5-Achs-Messtaster Deutlich kürzere Inspektionszeiten - Quality Engineering

5-Achs-Messtaster

Deutlich kürzere Inspektionszeiten

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GE Oil & Gas hat unter Verwendung eines Nachrüstsystems von Renishaw die Leistung eines DEA Global Koordinatenmessgeräts deutlich gesteigert. Es werden nun viel höhere Datenerfassungsraten erzielt.
GE Oil & Gas gehört zu den größten Herstellern von Turbinen, Kompressoren, Pumpen, Static Equipment und Dosieranlagen und bietet seinen Kunden hochwertige Angebote. Der Geschäftssitz befindet sich in Florenz; weltweit wurden mehr als 20 000 Maschinen und Anlagen installiert. Projekte umfassen die weltweit größten LNG-Kompressions-Züge, das Erhöhen der Sicherheit und Produktivität der weltweiten Öl- und Gaspipelines sowie der Anlagen für die Produktion von Öl und Gas aus der Subsea-Förderung. Zu den typischen Prüfaufgaben des Unternehmens gehört die Impeller-Inspektion. Impeller sind Rotoren, die von einem ring oder röhrenförmigen Gehäuse umschlossen sind und beispielsweise in Impellerpumpen durch Rotation das Fördermedium transportieren. Um die Geschwindigkeit der Prüfung zu erhöhen, hat GE Oil & Gas ein DEA-Global-Koordinatenmessgerät (KMG) mit einem Revo-System von Renishaw nachgerüstet. Dadurch konnte die Inspektionszeit eines typischen Impellers um den Faktor vier reduziert werden.
Da eine hundertprozentige Inspektion von Bauteilen notwendig ist, unterliegen die Koordinatenmessgeräte und Programmiersysteme harten Anforderungen und müssen sich fortlaufend anpassen. Im GE-Werk in Florenz wird die DEA Global zur Durchführung von Maßkontrollen an Werkstücken verschiedener Größen und Geometrien (bis 1000 mm Durchmesser) verwendet.
Bei der von Renishaw-Technikern durchgeführten Nachrüstung wurden der bisherige Messkopf, der taktil schaltende Messtaster, die DEA-Steuerung und die PC-DMIS Software durch das Revo 5-Achsen-Messsystem, UCC2-Steuerung und Modus Software, ersetzt.
Tausende von Messpunkten in gerade einmal zwei Sekunden
Revo ist ein taktiler Scan-Messkopf mit zwei integrierten Messachsen, der, unter Verwendung der drei Koordinatenmessgerät-Achsen im 5-Achsen-Messbetrieb arbeiten kann und somit eine grundverschiedene Methode zur Überprüfung der Impeller-Maße ermöglicht. Die Oberseite wird zum Beispiel über einen sogenannten Gasket Scan, also dem Scannen der Dichtungsfläche, gemessen.
Dabei werden mit einem schnellen Sweep der bearbeiteten Fläche tausende von Messpunkten in circa 2 s erfasst. Im Vergleich dazu nahm die vorherige Methode vier Messpunkte auf und benötigte beinahe 30 s.
Mit einer Best-Fit-Berechnung dieser Daten kann die Software eine Ebene durch alle Punkte zeichnen und die Position der Fläche sowie deren Beziehung zu anderen Oberflächen bestätigen. In naher Zukunft soll diese große Datenmenge zur Berechnung eventueller Verformungen der Oberfläche und zur genauen Bestimmung der Flächenbereiche verwendet werden, die vom idealen CAD-Modell des Werkstücks abweichen.
Optimierte Inspektion ohne den Kauf einer neuen Maschine
„Eine Änderung unserer Inspektionsfähigkeit war dringend notwendig, allerdings ohne die Investition in eine neue Maschine“, erklärt Paolo Trallori, Leiter Kalibrierung & Messtechnik. „Der leichte Revo-Kopf misst extrem schnell. Die Geschwindigkeit der Maschinenachsen stellt keinen kritischen Faktor mehr dar. Die Maschine fungiert oft nur noch als Träger“für das Revo-System. In den meisten Fällen bedeutet dies, dass die Messbewegungen 50 beziehungsweise 100 Mal schneller sind als bisher.“
Trallori weiter: „Manche Bewegungen, wie das Scannen der Impeller-Außendurchmesser, werden durch die Maschinengeschwindigkeit beschränkt. Aber selbst in diesen Fällen wird durch Revo die Gesamtinspektionszeit verkürzt.“ Anstatt jeden Punkt einzeln vertikal anzufahren, werde ein konstanter Kontakt zur Werkstückoberfläche über eine gleichmäßige, schnelle Bewegung gehalten, was zusätzlich Zeit einspare. Und gleichzeitig werden bei dieser Bewegung tausende Messpunkte ermittelt. Trallori: „Warten Sie einfach ab, bis wir die Abweichung der gemessenen Oberfläche vom CAD-Modell analysieren. Dann werden wir in der Lage sein, die Werkstückqualität in Bezug auf Formtoleranzen sowie einfache Maßtoleranzen zu zertifizieren.“
GE Oil & Gas hat die Genauigkeit des neuen Systems getestet und einen direkten Vergleich zwischen der schaltenden Messmethode und Revo durchgeführt. „Die Genauigkeit der Messpunkte war mindestens genauso gut, allerdings bei viel höheren Geschwindigkeiten, und es wird eine viel größere Anzahl an Punkten ermittelt“, fasst Trallori zusammen.
Chiari fügt hinzu: „Man könnte sagen, dass wir einen Schritt weiter gegangen sind und nicht nur ein System für die Fertigung haben, sondern auch eines für die Inspektion.“ Das Revo-System wurde vollständig in das GE Oil & Gas Produktionssystem integriert und die Modus-Software von Renishaw führt die Messbewegungen aus, die über ein Unigraphics CAD/CAM-System erstellt werden.
Die Kompatibilität von Modus zur PC-DMIS Software ist für GE äußerst wichtig. Das 3D-CAD-Modell, das bei der Konstruktion des Werkstücks erstellt wurde, wird für alles verwendet: von der maschinellen Bearbeitung der Komponenten bis zur Überprüfung der Qualität. Jedes Werkstück wird während des gesamten Prozesses über seine Seriennummer verfolgt und jede Produktionsstufe ausführlich belegt. Jetzt geht GE Oil & Gas noch einen Schritt weiter und fügt der Protokollierung zusätzliche Qualitätsdaten hinzu, um die Bearbeitungsvorgänge noch weiter verbessern zu können.
Das Team von GE Oil & Gas weiß genau, wie es mit dem Projekt weitergehen soll: Die gescannten Daten werden zum Vergleich der Form eingesetzt und weitere Koordinatenmessgeräte nachgerüstet. Eine zweite Maschine, eine DEA Scirocco mit weniger Volumen für kleinere Impeller, wird derzeit mit einem Revo-System ausgerüstet. Eine weitere größere Portalmaschine für sehr große Impeller-Komponenten wird ebenfalls für eine Nachrüstung in Betracht gezogen. Diese Maschinen werden zur Inspektion anderer Komponenten der GE Oil & Gas Produktpalette verwendet. Es wird also das gesamte Angebot an Revo-Messabläufen zum Einsatz kommen.
Claudio Bartali, Projektleiter Fertigungstechnologie, ist sehr zufrieden mit der neuen Lösung: „Revo ermöglicht uns bei einem geringeren Zeitaufwand weitaus bessere und umfangreichere Inspektionsmöglichkeiten. Jetzt sind wir zum ersten Mal in der Lage, Qualitätsstandards für die Formmessung einzuführen.“ ■

Der Autor
Risshu Bergmann
Marketing-Koordinator
Renishaw

Webhinweis
Mehr über Retrofit-Lösungen von Renishaw erfahren Sie in einem Video: www.goo.gl/uqbOUL.Einfacher geht’s über das Scannen des QR-Codes.
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