Messzeit um 99,6 Prozent verkürzt

Technik

Wie entlockt die Qualitätssicherung der Geschäftsleitung innerhalb von acht Sekunden eine Investitionsentscheidung? Die Antwort auf diese Frage gibt man bei der Eduard Kronenberg GmbH,kurz EK, im rheinischen Haan.

06. Oktober 2016

Der Eduard Kronenberg GmbH, dem Spezialisten für Stanz- und Kunststofftechnik, gelang durch den Einsatz digitaler Messprojektoren die Reduzierung der Messzeit am komplexesten Bauteil um 99,6 Prozent – von 30 Minuten auf acht Sekunden. Und das bei der Prüfung von 55 Merkmalen.

»Prüfplan aufrufen, Teil auflegen, Knopf drücken und bumm: Ergebnis!« So anschaulich und unkompliziert beschreibt Michael Jung von der Quality Division bei Eduard Kronenberg den Arbeitsablauf einer 2D-Messung von Metallstanz- und Kunststoffteilen. Diese selbst sind alles andere als unkompliziert. Im Gegenteil: Als teilweise hochkomplexe Präzisionselemente sind sie funktions- und sicherheitsrelevante Komponenten zahlreicher Produkte der Automobil-, Isolierglas-, Elektro- und Solarindustrie. Sie dienen unter anderem als Durchflussregler in Stoßdämpfern, Bauteil von LKW-Schaltgetrieben, Verbindungselement von Isolierverglasungen oder Trägerteil von Solarzellen. Absolut treffend beschreibt der Slogan ›EK Inside‹ das Einsatzfeld der meist im Verborgenen agierenden und dennoch so essenziellen Produkte des Traditionsunternehmens.

600 Millionen Präzisionsteile im Jahr

Am 2013 bezogenen Standort in Haan bei Düsseldorf produziert die Eduard Kronenberg GmbH mit 80 Mitarbeitern jährlich mehr als 600 Millionen solcher Präzisionsteile, gefertigt aus Bandstahl und NE-Metallen von 0,03 bis fünf Millimeter Stärke auf 17 CNC-Hochleistungsstanzautomaten mit einer Presskraft von 150 bis 2.000 kN.

Doch man versteht sich nicht nur als Produktionsbetrieb, sondern auch als Lösungspartner. Gemeinsam mit den Kunden entwickelt die Eduard Kronenberg GmbH intelligente Systemlösungen und individuelle Sonderanfertigungen. Und das außerordentlich erfolgreich, wie zahlreiche Patente anschaulich belegen. »In den letzten Jahren hat sich der Automotive-Sektor mit einem Fertigungsanteil von gut 50 Prozent neben dem Isolierglas-Bereich zur tragenden Säule für uns entwickelt – mit steigender Tendenz«, definiert Axel Bonow, Leiter des Qualitätsmanagements, die Produktionsschwerpunkte. »Ein Geschäftsfeld mit bekanntermaßen extrem hohen Präzisions- und Qualitätsanforderungen. Stichwort ISO/TS 16949, nach der wir selbstverständlich zertifiziert sind. Unabdingbare Grundlage dafür ist unter anderem eine exzellente Messtechnik«, so Axel Bonow weiter.

Digitale Messprojektoren als zentrale Leistungsträger

Zentrale Leistungsträger des Kronenberg-Prüfwesens sind drei hochentwickelte digitale Keyence-Messprojektoren der IM-Modellreihe. »Mit ihnen haben wir den Quantensprung in eine für uns völlig neue Dimension vor allem der fertigungsbegleitenden Prüfung vollzogen«, erklärt QS-Leiter Axel Bonow. »Sie ersetzen heute praktisch vollständig die zuvor übliche Messung mit Handmessmitteln, Profilprojektoren, Prüfstiften, Lehren et cetera.« Allesamt Messmittel, die sich sowohl angesichts der steigenden Kundenanforderungen als auch mit Blick auf die eigenen Leistungsansprüche ihren Leistungsgrenzen näherten.

Die ›Grenz-Erfahrungen‹ mit der konventionellen Messtechnik waren vielfältig, vor allem bei der produktionsbegleitenden Werkerselbstprüfung: 

• Unterschiedliche Messergebnisse bei verschiedenen Bedienern durch starken Einfluss des ›human Errors‹ – des menschlichen Faktors durch individuelle Handhabung – immer wieder ein Anlass für unfruchtbare Diskussionen zwischen Werkern und Qualitätsmanagement; 

• deutlich zu geringe Wiederholpräzision;

• enormer Zeitaufwand durch eine ständig wachsende Zahl von Prüfplänen sowie zu prüfenden Merkmalen – und dadurch bedingte Verringerung ›produktiver‹ Werkerzeiten;

• keinerlei Möglichkeit der unmittelbaren, automatisierten Übertragung von Messergebnissen in das CAQ-System; dadurch auch kein direkter, zeitnaher Abgleich von Daten aus der Werkerselbstprüfung und der nachgelagerten QS-Messung im Warenausgang.

»Damit war unser Wunschzettel klar«, so Axel Bonow, »Messzeiten verkürzen. Wiederholpräzision erhöhen. Human Error ausschalten. Dialogfähigkeit mit dem CAQ-System schaffen.« Und es kam ein weiterer Wunsch hinzu: die Möglichkeit zur Offline-Programmierung von Messabläufen anhand importierter CAD-Files. »Das sollte dann das Sahnehäubchen sein, das uns enorm Zeit und Aufwand bei der Bemusterung ersparen würde«, ergänzt QS-Praktiker Michael Jung.

Klar formuliertes Lastenheft des Qualitätsmanagements

Ein klar formuliertes Lastenheft, mit dem sich das Qualitätsmanagement der Eduard Kronenberg GmbH auf die Suche nach geeigneten Messmittellösungen machte. »Relativ schnell rückten auf dieser Grundlage die neuen digitalen IM-Messprojektoren von Keyence in den Fokus. Deren Konzept deckte sich passgenau mit unseren Vorstellungen«, erinnert sich QS-Leiter Axel Bonow an den Auswahlprozess. So bescheren ihm die digitalen Messprojektoren der IM-Modellreihe von Keyence ohne Objektivtisch-Verschiebung eine Wiederholgenauigkeit von ±0,5 µm sowie eine Messgenauigkeit von ±2 µm. Und damit eine mehr als ausreichende Präzision für die geforderten Anwendungen. »Über das Thema Messmittelfähigkeit brauchten wir also gar nicht mehr zu reden«, konstatiert Michael Jung.

Auch der Wunsch nach Anwenderunabhängigkeit – also dem Ausschluss des human Error – wurde erfüllt: automatische Fokuseinstellung, automatische Beleuchtungsanpassung und automatische Kantenerkennung sorgen bei den Keyence-Projektoren für einheitliche Messergebnisse, unabhängig vom Benutzer.

Ebenso entfallen ein aufwendiges und fehlersensibles Ausrichten oder gar Aufspannen des Werkstücks: Eine mehr oder weniger grobe Auflage innerhalb des Projektor-Sichtfelds reicht völlig. Sogar das lose Auflegen gleich mehrerer Teile – bis zu 100 Stück – für eine gleichzeitige Messung ist problemlos möglich.

»Auflegen, Knopf drücken – bumm: Messergebnis.« Die unkapriziöse Kurzbeschreibung von Michael Jung skizziert perfekt die extrem intuitive Bedienung der digitalen Keyence-Projektoren.

Nach Auflegen des zu prüfenden Teils braucht der Werker lediglich den Startknopf am Projektorgehäuse zu drücken, und die Messung erfolgt vollautomatisch. Ohne jedes weitere Zutun.

Eindeutige Grün-Rot-Darstellungen in der grafischen und numerischen Ergebnisanzeige weisen unmissverständlich auf korrekte und fehlerhafte Merkmale hin.

Über Q-DAS-Schnittstelle ins CAQ-System

Und das Thema Datenimport und -export? »Hier wurden unsere Vorstellungen ebenfalls übertroffen. Vor allem, was die Übertragung der Messwerte an das CAQ-System angeht«, freut sich Axel Bonow. Die erfolgt mit den Keyence-Projektoren praktisch in Echtzeit über eine Q-DAS-Schnittstelle an das bei Kronenberg eingesetzte CAQ-System von Babtec. »Dass wir hier mit Q-DAS operieren können, enthebt uns aller Probleme mit irgendwelchen proprietären Schnittstellen«, ergänzt Michael Jung.

Ebenso ausgereift: der Import von CAD-Daten für die Offline-Programmierung. Die für die Messungen erforderlichen Parameter können aus CAD- Zeichnungen im DXF-Format importiert werden. So lassen sich schnell die Einrichtungsdaten für ein Messprogramm erstellen, auch wenn noch gar kein physisches Werkstück vorhanden ist. Ein wesentlicher Vorteil besonders in der Zusammenarbeit mit Automotive-Kunden.

Lastenheft also aus Sicht des Qualitätsmanagements zu 100 Prozent erfüllt. Doch wie überzeugt man die kostenverantwortliche Geschäftsleitung von der Investition in solch neue Messtechnik? »Das war eine Sache von exakt acht Sekunden bei der Produktpräsentation«, lacht Axel Bonow.

Genau so ›lange‹ – nämlich acht Sekunden – benötigt der digitale Messprojektor der Modellreihe IM-6225 von Keyence für die Messung von 55 Merkmalen am derzeit komplexesten Kronenberg-Stanzteil. Und verkürzte damit die bis dahin mit konventioneller Technik benötigte Messzeit von gut 30 Minuten um sagenhafte 99,6 Prozent – ein mehr als durchschlagendes Kaufargument. Und so beschied Geschäftsführer Frank Kronenberg denn auch sofort: »Gekauft! Messzeit in der produktionsbegleitenden Prüfung zu sparen ist für uns bares Kapital.«

Bis zu 100 Merkmale auf einen ›Schuss‹

Und der Spareffekt hat sogar noch Potenzial: Schließlich nehmen die digitalen Keyence-Projektoren mühelos sogar bis zu 100 Merkmale in einem ›Schuss‹ aufs Korn. Wachsenden Prüfanforderungen der Kunden kann man bei Eduard Kronenberg in Haan also ganz entspannt entgegensehen.

Euroblech Halle 14, Stand J81

Hintergrund

Als ein führender Hersteller von Sensoren, Messsystemen, Lasermarkiersystemen, Mikroskopen und Bildverarbeitungssystemen engagiert sich KEYENCE für die Entwicklung innovativer und zuverlässiger Produkte, um die Anforderungen der Kunden in den unterschiedlichsten Branchen des verarbeitenden Gewerbes abzudecken. Keyence-Produkte sind so konzipiert, dass sie zu den Forschungs- und/oder Fertigungsprozessen der Kunden einen echten Mehrwert beitragen. Das interne Forschungs- und Entwicklungsteam bemüht sich laufend um die weitere Verbesserung des Produktangebots.

Erschienen in Ausgabe: 06/2016