Messtechnik für Smart Manufacturing

Flexible Qualitätssicherung in der Produktion trägt dazu bei, kleinere Stückzahlen mit engeren Toleranzen präzise zu fertigen. Voraussetzung dafür sind hochauflösende, optische 3D-Messsensoren, die Toleranzen in einem frühen Fertigungsstadium automatisch messen. Der Toolcobot von Alicona ist ein Beispiel, wie hochauflösende 3D-Messtechnik automatisiert in die Fertigung eingebunden wird.

04. Mai 2017
Mit Toolcobot lassen sich Bauteile direkt in der Maschine optisch messen. (Bild: Alicona)
Bild 1: Messtechnik für Smart Manufacturing (Mit Toolcobot lassen sich Bauteile direkt in der Maschine optisch messen. (Bild: Alicona))

„Die Messtechnik spielt eine Schlüsselrolle bei der Umsetzung von Smart Manufacturing“, erklärt Alicona Geschäftsführer Dr. Stefan Scherer. Die eingebundene Messtechnik verifiziert bereits im frühen Fertigungsstadium Dimensionen, Toleranzen und Oberflächengüte. Entspricht ein Bauteil nicht den vorgegebenen Toleranzen, wird die Produktion rechtzeitig korrigiert. „Fehlerhafte Bauteile werden nicht mehr produziert, ein Erstteil ist sofort ein Gutteil“, führt Scherer weiter aus.

Auf der Control stellt der 3D-Messtechnikanbieter weitere Möglichkeiten zur Umsetzung von Smart Manufacturing vor. Die Voraussetzung zur Implementierung dieser Produktionsstrategie sind vollständig automatisierte, hochauflösende 3D-Messsysteme, die jeder Werker ohne Messtechnikvorkenntnisse bedienen kann. Mit seinen kollaborativen Systemen, den Cobots, zeigt Alicona eine neue Variante, 3D-Messtechnik automatisiert einzusetzen.

Die jüngste Entwicklung aus der Cobot-Linie ist der Toolcobot, der auf der Control präsentiert wird. Durch den mobilen Aufbau auf Rollen ist das System beliebig positionierbar. Bauteile können somit auch in der Maschine gemessen werden.

Werkzeuge in der Maschine messen

Cobots bestehen aus einem Sechs-Achs-Roboter und einem stabilen optischen 3D-Messsensor, der auch unter Produktionsbedingungen wiederholgenaue und rückführbare Messungen in hoher Auflösung liefert. Handling, Konfigurieren und Messen von eingelernten Messreihen erfordern keine Messtechnikvorkenntnisse. Damit lassen sie sich optimal in eine Fertigungslinie integrieren.

Das neue Cobot-System ist für die Messung großer Werkzeuge mit langem Schaft. Der Toolcobot ist eine Neun-Achs Lösung: Der Sechs Achs-Roboter wird ergänzt durch den optischen 3D-Messsensor, der Rotationsachse der HSK-Schnittstelle und einer variablen Hubachse. Der Anwender bestimmt damit die Positionierung seines Werkzeugs in der Höhe und schafft in Kombination mit der Rotationsachse bestmögliche Zugänglichkeit für die Messung.

Der Aufbau auf Rollen macht den Cobot zudem portabel und flexibel an mehreren Orten einsetzbar. Hersteller haben die Möglichkeit, den Cobot zu ihren Werkzeugmaschinen zu führen und ihr Werkzeug in der Maschine zu messen. Bauteile müssen nicht ausgespannt und in einem entkoppelten Messraum gemessen werden. Fehler und nicht eingehaltene Toleranzen werden frühzeitig – nicht erst am Ende eines Fertigungsprozesses – erkannt, fehlerhafte Bauteile erst gar nicht produziert.

Einbindung optischer Messsensoren

Der Einsatz optischer 3D-Messtechnik mittels Cobots ist eine von mehreren Varianten, wie sich Messsensoren in eine Produktion einbinden lassen. Die Anbindung erfolgt beispielsweise auch mit einem Alicona-Standardmessystem in Kombination mit dem Automatisierungs-Interface „Automationmanager“. Messreihen, die ein Administrator im Vorfeld offline konfiguriert, werden vom Werker per Knopfdruck gestartet. Die 3D-Messung und -Auswertung passiert voll automatisiert im Hintergrund.

Eine weitere Alternative ist die Integration des Messsensors in eine Werkzeugmaschine zur selbststeuernden Produktion. Der Sensor kommuniziert Abweichungen von Werkstücken an die Maschine. Maschinenparameter werden automatisch angepasst.