Die Zeiten des „Müßiggangs“ in der Qualitätssicherung sind zunehmend nur noch blasse Erinnerung. Konnte man sich in der Vergangenheit häufig noch die intensive Prüfung in aller Ruhe – dabei stichprobenartig und im separaten Messraum – leisten, sieht die Gegenwart anders aus: Die Faktoren Zeitersparnis und Wirtschaftlichkeit gewinnen in der Qualitätssicherung rasant an Bedeutung. Manche Messverfahren kamen da bisher nicht ganz mit.
Die Entweder-Oder-Mentalität „Entweder wir machen’s ganz genau – oder ganz schnell“ gilt vielerorts vor allem noch bei der Oberflächen- und Konturprüfung, da hier in einem äußerst genauen Bereich gemessen wird. Ohne Zweifel bietet für diesen – wie für praktisch alle Verfahren – der separate Messraum die besten Arbeitsvoraussetzungen. Losgelöst von den oft schwierigen, wechselnden Umfeldbedingungen des Fertigungsbereichs und besetzt mit geschulten Spezialisten, darf man hier optimale Ergebnisse der Qualitätsprüfung erwarten.
Messen im hoch genauen Bereich mit äußerster Präzision – allein das benötigt gemeinhin seine Zeit. Doch auch unabhängig von diesem durch das Verfahren vorgegebenen Geschwindigkeitsfaktor bleiben bei der Arbeit im Messraum etliche teure Minuten auf der Strecke.
Lange Wege, langes Warten
Da ist zunächst die Tatsache, dass die aus der laufenden Fertigung entnommenen Stichproben erst einmal zum Messraum transportiert werden müssen. Zum Zeitaufwand kommt dabei zusätzlich teurer Personaleinsatz – weil in der Regel ein Mitarbeiter der Fertigung für den mit der Messung verbundenen Zeitaufwand abgestellt werden muss.
Glücklich in der Qualitätssicherung angelangt, gehts für den den zu messenden Prüfling allerdings nur selten direkt auf das Messgerät. Der Grund für die meist anstehende Warterei: Die Qualitätssicherung bedient häufig mehrere Produktionsbereiche des Unternehmens und arbeitet die Aufträge Stück für Stück ab. Zwischen der Entnahme des Teils aus dem Fertigungsprozess, der Messung und der Rückmeldung des Ergebnisses können also leicht Stunden, wenn nicht sogar Tage liegen. Fatal, wenn zwischenzeitlich ununterbrochen nichts als teurer Ausschuss produziert wurde oder die Produktion still steht.
Auch wenn diese Problematik alles andere als neu ist, fehlte bislang bei der Oberflächen- und Konturprüfung die Alternative zum „trägen“ Messraum. Denn anders als zum Beispiel schnelle 3D-Koordinatenmessmaschinen, die mittlerweile vielfach produktionsbegleitend eingesetzt werden, benötigen Oberflächen- und Konturmessgeräte in der Regel deutlich mehr Zeit für ihre hoch präzise Arbeit. Diese Tatsache bremste bislang alle Bemühungen, eine vollautomatische Oberflächen- und Konturmessung direkt in die Produktion einzubinden. Bislang. Doch jetzt haben die nachhaltigen Forderungen vor allem aus dem deutschen und japanischen Automobilbau für genau diese CNC-Fähigkeit der Oberflächen- und Konturmessgeräte eine technologische Richtungsänderung eingeleitet.
Beginn der neuen Zeitrechnung
Pünktlich zur Control 2003 werden, zum Beispiel vom Marktführer Mitutoyo, vollautomatische CNC-Messsysteme für die Oberflächen- und Konturprüfung vorgestellt. Bemerkenswert dabei ist, dass die neuen Fähigkeiten der nun vollständig automatisierten Maschinen nicht durch Minderleistungen gegenüber den „normalen“ bisherigen Systemen erkauft wurden. So weisen die voll CNC-fähigen Oberflächen- und Konturmessgeräte von Mitutoyo die gleiche Präzision und Leistungsbandbreite auf wie die als Basis verwendeten Kontur- und Oberflächenmessgeräte des Unternehmens.
Ob nun aus der Ideenschmiede des japanischen Innovationsführers oder aus anderem guten Hause: die neuen Systeme müssen eine ganze Reihe von Qualifikationen vorweisen, bevor sie tatsächlich zur vollständigen Einbindung in den Produktionsablauf geeignet sind. So müssen sie zum Beispiel – als wesentliche Voraussetzung – über eine Ansteuerung für fünf unterschiedliche Achsen verfügen. Nur so ist es ihnen möglich, tatsächlich auf sämtliche Anforderungen der fertigungsintegrierten Messung zu reagieren. Ebenfalls im automatisierten Betrieb absolut unverzichtbar ist der komplette Kollisionsschutz der Systeme. Anders als im Messraum werden sich in der Produktion eher selten für die Qualitätsprüfung und das Messen besonders geschulte Spezialisten finden. Die Anforderungen an die vollautomatische Oberflächen- und Konturmessung umfassen also auch die völlig unproblematische Bedienung der Systeme.
Dabei sollte sich der Arbeitsablauf möglichst auf die drei Vorgänge Werkstückpositionierung, Auslösen des Messvorgangs mit nur einem Knopfdruck und Entnahme des Werkstücks beschränken. So kann auch nicht speziell geschultes, wechselndes Personal für eine Qualitätsprüfung mit präzisen Ergebnissen herangezogen werden.
Das Wichtigste vorweg
Bedeutend mehr Beachtung als den konventionellen, halbautomatischen Oberflächen- und Konturmessgeräten muss man den neuen vollautomatischen Systemen allerdings im Vorfeld ihres Einsatzes widmen. Denn in der Planungsphase entscheidet sich, ob die Zeit-Maschinen später tatsächlich die erhofften wirtschaftlichen Vorteile und Leistungen bringen. So muss der Anbieter der Systeme neben der reinen technologischen Kompetenz auch in puncto Beratung, Projektierung und Engineering Besonderes zu bieten haben.
Da gerade in komplexen Fertigungsabläufen kaum eine Messaufgabe der anderen gleicht, ist eine exakte Auslegung und Einpassung der Systeme oberstes Gebot. Von der Bewertung der Umgebungsbedingungen bis hin zur Festlegung der einzelnen Komponenten gilt es dabei eine Vielzahl von Aspekten zu berücksichtigen. Zum Beispiel, mit welcher Schwingungsdämpfung den von den Fertigungsmaschinen ausgehenden Vibrationen zu begegnen ist; ob eine Abkapselung der Messgeräte gegen Staub oder thermische Einflüsse nötig ist; oder in welche Systeme die aufgenommenen Messwerte eingepflegt werden sollen. Und natürlich – als grundlegende Frage – ob sich die Werkstücke überhaupt vollautomatisch in einem Messablauf prüfen lassen, oder ob eine Umspannung notwendig wird.
Gerade bei Beratung, Planung und Engineering zeigt sich, ob der Anbieter überhaupt den besonderen Aufgaben der neuen Technologie gewachsen ist. Seine Leistungen in diesen Bereichen lassen außerdem einen Rückschluss auf die nicht minder wichtige Servicefähigkeit und -bereitschaft zu. Denn was nutzt die schnellste vollautomatische Zeit-Maschine, wenn sie im Falle einer Funktionsstörung länger als unbedingt nötig ausfällt?
Eine für den Interessenten der neuen Systeme also unverzichtbare Frage sollte die nach der Erfahrung des Anbieters mit fertigungsintegrierten Systemen sein. Nicht nur was deren Technik und Verkauf angeht, sondern auch, was deren Projektierung, Wartung und den gesamten After-Sales-Service betrifft.
Wer hinter all diesen Punkten ein Häkchen machen kann, wird sich mit den neuen Möglichkeiten der vollautomatischen Oberflächen- und Konturmessung enorme Zeitvorteile und Sparpotenziale erschließen.
Halle 4, Stand 4211
Teilen:
