Dr.-Ing. habil. Ralf Christoph, Geschäftsführer der Werth Messtechnik GmbH, freut sich auf die Control 2022. Im QZ-Interview geht er auf die Trends Multisensorik, CT und Messsoftware ein.

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Werth-Geschäftsführer Dr. Ralf Christoph im Interview

Koordinatenmessgeräte

Messtechnik

Geometrische Messtechnik

Computer-Tomografie-Systeme

Werkstoffprüfung

Prüfdatenauswertung

Qualitätssicherung

Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung

2D/3D-Koordinatenmessgeräte

Messe Control

qz-online.de

„Der persönliche Kontakt ist durch nichts zu ersetzen“

Moderne Koordinatenmessgeräte mit chromatischen Abstandssensoren oder Röntgen-CT erfassen die gesamte Werkstück-Oberfläche mit Verzahnungsgeometrien mikrometergenau.

Werkstücke mit Verzahnungsgeometrien vollflächig auswerten

Verzahnen

Spanende Verfahren

Weniger Zähne knirschen

Carl Zeiss Industrielle Messtechnik mit Sitz in Oberkochen ist heute eine der größten Firmen der industriellen Messtechnik. QZ zeichnet die Entwicklung der Feinmesstechnik – später industrielle Messtechnik genannt – nach. Was von den Anfängen um 1890 bis zur Gegenwart geschah. 

Feinmesstechnik von den Anfängen bis zur Gegenwart  

125 Jahre  und kein bisschen leise 

Bei der Herstellung von Möbelbeschlägen nahmen die Freigaben für den Werkzeugbau mithilfe konventioneller Messtechnik oftmals mehrere Tage in Anspruch. Nun wird mit Röntgentomografie-Sensorik das komplette Werkstück inklusive der Innengeometrien gemessen und anschließend ein Soll-Ist-Vergleich gegen 3D-CAD-Daten durchgeführt. So liegen die Messergebnisse in wenigen Stunden vor.  

Multisensorik sichert Qualität von Möbelbeschlägen 

Viel Zeit gespart 

Viele Unternehmen entwickeln, fertigen und prüfen ihre Produkte noch in nicht vernetzten, einzelnen Schritten. Diese Prozesse lassen sich durch den Einsatz von Koordinatenmessgeräten mit Computertomografie vereinfachen und  beschleunigen. Das Ergebnis ist ein vollständiges, digitales Abbild des Werkstücks.  

Computertomografie als Motor für Industrie 4.0 

Das Allround-Talent 

Heute ist die Messgenauigkeit auch von kompakten Koordinatenmessgeräten mit CT ähnlich der von Geräten mit konventioneller Sensorik.

Bild 1. Heute erreichen auch Kompaktgeräte mit Computertomografie ebenso hohe Genauigkeiten wie konventionelle Koordinatenmessgeräte.

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Computertomografie in der Koordinatenmesstechnik

So genau messen  wie mit Taster oder Optik

Für die Verzahnungsmessung an größeren Bauteilen bringt Klingelnberg das Präzisionsmesszentrum P¿100 auf den Markt. 

Klingelnberg Präzisionsmesszentrum P 100 zur Vermessung größerer Bauteile © Klingelnberg 

2D/3D-Messtechnik

Präzisionsmesszentrum für größere Bauteile 

Koordinatenmessgeräte mit Bildverarbeitung, Multisensorik und Computertomografie

Werth Messtechnik GmbH  

https://www.werth.de

Rauheitsmessgeräte

Form- / Oberflächenmesstechnik

Messgeräte für Lage und Winkel

Mikroskope mit digitaler Bildverarbeitung

Optische Mess- und Prüftechnik

Profilmessgeräte

Optische 3D-Messsysteme

Konturmessgeräte

Gewindeprüfgeräte

Zahnradmessgeräte

Messgeräte für Länge, Weg, Abstand

Inline-Messtechnik

Ebenheitsmessgeräte

Neben der Bestimmung der geometrischen Eigenschaften wie Maße und Form- und Lagetoleranzen gehört die Gratprüfung zu den wichtigen Aufgaben der Qualitätssicherung von Kunststoffwerkstücken.

Bild 1. Farbcodierte Abweichungsdarstellung des Grates mit farbcodierter und numerischer Anzeige der maximalen Gratlänge

Graterkennung an Spritzgusswerkstücken  durch Koordinatenmesssysteme mit Computertomografie

Spritzgussteile, allgemein

Halbzeuge und Zwischenprodukte

Kunststoff-Halbzeuge

Automatisch und anwendungsspezifisch

 Die neuen Zylinder-Koordinatenmessmaschinen der Mar4D PLQ-Linie von Mahr ist optimiert für raue Umgebungen in der Produktion.

Produktreihe Mar4D PLQ: Die neuen Zylinder-Koordinaten-Messmaschinen mit Multisensorik

Neue Zylinder-Koordinatenmessmaschine Mar4D PLQ

Durch ein Koordinatenmessgerät mit geringen Messabweichungen lassen sich unnötige Fertigungskosten vermeiden.

Multisensor-Koordinatenmessgerät mit geringen Messunsicherheiten durch spannungskonstantes Führungssystem

Warum genaue Koordinatenmessgeräte immer von Vorteil sind

Kunden-Lieferanten-Verhältnis

Qualitätsmanagement

Lieferantenmanagement

Produktion

Toleranzband ausnutzen – Ausschuss reduzieren

Die VDI/VDE 2617 Blatt 6.1 gibt Definitionen zur Strukturauflösung optischer Sensoren und Hinweise zur Überwachung von KMG mit optischen Sensoren.

In der Koordinatenmesstechnik werden vermehrt optische Sensoren

Quelle: VDI/VDE © shutterstock_Mahod84_1060899368

Bildverarbeitung

Fertigungsautomation

Bildverarbeitungssysteme

Genaue Koordinatenmessgeräte mit Bildverarbeitungssystemen

dk FIXIERSYSTEME zeigt auf der Control 2022 spezielle und einzigartige Neuheiten. Zudem hat der Hersteller sein Modulsystem konsequent ausgebaut.

Aus der Praxis des Messraums geboren: spezielle Tools, die es so bislang im Bereich der Messfixiersysteme nicht gab.

Originalverhältnis

dk FIXIERSYSTEME mit Innovations-Offensive nach zwei Jahren ohne CONTROL

Spanntechnik

Werkstückspannsysteme für Messtechnik

Messzubehör

Spezielle Tools für filigrane Prüfteile

Ab sofort arbeiten LK Metrology und Wenzel Technologies im Rahmen einer strategischen Partnerschaft zusammen.

Angelo Muscarella (links) und Frank Wenzel besiegeln die strategische Partnerschaft zwischen LK Metrology und Wenzel Technologies.

Lohn-Koordinatenmessung

Dienstleistungen

Lohnmessung

Mobile Koordinatenmesstechnik

Messtechniksoftware

Software

Messdatenerfassung und -verarbeitung

LK Metrology und Wenzel Technologies schließen strategische Partnerschaft

Die Mahr GmbH stellt ihren Messeauftritt auf der Control 2022 unter das Motto „Empowering Performance exactly by Mahr”.

Weltneuheit: Die Zylinder-Koordinatenmessmaschinen der Mar4D PLQ-Produktlinie

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Industrie 4.0 für die Qualitätssicherung

Industrie 4.0

Fertigungsmesstechnik

Mahr bringt viele Innovationen auf die Control 2022

Ersetzt die Computertomografie Koordinatenmessgeräte?

Bei der statistischen Prozesskontrolle überholen leistungsstarke CT-Kompaktsysteme konventionelle und Multisensor-Messgeräte, vor allem bei der Messung einer großen Zahl von Maßen.

Bis vor Kurzem hatten Multisensor- gegenüber CT-Geräten bei der statistischen Prozesskontrolle (SPC) einen klaren Zeitvorteil. Nun überholen leistungsstarke CT-Kompaktsysteme konventionelle und Multisensor-Messgeräte. Vieles lässt sich ausschließlich mit Computertomografie lösen, insbesondere die Messung einer großen Zahl von Maßen.

Nachdem Messmikroskope in den 1970er-Jahren zunächst durch taktile Koordinatenmessgeräte und optoelektronische Messprojektoren ersetzt wurden, entstanden in den späten 1980er-Jahren die ersten Multisensor-Koordinatenmessgeräte. Der Bedarf nach immer umfangreicheren Informationen über das Werkstück machte Messungen mit hoher Punktedichte notwendig. Diese Anforderungen erfüllten Multisensor-Koordinatenmessgeräte mit Scanning-Betriebsarten für konventionelle Taster und einer Vielzahl optischer Sensoren mit unterschiedlichen Funktionsprinzipien und Einsatzbereichen.

Die zur Jahrtausendwende vorgestellten Koordinatenmesssysteme mit Röntgen-Computertomografie (CT) basieren auf der Durchdringung des Werkstücks mit Röntgenstrahlung. Die daraus resultierenden vollständigen 3D-Informationen zu innen- und außenliegenden geometrischen Eigenschaften sowie Lunkern oder Rissen sind ein Hauptvorteil dieser Systeme.

Im Rahmen der Prozessoptimierung geht die aktuelle Entwicklung zur Integration der Messtechnik in die Fertigung. Fertigungsbegleitende Messungen sind sowohl mit Multisensor- als auch mit Computertomografie-Koordinatenmesssystemen möglich, Voraussetzung ist eine hohe Messgeschwindigkeit. Kompakte Multisensor-Koordinatenmessgeräte wie der ScopeCheck S verfügen über einen hohen Bedienkomfort (Bild 1, links): Die Zoomoptik ermöglicht eine schnelle Orientierung am Werkstück, Details können vergrößert werden. Der verfügbare Messbereich ist im Verhältnis zu vergleichbaren CT-Geräten groß, auch mit Computertomografie schwierig zu durchstrahlende Metallwerkstücke lassen sich einfach auflegen und zum Beispiel einige Maße schnell optisch messen. Sind viele 2D-Maße zu bestimmen, können sie mit Rasterscanning HD komfortabel und schnell „im Bild“ gemessen werden. Hierbei bietet der Bildverarbeitungssensor eine hohe Auflösung, die Bildgröße ist nur durch den Arbeitsspeicher des Rechners begrenzt. Es handelt sich um einen der genauesten Sensoren für Koordinatenmessgeräte, Längenmessabweichungen von Hundert Nanometern sind mit entsprechenden Geräten möglich.

ScopeCheck FB Geräte verfügen beispielsweise in der stabilen Bauweise mit fester Brücke über größere Messbereiche und eine höhere Grundgenauigkeit für Anwendungen in Fertigung und Messraum (Bild 1, rechts). In dieser Bauweise können auch große Messbereiche realisiert werden. Der Einsatzbereich lässt sich durch zusätzliche Sensoren erweitern. Konventionelle Scanning-Taster oder der patentierte Mikrotaster Werth Fiber Probe ermöglichen taktile 3D-Messungen, der optische Abstandssensor Chromatic Focus Line in Kombination mit einer Werkstück-Dreh- oder Dreh-Schwenk-Achse berührungslose Messungen „von allen Seiten“. Alternativ kann der Chromatic Focus Point an einem stufenlosen Dreh-Schwenk-Gelenk montiert werden, um beispielsweise steile Flanken mit hoher Punktedichte zu messen. Mehrere unabhängige Sensorachsen sorgen für eine einfache Bedienung und schnelle Sensorwechsel.

Computertomografie- Koordinatenmesssysteme

Da das Werkstück auf einmal erfasst werden kann, bleibt die Messzeit gleich, auch wenn viele geometrische Eigenschaften zu messen sind. CT-Geräte können einfach automatisiert werden, beispielsweise durch Integration eines Werkstückwechselsystems innerhalb der Geräteumhausung, das für den Wechselvorgang die Geräteachsen nutzt. Auch eine externe Roboterbeladung für Inline-Messungen ist möglich.

Mit Computertomografie lässt sich zum Beispiel der gesamte Entwicklungszyklus eines Kunststoffwerkstückes kontrollieren. Nach der Erstellung von Werkstück- und Werkzeug-CAD-Modell wird zunächst das Werkzeug gefertigt. Mit CT können sowohl die Maßhaltigkeit des Werkzeugs als auch das Werkstoffstoffverhalten in Abhängigkeit von den Einspritzparametern geprüft werden, beispielsweise Schaumbildung oder die Orientierung der Fasern. Ein Soll-Ist-Vergleich zwischen Werkstück und CAD-Modell dient als Grundlage einer automatischen Werkzeugkorrektur. Die Erstellung eines Erstmusterprüfberichts mit vielen relevanten Maßen wird durch Anwendung der CT maßgeblich beschleunigt.

Auch eine Fehleranalyse für montierte Baugruppen ist möglich. Hierzu lassen sich mit Werth MultiMaterialScan sowohl die Messpunktewolken aller Einzelteile als auch die der gesamten Baugruppe unter Einbaubedingungen mit dem jeweiligen CAD-Modell vergleichen.

Kompaktgeräte wie die TomoScope XS Baureihe bieten Hochleistungs-Computertomografie zum Preis von konventionellen 3D-Koordinatenmessgeräten (Bild 2, links). Solche Geräte sind insbesondere bei fertigungsbegleitenden Messungen von Kunststoffspritzguss-Werkstücken vorteilhaft, bei denen viele Werkstücke und viele geometrische Eigenschaften schnell gemessen werden müssen. Die TomoScope XS Baureihe ist mit unterschiedlichen Messbereichen verfügbar, je nach Größe lassen sich Kunststoffspritzgussteile aus beispielsweise 8, 16, 32 oder 64 Kavitäten eines Mehrfachwerkzeugs gleichzeitig messen. Die Röntgenröhren im platzsparenden und wartungsarmen Monoblock-Design können in Abhängigkeit von den Anforderungen mit Transmissions- oder Reflexionstarget ausgestattet sein und über maximale Spannungen und Leistungen von 130 kV bis 200 kV bzw. 30 W bis 500 W verfügen. Die Auflösung der Transmissionsröhren ist auch perfekt für eine sichere Erkennung kleiner Defekte wie Grate oder Risse. Je nach Röhrenspannung sind größere Kunststoff-, Verbund- und Metallwerkstücke messbar.

Man erreicht Messgeschwindigkeiten von wenigen Sekunden pro Werkstück. Aufgrund des modularen Konzepts können die Geräte auch nach der Anschaffung noch mit aktueller Soft- und Hardware nachgerüstet werden, sodass ein CT-Koordinatenmesssystem eine zukunftssichere Investition darstellt. TomoScope S und L Geräte bieten größere Messbereiche und eine höhere Leistung der Röntgenkomponenten (Bild 2, rechts). Dies resultiert in der Erweiterung des Einsatzbereiches zum Beispiel bei der Messung dichterer Materialien oder größerer Werkstücke. Auch der Einsatz zweier unterschiedlicher Röntgenröhren sowie optischer oder taktiler Sensorik ist möglich. Hohe Leistung sorgt für schnellere Messungen und kleinere Kegelwinkel für eine höhere Genauigkeit.

<ul><li>Laudation für den Wegbereiter der Qualitätslehre</li><li>Normungsgremium ISO/TC 176: Aktuelle Entwicklungen</li><li>Mit digitalem Produktpass zur Ressourcensicherheit</li></ul>

Ausgabenartikel

Bild 1. Kompakte Einstiegslösung (links) und großes Multisensor-Koordinatenmessgerät für die Messung komplexer Werkstücke (rechts)

Bild 2. Kompakte Einstiegslösung (links) und großes Computertomografie-Koordinatenmesssystem für die Durchstrahlung ganzer Motorblöcke (rechts)

Werth - Hauptartikel

Vergleich Multisensorik und CT bei der statistischen Prozesskontrolle

Dr.-Ing. Schirin Heidari Bateni ist in der Abteilung Anwendungstechnik/Marketing bei Werth Messtechnik in Gießen beschäftigt.

Das Unternehmen Werth Messtechnik konzentriert sich auf die Entwicklung, die Fertigung und den Vertrieb von Koordinatenmessgeräten mit Optik, Taster, Computertomografie und Multisensorik sowie die Messung von Mikromerkmalen. Am Standort in Gießen sind über 350 Mitarbeiter beschäftigt.

Werth Messtechnik GmbH Dr.-Ing. Schirin Heidari Bateni Tel. 0641 7938–0 <a href="mailto:mail@werth.de">mail@werth.de</a> <a href="http://www.werth.de" target="_blank">www.werth.de</a>