Gigantisch groß, extrem präzise

Theun Hinboun, Karahnjukar, Matucan, Ulu Jelai , Guri: Namen fiktiver Reiche aus einem Roman oder Zentren vergangener Hochkulturen? Nein – es sind Wasserkraftwerke, in welchen sich Turbinen von Andritz Hydro in Ravensburg drehen. Das Unternehmen ist spezialisiert auf die Fertigung großer Komponenten für Wasserkraftwerke. Episch wirkende Kraftwerksnamen machen also Sinn beim Blick auf ihre Komponenten. Fast 8 m Durchmesser und 200 t Gussmaterial eines Laufrads sind trotz der Ausmaße Präzisionsteile. Eine Unwucht hat bei 120 min-1 verheerende Auswirkungen. Auch hängt der Wirkungsgrad entscheidend von der Genauigkeit der Schaufeln und deren Positionierung ab.

Yener Korkmaz, Leiter der Mess- und Prüftechnik bei Andritz Hydro und zuständig für die Qualitätssicherung, die Wareneingangskontrolle, Revision und Reparatur, erklärt: „Messtechnisch ist die Vermessung eines Laufrades eigentlich keine Herausforderung. Die Schwierigkeit ergibt sich hauptsächlich aus der Dimension des zu vermessenden Bauteils.“ Hinzu kommt, dass die Bauteile nicht freistehend auf einem Messtisch von allen Seiten aus zugänglich sind. Vermessen wird meistens direkt am Schweißplatz zwischen weiteren Bauteilen und Werkzeugen.

Andritz verwendet in der Qualitätssicherung einen Faro Arm und einen Faro Laser Tracker. Aufgrund der schlechten Zugänglichkeit, der zum Teil versteckt liegenden Messpunkte und der relativ geringen Zahl an zu messenden Punkten haben sich taktile Messinstrumente bewährt. Für die Ausrichtung und die Analyse der Messdaten kommt seit drei Jahren Polyworks/Inspector zum Einsatz.

Der Wechsel zu Polyworks hatte mehrere Gründe: Bei Analyse und Export der Daten bietet die Software Vorteile. Hans-Peter Klimm, Vorarbeiter in der Mess- und Prüftechnik, schätzt an der Software zudem, nicht auf Standardsituationen beschränkt zu sein: „Die meisten Softwarelösungen bieten spezifische Funktionen. Liefern diese nicht das gewünschte Ergebnis, ist Schluss. In Polyworks kommt man hingegen über verschiedene Wege ans Ziel. Man kann sich etwas basteln oder die vielen Ex- und -Import-Optionen und Schnittstellen nutzen und so auf kreativem Weg zu individuellen Lösungen gelangen.“ Hinzu komme, dass jede Abteilung der Firma ein „Kunde“ sei und unterschiedliche Vorgaben an die Aufbereitung der Daten stelle. Polyworks könne ohne Probleme die jeweiligen Formate bedienen.

Den Herausforderungen bedingt durch die Größe des Bauteils begegnet man inzwischen gelassen. Auch wenn sich keine Routine einstellt. Andritz produziert keine Serie; jedes Laufrad ist ein Unikat nach Kundenwünschen. Die Anforderungen an die Messungen variieren daher ständig. „Jede Messung ist ein eigenes Projekt“, so Korkmaz.

Größe und Zugänglichkeit erfordern einen häufigen Standortwechsel des Messarms oder des Trackers. Polyworks vereinfacht das Umsetzen der Sensoren. Es genügt, das jeweilige Messinstrument am neuen Standort im Koordinatensystem einzurichten. Die Ausrichtung der Messdaten und die verschiedenen Standpunkte im Koordinatensystem, sind in Polyworks einfach zu verwalten. Auch können Tracker und Messarm in einer Messung miteinander kombiniert werden, was die Flexibilität und auch die Reichweite erhöht.

Bei einem Standortwechsel kann sich der Messarm zudem über das Koordinatensystem des Trackers referenzieren. Polyworks registriert bei einem Standortwechsel den Messarm im Koordinatensystem des Trackers, ohne dass zusätzliche Referenzpunkte aufgenommen werden müssen. Bei schwer erreichbaren Messpunkten tief in einem Laufrad oder einer Welle bietet die App Polyworks/Talisman für mobile Endgeräte wie iPhone oder iPod eine deutliche Erleichterung. „Der Talisman ist für uns ein sehr brauchbares Instrument. Gerade wenn der Kollege alleine ist oder in einer Zwangslage vermisst, in der er keinen ständigen Zugang zum PC hat“, erklärt Korkmaz. Messungen können so über Remote-Zugriff ausgelöst und Projektdaten vom PC abgerufen werden. Aus dem Bauteil heraus kann der Messtechniker die Messdaten kontrollieren und gegebenenfalls Fehlmessungen korrigieren.

Klimm erinnert sich noch an die Qualitätskontrollen vor einigen Jahren: „Die Lehre für die Messung anzufertigen und zu kalibrieren, bedeutete früher einen erheblichen Mehraufwand. Je größer das Bauteil, desto größer und schwerer wurde auch die Lehre. Dadurch waren mindestens zwei Messtechniker notwendig. Gerade bei Kundenabnahmen ist der Gewinn an Präzision und die Wiederholbarkeit der Messergebnisse entscheidend.“

Die Zuverlässigkeit der aktuellen Messtechniken haben inzwischen zu weiteren Anwendungen bei Andritz geführt. Auch in der Vorbereitung der mechanischen Fertigung bei der Ausrichtung von Bauteilen vor dem Setzen einer Schweiß-Wurzel-Naht ermittelt das Unternehmen die korrekte Lage der Einzelteile mit Polyworks und Faro. Das Auswuchten einer 100-t-Welle ist heute in zwei Stunden abgeschlossen. Mit Draht und Lot hatte man mindestens 1,5 Tage kalkuliert, die einzelnen Elemente zueinander in Position zu bringen und einen Rundlauf zu gewährleisten. ■