In modernen Fertigungsprozessen ist die Messtechnik inzwischen ein integraler Bestandteil. Mit dem sogenannten Closed-Loop-Ansatz wird der Kreislauf zwischen Produktionssystem, Maschine, Mensch und Messtechnik einfacher und vor allem effizienter. Einer der wichtigsten Punkte in diesem Prozess ist das Messen während der Fertigung, wobei hier grundsätzlich zwischen zwei Bereichen unterschieden wird: Das manuelle und das automatisierte Messen. Beim manuellen Messen führt der Bediener die Messung und das Messdatenmanagement durch, beim automatisierten Messen übernimmt die Maschine alle Aufgaben.
In der heutigen Fertigung ist das manuelle Messen immer noch stark verankert. Doch die innovativen Messtechniken, die sich rasch weiterentwickeln, lösen das manuelle Messen beim Bearbeitungsprozess immer mehr ab. Die Messmittel für das manuelle Messen sind zwar im direkten Vergleich mit modernen Messmitteln wie etwa einem Messtaster kostengünstiger. Über einen langfristigen Produktionszeitraum allerdings sind die innovativen Messmittel und -techniken effizienter und am Ende auch kostengünstiger.
Beim Arbeiten mit manuellen Messmitteln muss mit zufälligen Messfehlern gerechnet werden. Diese können bei jeder Messung entstehen und sind nur schwer herauszufiltern. Außerdem muss zum Messen der Prozess unterbrochen werden, was zwangsläufig zu längeren Produktionszeiten führt. Auch ist bei dieser Vorgehensweise nur ein geringer Automatisierungsgrad möglich. Da die Berechnung der Werkzeugkorrektur durch den Bediener erfolgt, entsteht im Vergleich zu einem automatisierten Prozess eine höhere Fehlerquote. Unterm Strich überwiegen demnach die Vorteile der automatisierten Messtechnik, die schließlich einen smarten Fertigungsprozess erst ermöglichen.
„Das automatisierte Messen nimmt eine immer größere Rolle im Fertigungsprozess ein“, sagt Reinhard Koll, Leiter Anwendungstechnik bei WFL Millturn, einem österreichischen Hersteller von komplexen Dreh-Bohr-Fräszentren. „Durch den Einsatz von smarten Messmitteln und -techniken wird ein hoher Automatisierungsgrad erst möglich.“ Dies wiederum führe zu kürzeren Produktionszeiten, denn der Prozess wird nicht mehr unterbrochen und es treten geringere Messunsicherheiten auf. Darüber hinaus kann ein Messtaster für verschiedene Messungen verwendet werden.
WFL Millturn – oder kurz WFL – legt seit Beginn der Komplettbearbeitung großes Augenmerk auf das Messen der Werkstücke in der Maschine und hat sogenannte Zyklenpakete für unterschiedliche Messaufgaben entwickelt. Durch diese Messverfahren wird nach eigenen Angaben eine hohe Fertigungsgenauigkeit bei engen Toleranzen an komplexen Werkstücken erreicht. Dabei kommen verschiedene Messmittel zum Einsatz wie schaltende Messtaster, scannende Messtaster oder Ultraschall-Messgeräte. Die innovativen Messmittel gepaart mit einer ausgefeilten Mess-Strategie machen das Komplettbearbeitungszentrum unterm Strich effizienter und vielseitiger. „Durch die Implementierung der Messverfahren sind wir in der Lage, die Bauteilqualität sicherzustellen und zu verbessern“, fasst Koll zusammen. „Die Automatisierung aller Messvorgänge ist ein essenzieller Schritt, um mannarme beziehungsweise mannlose Fertigungsprozesse zu etablieren.“
Bevor mit einem Messtaster gemessen werden kann, muss dieser kalibriert werden. Das Kalibieren erfolgt stets vor dem Bearbeitungsprozess und wird vom Bediener durchgeführt. Die einzelnen Messpunkte, die anschließend beim Messen mit dem Taster erfasst wurden, lassen sich danach mit Hilfe verschiedener Algorithmen auswerten. Die Ergebnisse werden schließlich bewertet und fließen als Korrektur in den Bearbeitungsprozess ein. Meist wird anhand der Messergebnisse eine Werkzeugkorrektur ermittelt, die automatisch einem Werkzeug zugeordnet ist. Zusätzlich können die Ergebnisse protokolliert und später analysiert werden.
Maßgebend für einen erfolgreichen Messprozess ist die richtige Mess-Strategie. Mit Messtastern der neuesten Generation lassen sich nicht nur Werkstücke abtasten, sondern komplette Konturen und Profile scannen. Dadurch werden die Bearbeitungszentren nicht nur effizienter, sondern auch vielseitiger. Um die Möglichkeiten der neuen Messtaster-Generation optimal nutzen zu können, haben die Spezialisten bei WFL eigene Zyklen und Strategien für unterschiedliche Anwendungen entwickelt. Die Strategien für das Messen von Verzahnungen etwa ersetzen die manuellen Messungen durch einen Maschinenbediener. Die Korrektur für das Werkzeug wird dabei automatisch ermittelt. Dieser Prozess ist ein zentraler Baustein in der Verzahnungsbearbeitung und lässt sich mit dem Programmpaket CrashGuard Studio von WFL simulieren.
Da sich bei neuen Schaltköpfen der exakte Auslenkwinkel bestimmen lässt, kann am Werkstück der genaue Rund- und Planlauf gemessen werden. Auf diese Weise lässt sich vor der Bearbeitung überprüfen, ob die Rohteile den Anforderungen entsprechen. Ist das nicht der Fall, muss entweder das Programm geändert oder das Rohteil ausgetauscht werden, um etwaige Bearbeitungsprobleme zu vermeiden. Da die Messprogramme flexibel aufgebaut sind, ist eine Anpassung meist automatisiert über ein Parameterprogramm möglich.
Mit den Messtastern der neuesten Generation lassen sich nicht nur Rundläufe, sondern die gesamte Profilkontur messen. Für die Umsetzung der komplexen Messanwendungen in einem Bearbeitungsprozess hat WFL eigene Messzyklen entwickelt. Damit lassen sich beliebige Profile scannen und die entsprechenden Werkzeugkorrekturen berechnen. Auf diese Weise können sogar verschiedene Formfräser, die gemeinsam ein Konturprofil erzeugen, automatisch über die Messzyklen aufeinander abgestimmt werden. Mit einem speziellen Messtaster lässt sich zudem die Oberflächengüte messen.
WFL Millturn Technologies GmbH & Co. KG
Wahringerstraße 36
4030 Linz, Austria
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