Trends der Control 2019

Die Zukunft ist inline und vernetzt

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Die Control 2019 machte deutlich: Die Qualitätssicherung verlagert sich weiter in die Fertigung. Dafür müssen sich die Lösungen stärker mit anderen Systemen verknüpfen – was auch auf die Software zutrifft. Zudem setzt die optische Messtechnik ihren Siegeszug unbeirrt fort. Und die Computertomographie gewinnt an Bedeutung.

Insgesamt weniger, dafür aber mehr Besucher aus dem Ausland verzeichnete die Messe Control in diesem Jahr: Mit 27.252 Besuchern und 871 Ausstellern aus 33 Ländern ist die Fachmesse für Qualitätssicherung in Stuttgart Anfang Mai über die Bühne gegangen. Dabei lag die Zahl der Messebesucher leicht unter dem Wert des Vorjahres. Allerdings ist die Internationalität der Besucher erneut gestiegen: 33 % kamen aus dem Ausland. 2018 waren es nur 29 %.

„Die Control ist Tempomacher in Sachen Qualitätssicherung und will den Fachbesuchern alles Erforderliche an die Hand geben, um die Null-Fehler-Produktion umzusetzen“, sagte Bettina Schall, Geschäftsführerin des Messeveranstalters P. E. Schall, auf der Pressekonferenz am ersten Messetag. Das große Thema auf der Control war für Schall die Digitalisierung. Hier übernehme die Qualitätssicherung und mit ihr die Control eine wichtige Rolle. „Die Aussteller der Fachmesse zeigen, wie die Fertigung mithilfe digitaler und vernetzter QS-Systeme fehlerfrei ablaufen kann“, so Schall.

Im Zuge der Digitalisierung der Qualitätsprüfung beobachtet Richard Söhnchen, Geschäftsführender Gesellschafter der Autision Group, drei Entwicklungen: So werde die taktile Messtechnik zunehmend durch die optische ersetzt, wie die Anzahl an Ausstellern aus diesem Bereich zeige. Hinzu komme die zunehmende Verzahnung von Forschung und Praxis – ein Thema, das die Fachmesse immer wieder aufgreife.

Immer im Vordergrund bei alledem stehe der Mensch, der bei fortschreitender Digitalisierung mitgenommen werden müsse. Aber: „Es ist nicht mehr hauptsächlich der Mensch, der die Entscheidung über die Qualität trifft, das übernimmt die Maschine“, sagte Söhnchen auf der Eröffnungspressekonferenz.

Der Blick liege dabei immer auf der Verbesserung von Fertigungsprozessen. Um diese zu erreichen, ist eine unternehmensübergreifende Vernetzung aller Systeme essenziell, denn dadurch können Daten erfasst und zielgerichtet bereitgestellt werden. „Mit der Vernetzung einzelner Systeme zu einem Gesamtsystem werden Stamm- und Auftragsdaten zielgerichtet für die Produktions- und Qualitätssteuerung genutzt“, erklärte Professor Norbert Böhme, Geschäftsführender Gesellschafter von Böhme & Weihs.

Daten müssen durchgängig
bearbeitet werden

Gerade bei den Softwerkern zeigt sich der Trend zur Vernetzung sehr deutlich. Während sich viele Anbieter in den vergangenen Jahren darauf konzentrierten, die Funktionen ihrer Lösungen zu erweitern, rückt nun die Verknüpfung mit anderen Systemen in den Mittelpunkt.

So gibt es nach Meinung von Siegfried Schmalz, der die Geschäfte von iqs leitet, einen erhöhten Bedarf an Schnittstellen zwischen CAQ- und MES-Systemen. Durch die Verlagerung der Qualitätssicherung in die Fertigung sei es wichtig, dass Daten durchgängig bearbeitet werden können. „Wenn MES- und CAQ-Systeme intelligent vernetzt werden, entstehen neue, komplexere Kommunikationsstandards, die einen plattformübergreifenden Austausch von Informationen ermöglichen“, sagt Schmalz. Die großen Mengen an Prüf- und Messdaten zu verarbeiten, die durch den verstärkten Einsatz von Sensoren entstehen werden, sieht er allerdings auch als Herausforderung für die Zukunft.

Die Verknüpfung mit anderen Systemen ist auch großes Thema für die Babtec. Dabei hat der Anbieter nicht nur die Vernetzung innerhalb der eigenen Firmenmauern im Sinn. Qualität entstehe nicht nur aus dem Zusammenspiel interner Qualitätsprozesse, sondern auch aus der Vernetzung zwischen Unternehmen, so Babtec-Geschäftsführer Michael Flunkert. Will heißen: Die verschiedenen Player der Lieferkette sollen in einem zentralen System zusammenarbeiten. So können unter anderem bestimmte Qualitätsaufgaben an den Lieferanten delegiert werden. Babtec hat dafür einen Cloud-Service mit dem Namen Qube.Spot entwickelt. „Durch die Verknüpfung von Aufgaben- und Maßnahmenmanagement mit Qube.Spot fördern wir die Zusammenarbeit unserer Kunden mit ihren Geschäftspartnern“, erklärt Flunkert. Die smarte Kommunikation über Spots ermögliche eine einfache sowie schnelle Informationsfindung. Im Idealfall könnten sich damit Reklamationen verhindern lassen. „Das verbessert nicht nur die Qualität der Produkte und Prozesse, sondern führt zu einer partnerschaftlichen Zusammenarbeit aller Teilnehmer auf Augenhöhe.“

Die Einbindung der Lieferkette sieht auch Plato als wichtiges Element einer Qualitätsmanagementstrategie. Die frühzeitige Vernetzung von interdisziplinären Teams, Qualitätsmethoden und der Lieferkette gewinne an Bedeutung, meint Plato-CEO Andreas Großmann. „So lassen sich Risiken identifizieren und managen, die Qualität verbessern, Kundenanforderungen erfüllen und Compliance erreichen.“

Grundlage dafür ist laut Großmann ebenfalls eine zentrale und offene Plattform. Sein Unternehmen setzt dabei auf die webbasierte Plattform mit dem Namen e1ns, die auf der Control vorgestellt wurde. Diese deckt unter anderem Funktionen für das Qualitäts-, Product-Lifecycle- und Produktdatenmanagement sowie Computer-Aided-Engineering (CAE) ab. Plato spricht dabei auch von „New PLM“.

Mit Plato e1ns können Firmen Mitarbeiter, Informationen, Tools und Methoden synchronisieren und den laufenden Innovationsfluss im Einklang mit Produktqualität und -sicherheit vorantreiben. Im Mittelpunkt steht das Systemmodell, das den Aufbau und das dynamische Verhalten der Systemelemente repräsentiert.

Die Öffnung von Systemen macht diese allerdings verwundbar. So erhöht eine stärkere Vernetzung auch immer das Risiko von Angriffen von außen. Dieses zu minimieren hat sich Böhme & Weihs auf die Fahnen geschrieben. Die sichere Vernetzung von Qualitätsmanagementprozessen entlang der gesamten Wertschöpfungskette war eines der zentralen Themen auf dem Control-Stand des Software-Anbieters. Dort präsentierte er die mehrstufige Sicherheitsarchitektur seines CAQ-Systems CASQ-it: Jeder, der Zugriff zum System haben möchte, muss sich sowohl authentifizieren als auch autorisieren. Kommunikation und Datenaustausch erfolgen laut Hersteller nach einem abgesicherten Regelwerk. Der Datenaustausch erfolgt immer als Ende-zu-Ende-Kommunikation zwischen Lieferant und Kunde. „So ist sichergestellt, dass der Transfer niemals über Dritte erfolgt“, erklärt Böhme.

Koordinatenmesstechnik goes Shopfloor

Dass die Qualitätssicherung immer stärker in die Fertigung wandert, zeigte sich auch auf der Hardware-Seite. So stellte Wenzel mit der SF 55 ein zweites Shopfloor-Messgerät für die Automation und Integration in die Linie vor. Es handelt sich um eine kompakte Portalmessmaschine, die wie die größere SF 87 ein sehr gutes Preis-Leistungsverhältnis bei geringem Platzbedarf bietet.

Hohe Verfahrgeschwindigkeiten und Beschleunigungen sorgen für einen hohen Messdurchsatz. Die SF 55 verfügt über eine passive Schwingungsdämpfung und kann optional mit einer aktiven Schwingungsisolation aufgerüstet werden. „Nach dem Erfolg unseres Koordinatenmessgeräts SF 87 für den Shopfloor ist die kompaktere SF 55 eine konsequente Ergänzung auf die Marktanforderungen im Werkstatteinsatz“, sagte Dr. Heike Wenzel, Geschäftsführerin der Wenzel Group.

Optische Messtechnik auf der Überholspur

Eng verknüpft mit dem Trend zum Messen auf dem Shopfloor ist der Siegeszug der optischen Messtechnik: Hexagon stellte auf der Control zum Beispiel das Positionierungssystem Lightrunner für automatisierte optische 3D-Messungen vor.

Es beschleunigt die Erfassung von Oberflächendaten, da die Mapping-Zeiten bei der Bauteileinrichtung und -messung entfallen. Hierbei muss traditionell durch Aufbringen von Markern jedes neue Bauteil zunächst referenziert werden, bevor die automatische Messung starten konnte. Lightrunner projiziert automatisch Millionen von Referenzpunkten auf die Oberfläche des Bauteils, um eine konstante absolute Positionierung für berührungslose optische High-Speed-3D-Messsysteme zu gewährleisten.

„Hersteller setzen bei der digitalen Umgestaltung ihrer Fertigung zunehmend auf vollautomatische optische 3D-Messsysteme“, erklärte Søren Arbs, Business Developement Director Automation bei Hexagon. „Sie erhalten damit einen tieferen Einblick in ihre Prozesse und nutzen ihre Investitionen für die Entwicklung von Verfahren, die die Produktivität steigern.“

GOM hat zudem seine optische Präzisionsmessmaschine Atos Capsule um den Messbereich für Mikrobauteile erweitert. Die Messmaschine ist in zwei Varianten mit unterschiedlichen Detailstufen erhältlich und erfasst 8 oder 12 Millionen Punkte pro Messung. Damit können bei Mikrobauteilen Strukturen im Bereich von 10 µm aufgelöst werden. Atos Capsule vereint bewährte Technologien wie die Blue Light Technology und das Triple Scan Prinzip mit einer Gehäusekonstruktion, die Staub- und Spritzwasserschutz für den industriellen Einsatz bietet.

CT für Inline-Anwendungen

Auch die Computertomographie (CT) ist kurz davor, zum Mainstream im Fertigungsumfeld zu werden: „Die CT steht für die Produktion noch ganz am Anfang, aber wird auch hier zunehmend interessant“, sagte Petra Schmidt, Leiterin des Bereichs X-Ray bei Zeiss Industrial Quality and Research.

Die Preise für industrielle CTs reichen nach ihren Aussagen von 200.000 bis über 1 Million Euro. „Dabei werden die CTs immer intelligenter. Wir integrieren darin Machine Learning, so dass das Geräte entscheiden, ob es sich um einen Lunker handelt oder nicht“, so Schmidt. Im vergangenen Jahr hatte Zeiss den italienischen CT-Hersteller Bosello übernommen – mit der Ankündigung, gemeinsam den Bereich Inline-CT weiter ausbauen zu wollen. In diesem Jahr präsentierte das Unternehmen erstmals seine umfangreiche Produktpalette. So gibt es von Zeiss Röntgenmikroskope der X-Ray Series für den Messraum – wenn eine hochauflösende Detailanalyse im Submikron- und Nanobereich gefordert ist. Geht es um das Messen und Analysieren ganzer Bauteile, erledigt der industrielle CT Metrotom die Aufgabe effizient mit nur einem Röntgenscan. Und für Anwendungen, in denen im Sekundentakt viele Teile zu prüfen sind, etwa in der Produktion, gibt es von Zeiss gleich zwei Lösungen – je nachdem, ob eine 2D-Radiographie oder ein 3D-Verfahren gefragt ist. 3D-Datensätze generiert der vollautomatisierte CT Volumax. Bosello stellt zudem mehrere 2D-Radioskopie-Systeme zur Verfügung, die sich durch eine einfache Handhabung und einen großen Flexibilitätsgrad für spezifische Kundenteile auszeichnen.

Bereits im vergangenen Jahr hatte GOM einen ersten Blick auf sein erstes CT-Gerät erlaubt. Es wurde in diesem Jahr nun offiziell am Markt eingeführt. „Es gibt am Markt bereits andere CTs zur Prüfung von Bauteilen, doch diese erfüllen oft nicht die hohen messtechnischen Anforderungen industrieller Anwender in der Produktion und Qualitätssicherung“, betonte Dominik Stahl, Leiter der CT-Entwicklung bei GOM. „Mit dem GOM CT liefern wir nun die passende Antwort.“

Das System punkte vor allem hinsichtlich Auflösung, Präzision und Nutzerfreundlichkeit: Ein kontraststarker 3k-Röntgendetektor erzeugt ein sehr feines Pixelraster (3008 x 2512 Pixel) und legt damit den Grundstein für die hochpräzise Erfassung des Bauteils. Eine 5-Achs-Kinematik mit integriertem Zentriertisch erleichtert es dem Benutzer, das Bauteil optimal im Messvolumen zu positionieren, sodass die Messung immer in der bestmöglichen Auflösung durchgeführt wird. Praktisch dabei: Innerhalb des Messfelds (Durchmesser: 240 mm, Höhe: 400 mm) können auch mehrere Objekte gleichzeitig pro Scanvorgang gemessen werden, was Durchlaufzeiten weiter reduziert.

Die Messergebnisse sind dank der GOM-Technologie und der hohen Eigensteifigkeit des Systems hochpräzise und wiederholgenau. Seine Stärke spielt das System vor allem bei der Digitalisierung von kleineren Kunststoff- und Leichtmetallteilen aus.

Werth stellte auf der Messe unter anderem die Tomoscope-FQ-Baureihe vor, ein neues Koordinatenmessgerät mit CT für den Einsatz in der Fertigung: „Mit der Entwicklung der Produktion entstehen immer neue Einsatzbereiche für Koordinatenmessgeräte mit Computertomografie, beispielsweise im 3D-Druck“, betonte Ralf Christoph, Inhaber und Geschäftsführer von Werth Messtechnik.

Inlinemessungen mit Computertomografie sind nicht nur bei komplexen Geometrien, sondern auch bei großen Stückzahlen und schweren Werkstücken wie Ventilblöcken, Gehäuse- und Gussteilen von Vorteil. Mit den Geräten der Tomoscope-FQ-Baureihe können solche Werkstücke in etwa 30 s gemessen werden. Zeitsparend ist auch eine gemeinsame Messung mehrerer kleiner Werkstücke. Hier ergibt sich eine typische Messzeit von 1,5 s pro Werkstück. Für Inline-Messungen können die Messprogramme offline vorbereitet werden. Die Werkstücke lassen sich über eine Schleuse in den Sicherheitsbereich einbringen. Dort werden die Messgeräte per Roboter beladen. Mit CT-Koordinatenmessgeräten werden Röntgen-Durchstrahlungsbilder des Werkstücks in verschiedenen Drehstellungen aufgenommen und zu einem vollständigen Werkstückvolumen inklusive Innengeometrien zusammengesetzt. Die Messpunkte an den Materialübergängen werden mit einem Subvoxeling-Verfahren bestimmt. Der Mess- und Auswerteprozess wird zum Beispiel mithilfe eines QR-Code-Scanners gestartet und gesteuert. ■


Die Autoren

Sabine Koll

Markus Strehlitz

Redaktion
Quality Engineering


Videos live vor Ort

Das Kamerateam der QE war auch in den Control-Hallen unterwegs. An den Ständen von Ausstellern wie zum Beispiel API und Plato wurden kurze Videos gedreht, in denen die Firmen sich und ihre Technologien vorstellen.


Webhinweis

Das Mikro im Dauereinsatz: Am Stand der QE sprachen die Aussteller in Interviews über die neuesten Produkte und die aktuellen Trends. Hier geht´s zu den Videos:
https://quality-engineering.industrie.de/videos/


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