehmen für die nächste Zeit rundum Wettbewerbsfähig sein. Je nach Erweiterung des Unternehmens, wird sich zeigen, ob in langfristiger Zukunft auch eine Vergrößerung im Bereich der Messtechnik stattfinden wird. Da die Systeme miteinander kompatibel sind, stellt eine mögliche Erweiterung in Zukunft kein Problem dar.

Der ROI wird seitens von Herrn Lengert sehr hoch eingeschätzt. Die beiden Systeme bringen auf lange Sicht gesehen eine sehr große Arbeitszeitersparnis. Somit können viel mehr Bauteile in einer kürzeren Zeit gemessen werden. Dies bringt auch eine Ersparnis der Mitarbeiterkosten mit sich. Außerdem sind die beiden ZEISS Optotechnik Systeme bis auf die Kalibrierung nahezu wartungsfrei. Durch modernste Technik, wie die LED-Sensoren im COMET LƎD, haben die Systeme eine lange Lebensdauer und eine sehr gute Energieeffizienz. Die laufenden Kosten der Geräte halten sich daher im Rahmen. Bei langjährigem Einsatz muss dies ebenfalls in Betracht gezogen werden.


VORTEILE / STATEMENT

•    Systeme eignen sich für kleine und große Bauteile, unabhängig der Zahl ihrer Komponenten
•    Deutlich erkennbare Zeitersparnis
•    Hohe Portabilität der Systeme
•    Möglichkeit der Erweiterbarkeit der Systeme

„Wir sind mit unseren ZEISS Optotechnik Systemen zu 100 Prozent zufrieden. Sie arbeiten zuverlässig und schnell. Die Bedienung ist sehr einfach und erleichtert die Arbeit jeden Tag erheblich.”
Maik Lengert, Teamleiter Messtechnik, Sonnplast GmbH

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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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