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Automatisierung lohnt sich auch bei Losgröße 1

Messtechnik
Automatisierung lohnt sich auch bei Losgröße 1

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Die Automatisierung in der Messtechnik schreitet weiter voran, wie eine Umfrage unter Branchenexperten zeigt. Selbst bei kleineren Losgrößen können entsprechende Technologien Nutzen bringen. Gefordert sind dafür einfache und flexible Lösungen. Und die Anbieter arbeiten daran, dass diese auch ohne großen Aufwand einsetzbar sind.

» Markus Strehlitz und Sabine Koll

Die Nachfrage nach Automatisierungslösungen in der Messtechnik wächst. Das ist die einhellige Meinung von Experten, wenn sie zu diesem Thema befragt werden. „Früher wurden im Messraum einzelne Teile unter optimalen Bedingungen gemessen“, sagt etwa Thomas Werner Leiter des Produktmanagements bei Wenzel. „Inzwischen wird viel mehr gemessen, die Toleranzen werden enger und die Serienproduktion immer perfekter.“ Die Anbieter müssten im Wettbewerb unter hohem Kostendruck perfekt Teile mit geringer Varianz herstellen.

Mit einer automatisierten Qualitätssicherung tragen viele Unternehmen diesen Anforderungen Rechnung. Für den wirtschaftlichen Erfolg im Produktionsumfeld spiele diese eine zentrale Rolle, so Carsten Reich, Director Automation bei GOM. „Automatisierte Lösungen gewährleisten, dass Fehlerquellen frühzeitig identifiziert und zuvor definierte Qualitätsanforderungen an ein Produkt erfüllt werden.“ Das Risiko der Ausschussproduktion und Stillstände in der Produktion würden entsprechend auf ein Minimum reduziert.

Grundsätzlich lohne sich die Automatisierung, wenn ein Return On Investment (ROI) vorhanden ist, wie Jérôme-Alexandre Lavoie hervorhebt, Produktmanager bei Creaform. „Wenn beim Vergleich der manuellen Aufgaben, die durch Automatisierung ersetzt werden sollen, der ROI positiv ist, wird es interessant, auf Automatisierung umzusteigen.“ Dabei geht es nicht mehr nur um Massenproduktion. Auch bei kleineren Losgrößen ergeben automatisierte Lösungen einen Sinn.

Effiziente Lösungen für
die Werkstückbeschickung

Gefordert seien dabei schnelle und sehr flexible Systeme wie zum Beispiel multisensorische Koordinatenmessgeräte, sagt Maximilian Wiedemann, der als Global Product Manager bei Zeiss Industrial Metrology für Koordinatenmesstechnik zuständig ist. Er berichtet, dass Zeiss etwa bei der Werkstückbeschickung der Messgeräte auch bei geringen Losgrößen effiziente Automatisierungslösungen bereit stelle. „Hierzu werden beispielsweise fahrerlose Transportsysteme eingesetzt, die bedarfsgerecht die richtigen Werkstücke am entsprechenden Messgerät bereitstellen.“

Auch nach Meinung von Lavoie spreche die zunehmende Individualisierung der Fertigung nicht gegen die Automatisierung in der Messtechnik. Die heutigen Lösungen könnten problemlos die Produktion mit geringen Stückzahlen bei vielen verschiedenen Bauteilen bewältigen. „Selbst bei kleineren Losgrößen können hochqualifizierte Techniker, die, anstatt ein Teil selbst zu messen, einem Roboter diese Aufgabe übertragen, dazu beitragen, einen Mehrwert für ihr Unternehmen schaffen.“

Doch ein Selbstläufer ist die Automatisierung in diesen Fällen nicht. Zwar ist es für die Messlösung laut Werner erst einmal unerheblich, ob immer die gleichen oder verschiedene Teile gemessen werden. „Für jedes zusätzliche Teil werden jedoch neue Messprogramme oder Werkstückaufnahmen benötigt. Der gesamte Prozess muss automatisierbar sein. Das setzt zumindest eine gewisse Ähnlichkeit der Bauteile voraus, damit das Messsystem, der Messbereich und die Sensorik passen.“

Programmierung auf Knopfdruck

Grundsätzlich müssen auch die eingesetzten Technologien bestimmte Anforderungen erfüllen, wenn Automatisierungsprojekte erfolgreich gestaltet werden sollen. Dazu zählt unter anderem die einfache Bedienbarkeit beziehungsweise Nutzbarkeit der eingesetzten Systeme. Dies ist laut Lavoie der Schlüssel zur Einführung der Automatisierung in der Qualitätssicherung. „Um diesem Bedarf gerecht zu werden, wird eine digitale Off- und Online-Programmierung hierbei nun eher zu einem Muss als ein Nice to have“, so der Creaform-Manager. Als Beispiel nennt er den hauseigenen robotergeführten 3D-Scanner Metrascan-R, der inklusive der Software mit integrierter Offlineprogrammierung ein breites Spektrum an Anwendungen abdecken könne.

Auch GOM-Mann Reich sieht eine einfache und schnelle Programmierung als Erfolgsfaktor. So erfolge etwa die Programmierung der Roboter in dem 3D-Koordinatenmesssystem Atos Scanbox einfach auf Knopfdruck in einem virtuellen Messraum. Dieser bestehe aus Roboter, Sensor, Kollisionselementen, Bauteil sowie Messplan und berechne für sämtliche Prüfmerkmale und CAD-Oberflächen die erforderlichen Sensorpositionen und Roboterpfade. „Der Anwender benötigt keine Roboterfachkenntnisse.“

Endnutzer bleibt in der
Verantwortung

Wenn es darum, die Automatisierung im Unternehmen umzusetzen, kommen traditionell Systemintegratoren ins Spiel. Sie kümmern sich um das Zelldesign, den Materialaufbau, die Installation, die Programmierung und die Schulung. In den vergangenen Jahren gibt es laut Lavoie aber die Entwicklung, dass die Hersteller von Messgeräten schon schlüsselfertige Lösungen entwickeln. Diese würden direkt vom Hersteller der Messtechnik aufgebaut, sodass kein Systemintegrator erforderlich ist.

Doch er warnt: „In beiden Fällen wäre es ein Fehler zu glauben, dass die Endbenutzer keine Verantwortung tragen. Die Bereitstellung einer automatisierten Lösung innerhalb einer Organisation ist ein Projekt und erfordert eine gute Kommunikation mit allen Stakeholdern oder Mitarbeitern, die mit der Maschine interagieren.“

Auch Reich berichtet, dass schlüsselfertige Lösungen verstärkt nachgefragt werden. GOM habe auf diese Entwicklung reagiert. „Durch die Einfachheit der Systeme können die Anwender unsere automatisierten Messsysteme nach erfolgter Produktschulung selbst betreiben, teachen und damit messen.“

Wenzel-Experte Werner hat die Erfahrung gemacht, dass vor allem die Produktionsplaner in den Unternehmen die Ansprechpartner seien. „Wir als Messtechnik-Hersteller nehmen dann unsere Automatisierungspartner mit ins Boot. Die andere Variante ist, dass komplette Produktionslinien angefragt werden und wir als Partner für die Integration einer automatisierten Messzelle beziehungsweise Messmaschine verantwortlich sind.“ Die Automatisierungsprojekte sind laut Werner meist sehr individuell und unterliegen oftmals hohen Geheimhaltungsrichtlinien, da sich die Fertiger nicht in die Karten schauen lassen wollen.

Algorithmen helfen beim
Closed Loop

Wie wichtig das Thema Automatisierung für die Anbieter ist, zeigt sich etwa darin, dass sich bei Wenzel sogar eine eigene Task Force darum kümmert. „Unsere Messmaschinen sind bereits für den Einsatz in Fertigungslinien und Automationslösungen vorgerüstet“, so Werner.

Zeiss sieht sich bei diesem Thema als Gesamtlösungs-Anbieter. „Die Automatisierung erfolgt aus einer Hand“, sagt Wiedemann. Die Kunden erhielten mit Zeiss einen Ansprechpartner, „der die Kompatibilität aller Komponenten sicherstellt und den reibungslosen Ablauf der Automation gewährleistet“.

Ist eine Automatisierungslösung erst einmal umgesetzt, gilt es für Unternehmen, daraus den entsprechenden Nutzen zu ziehen und die Produktion zu optimieren. Ein langfristiges Ziel könnte dann auch der Closed Loop sein – also die Mess- und Prüfergebnisse wieder in den Fertigungsprozess zurückzuspielen, um gegebenenfalls nachzusteuern.

Das Konzept wird seit einiger Zeit in der Branche diskutiert, ist für viele Anwenderunternehmen aber derzeit sicherlich noch eher ein Thema für die Zukunft. Gleichwohl beschäftigen sich Anbieter wie Wenzel schon konkret damit. „Wir liefern die Soll-Ist-Abweichung an eine Statistik-Datenbank. Mit dem Ergebnis kann die Produktion dann entsprechend nachjustiert werden. Sind gewisse Eingriffsgrenzen erreicht, kann der Bediener reagieren“, erklärt Werner.

Doch dies sei kein leichtes Unterfangen. „Es ist umso komplizierter, je komplexer das Bauteil ist.“ Eine Herausforderung ist es laut Werner, wenn Mess- und Produktionsmaschine unterschiedliche Koordinatensysteme und Achsen haben. Dafür würden Algorithmen benötigt, die bei der Umrechnung helfen, damit die Bearbeitungsmaschine umgestellt werden kann. „Der Aufwand hilft aber in jedem Fall die Fertigungsprozesse zu optimieren.“


Auswahl

Firmen können bei
ihren Automatisierungsprojekten auf Systemintegratoren oder Komplettlösungen der Hersteller setzen.

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