Berührungslos prüfen -; innen und außen

Weniger die Neugier als Sicherheitsaspekte sind üblicherweise die treibenden Faktoren, wenn es um einen Blick ins Innere von Werkstücken geht. Die Qualität von Gussteilen, Verbundwerkstoffen oder auch komplexe Kunststoffspritzguss-Teilen hängt entscheidend vom inneren Aufbau, von der Homogenität der Struktur ab. Die zerstörungsfrei zu prüfen, ist jedoch nicht einfach. Neue Möglichkeiten bietet eine aus der Medizin adaptierte Technologie: die Computertomographie.

Mit der Industrie-Tomographie können zerstörungsfrei Elemente und Strukturen im Inneren von Materialien und Bauteilen, beispielsweise Materialdefekte und verborgene, nicht tastbare Werkstückelemente oder Geometrien sichtbar gemacht werden. Dank moderner Kegelstrahl-Tomographie werden schon nach einer Drehung der Prüflinge Volumendaten erzeugt, die zur Darstellung des Prüfobjektes und zur Dimensionskontrolle verwendet werden. Mit der HWM Anlage können Werkstücke nach der Durchstrahlung über einen Flächendetektor zu einem vollen 3D-Computermodell rekonstruiert werden. In diesem 3D¿Modell werden dann Materialübergänge und damit Geometrieelemente identifiziert.

Industrielle Computer-Tomographie bietet interessante Perspektiven für die geometrische Messtechnik in vielen Branchen und Anwendungen. Neue Technologien verlangen von Hersteller und Anwender jedoch den Aufbau entsprechenden Know-hows. Deshalb wird eine Anlage, die in Zusammenarbeit zweier renommierter Unternehmen der Mess- und Prüftechnik weiter entwickelt und vermarktet wird, als Dienstleistungszentrum betrieben. Hier kann sie für Messungen im Kundenauftrag genutzt werden.

Berührungslose Koordinatenmessung

In der Geometrieprüfung kommen überwiegend Koordinatenmessgeräte mit mechanischen Tastern zum Einsatz. Die sind für fertigungsnahe Prüfungen jedoch eher ungeeignet. Vor allem die Hersteller komplexer Blechformteile, beispielsweise von Karosseriekomponenten, haben deshalb Probleme, eine effiziente Prozessüberwachung gemäß neueren Prüfkonzepten zu realisieren. Auch hier können berührungslose Verfahren helfen.

Basis der abgebildeten Messeinrichtung ist ein Laser-Triangulations-Sensor, der von einem Sechs-Achsen-Sensorsystem in die jeweils optimale Stellung zum Messobjekt gebracht wird. Die CNC-Kalibrierung der sechsten Achse an einer normalen Referenzkugel vereinfacht das Kalibrieren.

Die Software macht¿s

In beiden Fällen enthält, Hardware nur einen Teil der innovativen Aspekte und Rationalisierungseffekte, wie es in der Messtechnik inzwischen üblich ist: Eine neue Steuerung in Verbindung mit der Multisensorschnittstelle wie auch Software sorgen für die optimierte Fahrt zur Messstelle. Die Drehung der sechsten Achse und die optimale Orientierung der Laserlinie zum Messobjekt beschleunigen die üblicherweise zeitraubenden Antastmanöver. Die Messung wird nicht etwa wie bisher im Stop and Go weitergefahren, sondern wird ohne anzuhalten berührungslos durchgeführt. Mit dem Laser-Triangulations-Sensor werden 20.000 Punkte pro Sekunde in einem kontinuierlichen Ablauf vermessen. Die automatische Analyse einer großen Punktewolke, das Erkennen und die Berechnung des Features in einem Schritt wird die Ergebnisausgabe werden auf das Wesentliche beschränkt. Somit lassen sich Prozessanalyse und Prozesskontrolle beschleunigen.

Auch die Messtechnik muss sich immer mehr Forderungen nach Effizienz, hoher Geschwindigkeit, Integrierbarkeit in die Fertigungsumgebung und ähnlichen Forderungen stellen. Computertomographie oder sechsachsige, berührungslosen Geometrievermessung zeigen, dass die Industrie noch lange nicht am Ende der Entwicklung in der Messtechnik steht. Deutlich wird allerdings auch, dass Investition in die Hardware allein nur noch beschränkten Nutzen bringt. Software und Steuerungstechnik integrieren die ¿Maschinen¿ und machen sie leistungsfähig und effizient im Einsatz. ¿ wenn die Mitarbeiter entsprechend geschult sind.

Meinolf Droege

Links: http://www.zeiss.de, http://www.hwm.com