18. AUGUST 2017

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Game Change in der Inline-Messtechnik


Mit dem korrelationsfreien Messen von Zeiss kann die Automobilindustrie künftig effizienter messen und fertigen als bisher. Damit kommt das Unternehmen auch der Fabrik der Zukunft einen großen Schritt näher. Das korrelationsfreie Messen wird die Inline-Messtechnik laut Zeiss nachhaltig verändern.

Zeiss entwickelte das korrelationsfreie Messen, um in der Produktionslinie bereits für das erste Bauteil Sicherheit über die Maßhaltigkeit zu erhalten. Mit dem System können Unternehmen darauf verzichten, ihre Karosserieteile auf einem Koordinatenmessgerät (KMG) nachzumessen und die Abweichungen zwischen Inline und KMG als Korrekturwerte auf die Inline-Messanlagen zu übertragen.

„Das korrelationsfreie Messen wird die Inline-Messtechnik auf ein neues Fundament stellen und für einen Effizienzschub in der Fertigung sorgen“, sagt Dr. Kai-Udo Modrich. Um zu verstehen, welche Vorteile die Automobilindustrie durch den Einsatz dieser Neuentwicklung generieren, hilft ein Exkurs in die Welt der Inline-Messtechnik.

Maßhalten – das A und O in der Fertigung
Angesichts ihrer hohen Qualitätsstandards überwachen Automobilbauer auf der ganzen Welt ihre Produktion mit Inline-Messanlagen. Diese detektieren im Fertigungstakt des Karosseriebaus geometrische Abweichungen vorab definierter Merkmale zu 100 Prozent. Wie schnell und wie präzise die Geometriemerkmale geprüft werden, hängt vor allem von den optischen Sensoren ab.

So erzeugt etwa der 3D-Sensor ›Zeiss Aimax Cloud‹ mittels Streifenprojektion in Bruchteilen einer Sekunde eine Punktewolke. Durch das Erfassen dichter Punktewolken können mit Zeiss Aimax Cloud gleich mehrere sowie kleinste Merkmale mit einer Aufnahme exakt auf unterschiedlichen Oberflächen gemessen werden.

Der Sensor wird – wie bei allen Inline-Anlagen üblich – mit einem Roboterarm flexibel an die Merkmale der einzelnen Karosserieteile herangeführt. Ein Vorgehen, das die Präzision des gesamten Messsystems ohne Gegensteuerung beeinflusst. Die aktive Kompensation der Roboterausdehnung durch Eigenerwärmung und sich verändernder Umgebungstemperatur mit Hilfe der Referenzierung an Artefakten führt bei herkömmlichen Inline-Messystemen zu einer verlässlichen Wiederholgenauigkeit.

Die für den messtechnischen Einsatz von Robotern geringe Absolut-Genauigkeit erforderte, dass die ermittelten Messwerte durch Vergleichsmessung mit Koordinatenmessgeräten offsettiert werden, und die Korrelation mit Hilfe von Mehrfachmessungen überprüft wird. Diese zusätzliche Auslastung der KMG im Messraum sowie der Zeitaufwand stellen in der Automobilindustrie ein Problem dar und werden durch das korrelationsfreie Messen künftig entfallen.

Sicherheit ab dem ersten Teil
Deshalb entwickelte Zeiss das korrelationsfreie Messen, das in der Linie bereits für das erste Bauteil Sicherheit über die Maßhaltigkeit liefert. Ein System, das die Abweichung der Roboter von ihrer vorgegebenen Position über Standardkameras detektiert.

Diese werden oberhalb der Inline-Zelle installiert und können problemlos jede Bewegung des Zeiss-Aimax-Cloud-Sensors verfolgen. Damit das System die absolute Position der Sensoren im Raum bestimmen kann, befinden sich Marker auf den Roboterarmen und auf dem Boden der Inline-Zelle. Aufgrund dieser Informationen und dank intelligenter Algorithmen erkennt die von Zeiss entwickelte Software Abweichungen vom Normzustand und rechnet diese sofort heraus.

„Mit dem System haben Unternehmen jetzt ab dem ersten Teil die Sicherheit, dass die gemessenen Werte stimmen“, beschreibt Dr. Kai-Udo Modrich, Geschäftsführer Carl Zeiss Automated Inspection. Viele Kundengespräche haben bestätigt, dass Autobauer „auf diese Entwicklung sehnsüchtig gewartet haben“.

Die Vorteile liegen auf der Hand: „Sie beschleunigen die Anlaufzeiten der Fertigung neuer Modelle und erreichen schneller die Kammlinie. Das ist bares Geld“, sagt Modrich. Da das System bereits ab dem ersten Teil verlässliche Daten liefert, sei jetzt die Basis vorhanden, um einen Prozessregelkreis zwischen der Inline-Messstation und beispielsweise dem Schweißroboter zu implementieren.

Datum:
15.05.2017
Unternehmen:
Bilder:
Carl Zeiss

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