Carl Zeiss Optotechnik GmbH - Optische Messtechnik

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Am Standort Sindelfingen nutzt die Daimler AG im Presswerk 2 seit November 2008 als zentralen Auditplatz ein automatisiertes ABIS II Oberflächenprüfsystem, das im Vergleich mit Anlagen bei anderen Automobilherstellern den höchsten Automatisierungsgrad, die größte Flexibilität und die größte Teiledurchsatz-Kapazität aufweist. Beim Prüfablauf wird am Einlaufband ein Bauteil abgelegt, fährt in die Inspektionszelle ein, wird nach der Lageerkennung (Einzelkamera ist über dem Band montiert) und der Robotorbahnanpassung mit dem optischen Oberflächeninspektionssystem ABIS II inspiziert und schließlich auf dem Auslaufband aus der Zelle transportiert. Am Auslaufband wird am großen Visualisierungsbildschirm das Ergebnis der Oberflächeninspektion angezeigt. Der Bediener, der die Bauteile vom Auslaufband nimmt, erhält durch den Report auf dem Visualisierungsbildschirm eine Anzeige, ob das Bauteil in Ordnung ist, nachgearbeitet werden muss, oder Ausschuss ist. Bei einer klassischen manuellen Auditierung mit Abziehstein ist ein zeitlicher Aufwand von mindestens 15 Minuten für einen kompletten Seitenwandrahmen nötig, mit dem ABIS II System ist diese Aufgabe in weniger als zwei Minuten erledigt.

Die automatisierte ABIS II Oberflächeninspektionsanlage bei Daimler AG im Werk Sindelfingen wird von den Betreibern im Presswerk für verschiedene Aufgabenstellungen eingesetzt:

  • Es gilt die vereinbarten Oberflächengrenzmuster abzubilden und so einen zentralen Prüfplatz mit objektiven Kriterien zu installieren.
  • Im Falle von Diskussionen über Problemstellen am Einzelteil kann mit einer Einzelprüfung ein objektives Urteil über die Qualität gewonnen werden.
  • Bei einem automatisierten Betrieb der Anlage sind rationell durchführbare Verleseaktionen einzelner Abpressungen möglich. Die Losgrößen können hier von 100 bis zu 2000 Teilen reichen. Um die Anlage ist genügend Platz für Ladungsträger und Staplerverkehr.
  • Die Oberflächeninspektionsanlage wird als Stichprobenprüfung in die Qualitätsregelkreise im Presswerk integriert und kann somit schnell Rückmeldung über die Oberflächenqualität nach einem Werkzeugwechsel ermöglichen.


Das Konzept der bei der Daimler AG in Sindelfingen installierten Anlage entstand in enger Abstimmung mit den Planern und Betreibern von Daimler und Mitarbeitern von Steinbichler Optotechnik. Eine Besonderheit der Daimler-Anlage stellt die optionale Erweiterungsmöglichkeit dar, auch Teile von Komplettkarossen inspizieren zu können. Hierzu wird das Tor geöffnet und die Rohkarosse vor dem Roboter positioniert. Anschließend wird der ABIS II Sensor im abgesicherten manuellen Modus mit dem Roboter an die zu prüfenden Teile gefahren. Diese zusätzliche Betriebsart ermöglicht somit auch das Prüfen von Oberflächen, die nach dem Zusammenbau (ZB) nicht mehr als Einzelteil auf das Band gelegt werden können. Seitenwandrahmen, Kotflügel und Dächer können im ZB nur noch an der Komplettkarosse inspiziert werden. Hintergrund ist die Anforderung, die Oberflächenqualität auch nach den einzelnen Prozessschritten Einzelteil, ZB und KTL-Beschichtung zu untersuchen und zu verfolgen.

Die Erfahrung hat gezeigt, dass Oberflächenfehler, die am Einzelteil als nacharbeitsrelevant gelten, in den nachfolgenden Prozessen manchmal an Relevanz verlieren. Auch das Gegenteil (besonders im Sichtzonenbereich) ist bekannt - anfänglich nicht nacharbeitsrelevante Fehler am Einzelteil werden nach der KTL-Beschichtung deutlich sichtbar.

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Optisches System inspiziert Oberfläche von Aussenhautteilen

ZEIT- UND KOSTENSPARER

Vorsprung durch Technik - AUDI setzt im Presswerk bei der Qualitätskontrolle von Außenhautteilen auf automatisierte optische Oberflächeninspektion. Die Oberflächenqualität eines Fahrzeuges wird vom Kunden stark in Zusammenhang mit der Qualität des Gesamtfahrzeuges gebracht, weshalb die Automobilhersteller zur Absicherung einer fehlerfreien Außenhautoberfläche enorme Anstrengungen unternehmen.

In allen Stufen der Prozesskette, beginnend beim Einzelteil im Presswerk wie am Beispiel AUDI AG (Ingolstadt), über den Karosseriebau und das Finish-Band, bis hin zur finalen Lackierung wird die Oberfläche durch erfahrene Mitarbeiter inspiziert und gegebenenfalls nachgearbeitet. Ein großes Kostenreduktionspotential ergibt sich, wenn Fehler schnell und möglichst frühzeitig erkannt und objektiv klassifiziert werden. Vorsprung durch Technik – das gilt bei AUDI Ingolstadt auch in der Qualitätskontrolle im Presswerk 3. Hier setzen die Prüfer auf das optische Oberflächeninspektionssystem ABIS II von Steinbichler Optotechnik.

Während einer Abpressung von Außenhautteilen werden stündlich Einzelteile auf deren Oberflächenqualität mit dem ABIS II System geprüft. Geschah dies früher manuell mit einem Abziehstein, was bei einem Seitenwandrahmen mindestens 30 Minuten in Kauf nahm, erfolgt heute die Oberflächeninspektion mit dem robotergestützten System in weniger als 2 Minuten, d.h. die Rückmeldung über die Oberflächenqualität an die Mitarbeiter an der Presse erfolgt wesentlich schneller. Diese deutlichen Zeit- und Kostenvorteile sind das Ergebnis einer vorausschauenden Strategie im Qualitätsmanagement. Vorsprung durch Technik, diese Philosophie verfolgte AUDI konsequent auch bei der Einführung dieser Technologie, als man als Industriepartner gemeinsam mit Steinbichler Optotechnik ab 2003 an einem Entwicklungsprojekt zur automatischen optischen Oberflächenfehlerdetektion von unlackierten Außenhautteilen arbeitete (Projektname OPAQ) und bis 2006 ein Pilotanlage nach den Anforderungen in einem Presswerk konzipierte und aufbaute.

Nun ist die Oberflächeninspektionsanlage fester Bestandteil des Qualitätsprüfungsprozesses an den Großraumsaugerpressen GRS 13 und GRS 14. AUDI-Mitarbeiter und Oberflächenspezialist Uwe Walcher betreut die ABIS II- Anlage als Einrichter, d.h. er programmiert die Messprogramme für die Bauteile, schult die Bediener und legt gemeinsam mit den Auditoren die Grenzmuster fest. Er bringt es mit seiner Aussage auf den Punkt: „Die optische Oberflächeninspektionsanlage muss Tag und Nacht einsatzbereit sein und ersetzt nun den Abziehstein des Prüfers. Somit können jetzt in der gleichen Zeit mehr Teile geprüft und objektiv klassifiziert werden“. Auch die Ausschusskosten durch abgezogene Außenhautteile seien signifikant gesenkt worden, so Uwe Walcher weiter, da bei AUDI aufgrund des hohen Oberflächenqualitätsanspruches keine abgezogenen, verkratzten Bauteile in den Produktionsprozess zurück fließen dürfen. Kernstück des Oberflächeninspektionssystems stellt der ABIS II-Sensor dar (ABIS - Automatic Body Inspection System).

Die robuste Ausführung des ABIS II -Sensors in einem gekapselten Aluminiumgehäuse gewährleistet sowohl bei typischen Beschleunigungsbelastungen im Robotereinsatz als auch bei fertigungsnahen Umgebungsbedingungen (Vibrationen, Hallenlicht, Temperatur etc.) die sichere Messdatenaufnahme. Das Sensorkonzept beruht auf der sog. Projected-Fringes-Technik, bei der ein periodisches Gitter auf das Objekt projiziert wird und das Streifenmuster von einer senkrecht zur Oberfläche stehenden Kamera erfasst wird. Durch die Anwendung der 1-Bild Technik wird eine extrem kurze Bildaufnahmezeit von 0,1 Millisekunden sichergestellt, so dass Vibrationen und Schwingungen, wie sie im Fertigungsprozess in den Werkshallen immer vorhanden sind, völlig vernachlässigbar sind. Die Bedienung eines Offline-Systems ist durch Nutzung eines Touchscreens auch mit Schutzhandschuhen problemlos möglich. Bei der Konzeption einer Anlage wird anhand der größten zu vermessenden Bauteile die Position und Größe des Roboters mithilfe von Simulationen bestimmt.

Der Roboter kann sowohl stehend auf einer Säule oder wie bei AUDI Ingolstadt (Halle N58) hängend montiert sein. In beiden Fällen wird das Bauteil auf einen Tisch abgelegt und der Prüfer wählt zum Start der Messung das Bauteil dann am Bildschirm aus. Die Lage des Bauteils auf dem Tisch wird mit Hilfe eines optischen Lageerkennungssystems bestimmt und dementsprechend die Roboterbahn korrigiert. Die integrierte Klassifikation der messbaren Fehler ist ein essentieller Bestandteil der Datenauswertung, um in den nachgelagerten Entscheidungsprozessen die entsprechenden Qualitätskriterien automatisch anwenden zu können.

Die ABIS-Software ermöglicht die Bildung von Fehlermerkmalen und Gravitätseinteilungen (Eingabe von Erfahrungswerten der Auditoren); nicht jeder gefundene Defekt ist lack relevant und muss nachgebessert werden. Ferner wird bei Produktionsbeginn oftmals eine höhere Fehlertoleranz gestattet, d.h. das Qualitätsziel ändert sich mit der Produktionszeit, deshalb ist die Toleranz der Fehlerklassifikation einstellbar. Die gefundenen und klassifizierten Oberflächendefekte werden am Monitor auf der CAD Darstellung des Bauteils farblich dargestellt. Zusätzlich kann über entsprechende Fehlerstatistiken (Trendanalysen) die Verbesserung des Prozesses (z.B. Optimierung im Werkzeug) und der Einfluss von Materialänderungen (z.B. bei einem Zuliefererwechsel) dokumentiert werden. Mit dem ABIS II System in der Pressenhalle 58 werden die Außenhautteileumfänge (Seitenwandrahmen, Türen, Kotflügel, Front- und Heckklappen) der Modelle AUDI TT, AUDI A3 und AUDI A4 auf deren Oberflächenqualität inspiziert, und die Ergebnisse fließen in die Qualitätsbeurteilung der Serie ein.

Mit sämtlichen Varianten sind derzeit über 30 Bauteile auf der Inspektionsanlage eingerichtet; weitere Bauteile sind in Arbeit. „Die Oberflächeninspektionsanlage im Presswerk Nord (Anm.: am Standort Ingolstadt) überzeugt durch ihre Zuverlässigkeit und ist fester Bestandteil in unserem Prüfprozess“, sagte AUDI-Mitarbeiter Uwe Walcher bei einem Treffen Anfang 2010, „und wir denken ernsthaft über eine Erweiterung unserer Prüfkapazitäten nach, d.h. dass die Anlage für das Presswerk Süd (Anm.: ebenfalls am Standort Ingolstadt) dupliziert werden soll.“

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Automatisierte optische 3D-Messtechnik zur Qualitätssicherung in der Blechverarbeitung

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 Weißlichtstreifenprojektions-system 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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AUTOMATISIERTE 3D-DIGITALISIERUNG MIT COMET 5 IM PRESSWERK BEI BMW REGENSBURG: "Mit vielen Pixeln geht´s besser"

Ein fotooptisches, dreidimensionales Messverfahren im Presswerk prüft Karosseriebauteile über die gesamte Bauteiloberfläche und macht die Qualitätskontrolle effizienter. Seit Juli 2010 kommt in der Qualitätssicherung des Regensburger Presswerks (TR-30) bei der BMW AG ein innovatives Messverfahren mittels Streifenlichtprojektion zum Einsatz.

Dieses Verfahren zur Maßhaltigkeitsbeurteilung von Bauteilen löst die Messtechnik ab, bei der ein Sensor die Bauteiloberfläche zur Ermittlung von Messpunkten an einzelnen Punkten abtastet. Maßhaltigkeit, das heißt, dass die Istmaße eines Bauteils innerhalb der vereinbarten zulässigen Abweichung vom festgelegten Normmaß liegen. "Der Vorteil der neuen Messtechnik besteht darin, dass wir jetzt beim Seitenrahmen über eine Mio. Fotopixel-Messpunkte ermitteln können - im Vergleich zu 500 Punkten beim alten Messverfahren - und das mit gleichem Zeitaufwand!

Das ermöglicht uns, selbst kleinste Maßabweichungen auf der kompletten Bauteiloberfläche zu erkennen", erläutert Roland Vanino (TR-30), Qualitätsmanagement Messtechnik, den Vorteil des optischen Messverfahrens. So funktioniert die Streifenlichtprojektion: Mehrere Lichtstreifen in unterschiedlichen Helligkeitsstufen werden auf die Oberfläche des Bauteils projiziert. Eine Digitalkamera mit hoher Pixelauflösung erstellt ein Bild vom Bauteil anhand der einzelnen Lichtstreifen. Hierbei wird jede noch so kleine räumliche Krümmung und jeder Konturverlauf auf der Bauteiloberfläche erfasst (Ist-Daten) und mit den Soll-Daten (CAD-Konstruktionsvorgaben) verglichen. Das komplette Messsystem ist an einem Industrieroboter installiert und wird computergesteuert über das Bauteil geführt. Während das Bauteil auf der einen Seite des Spannwerkzeugs geprüft wird, kann auf der gegenüberliegenden Seite bereits ein neues Bauteil eingelegt werden. Das reduziert die Durchlaufzeit erheblich. Zudem vermeiden kurze Transportwege zwischen Pressenlinie und Messraum Verschwendung. Qualitätssicherung besonders für neue Modelle: Die Maßhaltigkeitsprüfung der Karosseriebauteile, die unmittelbar aus der Pressenlinie kommen, ist Teil der Qualitätssicherung. Denn nur wenn alle Bauteile maßlich einwandfrei sind, können sie im Karosseriebau und in der Montage problemlos verbaut werden.

"Die entscheidende Frage bei der maßlichen Bewertung der Bauteile ist: Liegen die Pressteile im Zentelmillimeter-Bereich innerhalb der Maßtoleranzgrenze, zum Beispiel beim Heckleuchten-Ausschnitt des Seitenrahmens?" erklärt Vanino den erforderlichen Prüfaufwand. Neben den Pressteilen aus der Serienproduktion werden vor allem neue Bauteile wie Türen für die Nachfolgemodelle der BMW 1er und BMW 3er Reihe mit dem optischen Messverfahren geprüft. "Früher mussten alle neuen Pressteile mit hohem Aufwand zur Erstbemusterung, sprich zur Fachstelle, die die Qualität neuer Pressteile beurteilt, nach München transportiert werden. Diese Erstbemusterung erfolgt jetzt bei uns im Werk, das spart uns Zeit und Kosten, sagt Vanino.

Quelle: BMW Zeitung Ausgabe Juli/August 2010

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AUFGABENSTELLUNG
Mit seiner Spezialisierung auf komplexe und große Werkzeuge hat sich Werkzeugbau Laichingen als anerkannter Partner erster Adressen der deutschen Industrie etabliert. Um die geforderten Qualitäten weiterhin beizubehalten und weiter zu verbessern, soll die optische Messtechnik bei der Optimierung der Datenrückführung von Werkzeugen und Fertigstellung / Vermessung gegen CAD-Daten, durch höchste Genauigkeit, einfaches Handling, schnelle Ergebnisse sowie qualitativ hochwertige Messdaten, unterstützen.

STEINBICHLER – LÖSUNG UND PRODUKT
Die BLUE-LED Technologie des COMET LƎD Sensors ermöglicht die Aufnahme von bis zu 8M Messpunkten in nur ca. 2 Sekunden. Bei Teilen mit vielen Features ist dieses Verfahren um ein Vielfaches schneller als die Vermessung durch konventionelle, taktile Systeme. Das berührungslose Messprinzip des COMET LƎD Sensors erlaubt die schnelle Vermessung von Objekten, die nur sehr schwer mit konventionellen Messmaschinen/taktilen Messköpfen durchzuführen sind. Innerhalb kürzester Zeit ist der COMET LƎD Sensor einsatzbereit. Handelsübliche Kamera-/Videostative zur Positionierung des Messkopfes machen dabei die Handhabung sehr einfach und effizient. Der geringe Arbeitsabstand ermöglicht ein problemloses Arbeiten auch bei beengten räumlichen Verhältnissen.

ERGEBNIS / NUTZEN FÜR DEN KUNDEN
Zur Herausforderung des Werkzeugbaus Laichingen zählte neben der Digitalisierung von Werkezugelementen auch die Durchführung von Flächenrückführungen. Im Vordergrund stand dabei höchste Datenqualität und Genauigkeit. Nach Sichtung einiger Anbieter der optischen Messtechnik wurde die Entscheidung zugunsten eines Systems der Firma Steinbichler getroffen, nicht zuletzt aufgrund des überzeugenden Systems und der kompetenten Beratung. Entscheidend war zudem die geforderte Geschwindigkeit und Genauigkeit des Systems. Es sollte gut, unkompliziert und präzise sein - gute Gründe, sich für den STEINBICHLER COMET LƎD 8M zu entscheiden.

"Ein immenser Vorteil des berührungslosen Scannens bietet sich zusätzlich beim Erfassen der einzelnen Stadien-Teile aus unseren Formwerkzeugen, um das Ziehverhalten des Bleches genauer analysieren und kritische Verformungsbereiche präziser beherrschen zu können. Nebenbei werden dadurch auch die Ergebnisse der Umformsimulationssoftware überprüfbar. Dass die geforderte Genauigkeit unseren Ansprüchen genügt, ließ die Entscheidung zugunsten des Steinbichler-Systems COMET LƎD fallen. Alles in Allem bietet Steinbichler ein leistungsstarkes, komfortabel zu bedienendes Digitalisiersystem, das hochgenaue 3D-Daten in kürzester Zeit generiert. Zudem zeichnet es sich auch noch durch die kompakte Bauweise und günstigere Wartung im Vergleich zu einer taktilen Messmaschine aus. Der letzte Schritt die Erstmusterprüfberichte unserer Bauteile als 3D Scan abzuliefern, rückt dadurch in greifbare Nähe“, berichtet Herr Schwertfeger.

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AUFGABENSTELLUNG
An der Staatlichen Studienakademie Riesa werden Abiturienten in einem dualen Studium im Studienbereich Technik zum Dipl.-Ing. (BA) bzw. Bachelor of Engineering ausgebildet. Neben der Vermittlung theoretischer Inhalte ist besonders die praktische Erfahrung in der Nutzung verschiedener Messsysteme im Bereich Maschinenbau / Fertigungsmesstechnik von großer Bedeutung.

STEINBICHLER – LÖSUNG UND PRODUKT
Mit dem STEINBICHLER COMET 5 Sensor stellt die Studienakademie ihren Studenten ein Messsystem zur Verfügung, mit welchem diese grundlegende Messaufgaben wie die Kontrolle von Maß-, Form- und Lagetoleranzen von einfachen geometrischen Elementen bis hin zu Freiformflächen erledigen können. Digitalisieraufgaben können mit bis zu 6-fach verkürzten Datenaufnahmezeiten durchgeführt werden und durch seine robuste Konstruktion ist der COMET 5 auch für den mobilen Einsatz geeignet.

ERGEBNIS / NUTZEN FÜR DEN KUNDEN
Die Studenten der Studienakademie Riesa lernen mit der Anwendung des Steinbichler Sensors eine innovative und leistungsfähige Technologie, sowohl für die Qualitätskontrolle, als auch für Reverse Engineering kennen. Durch den direkten Vergleich in der alternativen Benutzung einer 3D-Koordinatenmessmaschine (taktil/optisch) werden die Vorteile eines optischen 3D-Scanners schnell deutlich. Die Einbeziehung eines im Rahmen des Unterrichts erstellten CAD-Modells in die CAE-Techniken, wie z. B. Festigkeits- und Verformungsberechnung, Strömungssimulation oder CNC-Programmableitung, ist ebenso wertvoller Bestandteil der Ausbildung. „Die einfache Bedienbarkeit des STEINBICHLER COMET 5 Sensors und der dazugehörigen COMETplus Software erleichtert die Integration des Systems in den täglichen Unterricht und fördert die Begeisterungsfähigkeit der Studenten“, berichtet Herr Prof. Dr. Klingenberg, Dozent an der Studienakademie. „Die professionelle Beratung und Betreuung durch die Mitarbeiter der Firma Steinbichler und die exzellente Schulung zu den Produkten, haben uns nachhaltig zufrieden gestellt und durch den zusätzlichen Erwerb von weiteren Softwarelizenzen konnten wir das Angebot an unsere Studenten noch erweitern.“ Auch für Jörg Schulze, verantwortlicher Vertriebsmitarbeiter bei der Firma Steinbichler, hat die Betreuung der Studienakademie als Kunden eine besondere Bedeutung.

„Dass unsere Produkte dazu beitragen, junge Studenten in den modernsten Technologien zu schulen und diesen ein hochwertiges Studium ermöglichen, hat auch für die Firma Steinbichler als zukunftsorientiertes Unternehmen einen hohen Stellenwert.“

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STEINBICHLER COMET 5 4M Sensor - Qantos GmbH

SYSTEM / APPLIKATION
STEINBICHLER COMET 5 4M Sensor Soll-Ist-Vergleich zu CAD mit STEINBICHLER INSPECTplus

BRANCHE
Kunststoffverararbeitung, Systemlieferant für Schienenfahrzeuge

KUNDE
Qantos GmbH, Weiden (Oberpfalz) Martin Scherm, Qualitätsmanagement

AUFGABENSTELLUNG
Die Qantos GmbH ist Systemlieferant für Kunden aus den Bereichen Schienenfahrzeuge, Personen- und Nutzfahrzeuge und Industrie, mit der Kernkompetenz in der Be- und Verarbeitung von faserverstärkten Kunststoffen, sowie der Herstellung komplexer Systembaugruppen. Da es insbesondere bei Glasfaserkunststoffteilen immer häufiger Probleme gab die 3D-Freiformflächen für die Erstmusterprüfung (FAI) stichhaltig zu vermessen, entschied sich die Qantos GmbH für eine Investition in ein hochwertiges 3D-Messsystem.

STEINBICHLER – LÖSUNG UND PRODUKT
Nachdem verschiedene Messsysteme getestet wurden, fiel die Entscheidung der Quantos GmbH auf das optische Messsystem STEINBICHLER COMET 5 4M. Ausschlaggebend dafür war die innovative Technologie der 3D-Weißlichtstreifenprojektion und die außergewöhnliche hohe Messpräzision Das berührungslose 3D-Sensor STEINBICHLER COMET 5 4M bietet die Möglichkeit mehrere Millionen Messpunkte in kürzester Zeit zu erfassen. Die eingebaute 4-Megapixelkamera garantiert detailgenaue Messergebnisse, die mit der Software STEINBICHLER INSPECTplus direkt umfassend ausgewertet werden können.

ERGEBNIS / NUTZEN FÜR DEN KUNDEN
Mit dem neuen System hat die Qantos GmbH die Möglichkeit auch komplexe Freiformflächen hinsichtlich der Geometrieprüfung stichgenau zu vermessen und die Ergebnisse unkompliziert und aussagekräftig auszuwerten und zu protokollieren. Des Weiteren ermöglicht es dem Unternehmen im eigenen Haus Reverse Engineering effizient und kostengünstig zu betreiben und somit unabhängig von externen Dienstleistern zu agieren. Ein weiterer großer Nutzen des STEINBICHLER COMET 5 in Verbindung mit der Analysesoftware STEINBICHLER INSPECTplus liegt für die Qantos GmbH in dem frühzeitigen Erkennen von Fehlerquellen bereits bei der Modellherstellung. Dadurch können schwerwiegende Defekte und kostenintensive Nachbesserungen im weiteren Produktionsverlauf vermieden und eine ökonomischere Nutzung von Arbeitszeit und Material erreicht werden.

"Mit dem Steinbichler Sensor sind wir für die Zukunft gut gerüstet und können auch den gestiegenen Anforderungen unserer Kunden Rechnung tragen“, berichtet Martin Scherm, Qualitätsmanager bei Qantos. Sowohl von der Qualität der „Teufelsmaschine“ (Eberhard Schwarz, Qantos GmbH, QM) aus dem Hause Steinbichler, als auch von der hervorragenden Zusammenarbeit mit den Mitarbeitern Herrn Grellmann und Herrn Toma ist man seitens der Qantos GmbH schlichtweg begeistert.

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ZEISS COMET L3D - Lorenz Shoe Group AG

SYSTEM / APPLIKATION
ZEISS COMET LƎD, ZEISS COMETrotary und ZEISS INSPECTplus Software

BRANCHE
Konsumgüter

KUNDE
Lorenz Shoe Group AG Taufkirchen/Pram, Österreich

AUFGABENSTELLUNG
Mit über 1.100 Mitarbeitern gehört die Lorenz Shoe Group AG mit den Qualitätsschuhmarken Högl, Ganter und Hassia zu den führenden europäischen Schuhproduzenten. Die Produktion befindet sich im Hauptwerk in Ungarn. Bei der Entwicklung neuer Schuhmodelle wird im ersten Schritt ein Urmodell gefertigt, welches als Basis für die weitere Serienproduktion verwendet wird. Da die Sohlenmodelle aufwändig per Hand geschliffen wurden, war man bei der Firma Lorenz auf der Suche nach einem Messsystem zur Leisten-Digitaliserung mit anschließender 3D Sohlen-Entwicklung.

ZEISS OPTOTECHNIK – LÖSUNG UND PRODUKT
Die Entscheidung für den Erwerb des ZEISS COMET LƎD Sensors traf Florian Kaindlsdorfer, Entwickler bei Lorenz Shoe Group, aus mehreren Gründen. Das Messsystem zur 3D Digitalisierung der Carl Zeiss Optotechnik GmbH hat eine hohe Leistungsfähigkeit und Präzision und ist gleichzeitig einfach zu bedienen. Mit dem ZEISS COMET LƎD und dem ZEISS COMETrotary Tisch zur Positionierung der Komponenten wird nun das Basismodell einfach und schnell vermessen und die Grunddaten in wenigen Schritten erzeugt und archiviert.

ERGEBNIS / NUTZEN FÜR DEN KUNDEN
Höchst genaue 3D Daten können auf dieser Basis den weltweiten Lieferanten zur Verfügung gestellt werden. Die ZEISS INSPECTplus Software ermöglicht außerdem schnelle und einfache Soll/Ist Vergleiche der gelieferten Bauteilen und garantiert so die höchstmögliche Präzision. „Mit der Einführung des ZEISS COMET LƎD Sensors konnten die Durchlaufzeiten in der Entwicklung um ein Vielfaches verkürzt werden. Dies ermöglicht uns eine schnellere Umsetzung in der Reaktion auf Modetrends und die Entwicklung von Zwischenkollektionen für das eigene weltweite Retail-Business“, erläutert Florian Kaindlsdorfer.

„Das hervorragende Preis-Leistungsverhältnis des ZEISS Optotechnik Sensors hat uns ebenso überzeugt, wie die einfache Erlernbarkeit des Systems“, ergänzt Herr Kaindlsdorfer. „Freude mit Schuhen - ist unsere Unternehmensphilosophie. Der Einsatz des neuen 3D-Sensors unterstützt uns in der Entwicklung begehrter Schuhmodelle, die unsere Käuferinnen mit Freude tragen.“

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SYSTEM / APPLIKATION
STEINBICHLER COMET LƎD, STEINBICHLER INSPECTplus Software

BRANCHE
University / Education

KUNDE
Bern University of Applied Sciences, Engineering and Information Technology, Institute for Human Centered Engineering, Biomedical Engineering Lab

AUFGABENSTELLUNG
An der Berner Fachhochschule – Technik und Informatik (BFH-TI) werden im Biomedical Engineering Lab unter anderem Instrumente, Systeme und Verfahren erforscht und entwickelt, welche den Menschen in der Bewältigung des täglichen Lebens unterstützen, der Lebenserhaltung dienen oder eine bessere Lebensqualität ermöglichen. Zum Beispiel ist das Ziel des Biomedical Engineering Labs eine genauere Vorstellung vom Verhalten menschlicher Knochen und/oder Implantate unter Belastung zu erhalten.

STEINBICHLER – LÖSUNG UND PRODUKT
Um einen aussagekräftigen Vergleich zu ermöglichen, kann das Knochenmodell mit einer höchst präzisen Messung erst ohne Belastung digitalisiert werden und anschließend unter entsprechender Belastung erneut. Das neu anzuschaffende Messsystem sollte allen Laboren der BFH-TI (Medizintechnik, Robotik, Elektronik, Automobiltechnik, usw.) zur Verfügung stehen und musste somit in verschiedenen Anwendungsbereichen einsetzbar sein. Der STEINBICHLER COMET LƎD Sensor überzeugte vor allen Dingen durch seine hohe Flexibilität mit den unterschiedlichen Messfeldern. Außerdem waren die gute Auflösung, die Genauigkeit, die einfache Bedienbarkeit sowie die Portabilität wichtige Kriterien. „Ausschlaggebend bei der Entscheidung war auch das gute Preis-/Leistungsverhältnis, welches insbesondere für uns als Forschungseinrichtung bei Investitionen eine große Rolle spielt“, berichtet Aymeric Niederhauser, Wissenschaftlicher Mitarbeiter der BFH-TI.

ERGEBNIS / NUTZEN FÜR DEN KUNDEN
Zur Feststellung des Verhaltens von Knochen oder Implantaten unter Belastung können diese Belastungen mit Finiten-Element-Modellen (FEM) simuliert werden. Zur Verifikation der Simulation bzw. zur Identifikation relevanter Simulationsparameter kann parallel zur FEM-Simulation dasselbe Knochenmodell unter Belastung neu digitalisiert werden. Somit kann das Verhalten bzw. die Verformung der FEM-Simulation mit dem digitalisierten belasteten Knochenmodell direkt verglichen werden. Die Kompatibilität des STEINBICHLER COMET LƎD mit dem bereits vorhandenen Rapid Prototyping Drucker gewährleistet zudem die einfache Herstellung einer Kopie des digitalisierten Modells.

“Die gut durchdachte Benutzerführung des Sensors ermöglicht uns und unseren Studenten, diese durchaus komplexe Technologie einfach zu verwenden. Und die dabei erreichte Präzision des COMET LƎD ist beeindruckend“, fasst Prof. Dr. Jörn Justiz, Leiter des Biomedical Engineering Labs zusammen.

„Erwähnenswert ist auch die angenehme und professionelle Beratung und Betreuung durch die Herren Benjamin Eberbach und Hans Marcher von der Firma Steinbichler“, ergänzt Herr Niederhauser.

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STEINBICHLER T-SCAN - Faurecia Slovakia s.r.o

SYSTEM / APPLIKATION
STEINBICHLER T-SCAN 3D Digitalisierung

BRANCHE
Automobiltechnik

KUNDE
Faurecia Slovakia s.r.o

AUFGABENSTELLUNG
Faurecia Slovakia ist eine Tochterfirma von French Faurecia, welche Sitze, Frontstoßstangen, Abgasanlagen, Armaturenbretter und andere Ausstattungselemente produzieren. Faurecia verwendet den STEINBICHLER T-SCAN für Mess- und Regeltechnik der Dimensionen und Profile vor allem auf Armaturenbretter, Türverkleidungen und Ausstattungselemente.

STEINBICHLER – LÖSUNG UND PRODUKT
Neue Entwicklungen bei der Hardware des Laserscanners T-SCAN machen Sammlungen von 3D-Daten sehr viel einfacher und effektiver: die extrem kompakte und mobile Konfiguration des Systems ist die optimale Lösung für Anwendungen, die erweiterte Mobilität erfordert, z. B. für Innen- und Außenausstattung im Automobilbereich. Der Prozess des Scannens wird in Echtzeit auf dem Monitor angezeigt, um eine intuitive Bedienung zu gewährleiste. Wegen der hohen Genauigkeit bei der Messung (bei einem Abstand von 3 m zum System liegt die Abweichung bei + 0,1 mm) passt der T-SCAN Laserscanner perfekt für anspruchsvolle Aufgaben einschließlich der Digitalisierung großer Objekte und Kontrolle der Qualität.

ERGEBNIS / NUTZEN FÜR DEN KUNDEN
Einer der größten Vorteile des Systems ist, dass die Objekte direkt beim Kunden digitalisiert werden können und die Vorbereitungszeit sehr kurz ist. Aufgrund der schnellen Ansammlung von Daten, besteht die Möglichkeit, Messwerte schnell und zuverlässig mit Sollwerten zu vergleichen. Durch die Erzeugung einer Farbkarte, können Abweichungen erkannt werden, die möglicherweise in der Produktion entstanden sind.

Published in Optische Messtechnik
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