Fraunhofer-Gesellschaft

Publica

Hier finden Sie wissenschaftliche Publikationen aus den Fraunhofer-Instituten.

Größer, genauer und integrierter. Roadmap Fertigungsmesstechnik 2020. Teil 5

 
: Schmitt, R.; Jatzkowski, P.; Nisch, S.; Imkamp, D.

Qualität und Zuverlässigkeit : QZ 54 (2009), No.9, pp.44-47
ISSN: 0033-5126
ISSN: 0720-1214
German
Journal Article
Fraunhofer IPT ()
Automatisierung; Fertigungsmittel; Fertigungsprozess; Koordinatenmeßmaschine; Messgenauigkeit; Meßgeschwindigkeit; Messtechnik; mobiles Gerät; Online-Messgerät; Online-Messung; Robustheit; Trend

Abstract
Mit den Anforderungen an technische Großteile nehmen auch die Anforderungen an den Einsatz von Makromesstechnik in der Fertigung zu. Es wird gezeigt, wie steigende Toleranzanforderungen an große Bauteile und der zunehmend erforderliche Eignungsnachweis für Messsysteme und -prozesse die messtechnische Entwicklung vorantreiben. Durch die Verwendung optischer Systeme als Maßverkörperung können mobile Messsysteme mit riesigen Messvolumen aufgebaut werden, indem auf ein kinematisches Führungssystem verzichtet wird. Zudem werden Systeme mit einer mechanischen Maßverkörperung wie Gelenkarmmessgeräte mobil verwendet. Eine Vielzahl von Prüfungen können nicht in einem klimatisierten Messraum durchgeführt werden. Entsprechend wichtig wird die Kompensation von Umgebungseinflüssen. Eine weitere Herausforderung ist die Vergleichbarkeit der Systeme. Bei komplexen Messsystemen wie Koordinatenmessgeräten oder Lasertrackern ist eine Rückführung auf das nationale Normal durch eine Abschätzung der Messunsicherheit mit großem Aufwand verbunden. Der Aufwand für den Nachweis der Eignung kann insbesondere von kleinen und mittleren Unternehmen mit kleinen Stückzahlen und einer hohen Variantenvielfalt kaum bewältigt werden. Ein Trend für die Fertigungsmesstechnik von morgen ist daher die Entwicklung von Lösungen zur Berechnung der aufgabenspezifischen Unsicherheit dieser Messsysteme. Aktuelle Lösungen sind das virtuelle Koordinatenmessgerät und der virtuelle Lasertracker, bei denen auf der Basis von Monte-Carlo-Simulationen die Unsicherheit abgeschätzt wird. Den Trend für die Makromesstechnik definiert unter anderem der Energiewandel. Im direkten Vergleich der Verzahnung eines Kfz-Getriebes mit den größeren Zahnrädern eines Windkraftgetriebes zeigt sich eine überproportionale Verringerung des Verhältnisses zwischen Toleranz und Dimension. Ein Verfahren, das es mit den Anforderungen an die Messunsicherheit aufnimmt, ist die Multilateration mit Lasertrackern oder Laser Tracern. Durch die Verwendung mehrerer hochpräziser Längenmesssysteme kann die Position eines Reflektors mit einer Unsicherheit von wenigen Mikrometern in einem Messvolumen von mehreren Metern Kantenlänge bestimmt werden. Je kürzer die Zeit zwischen der Herstellung und der Messung einer Objektgeometrie, desto schneller kann die Produktionssteuerung reagieren. Es gibt daher einen andauernden Trend, dimensionelle Messtechnik in die Produktion zu integrieren. Bereits heute werden Werkzeugmaschinen mit taktilen Sensoren wie Koordinatenmessgeräten genutzt. In der Automobilindustrie ist der Einsatz von Robotern zur Führung von Messsystemen verbreitet. Im Gegensatz zum Messraum herrschen allerdings in der Fertigungsumgebung zum Teil raue Bedingungen. Dennoch müssen die Systeme für eine valide Produktionssteuerung sichere Messergebnisse im Produktionstakt mit hinreichend geringer Unsicherheit liefern. Durch den Einsatz optischer Technologien oder des Scannings kann bereits heute eine große Anzahl an Messpunkten aufgenommen werden. Die Messergebnisse werden über einen Best-Fit-Algorithmus mit der Sollgeometrie verglichen. Abweichungen können anschaulich im CAD-to-Part-Vergleich dargestellt werden. Während die Aufnahme von Punktewolken in der Regel kein großes Problem darstellt, ist die Verarbeitung und Speicherung der enormen Datenmengen weiterhin eine große Herausforderung. Eine der zukünftigen Voraussetzungen für die Fertigungsmesstechnik ist die Entwicklung neuer Methoden zur automatischen Verarbeitung von Punktewolken sowie zur verlustfreien Kompression der Daten.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-110201.html