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11.04.2017

Optische High-Speed-Scanning-Systeme Core von Wenzel

Produktionszelle für Turbinenschaufeln

Ein Hersteller von Turbinenschaufeln integrierte in eine automatisierte Produktionszelle zwei optische Messmaschinen. Diese sichern die Endkontrolle der unterschiedlich komplexen Schaufeltypen.

Optische High-Speed-Scanning-Systeme Core (© Starrag Group)

Die Starrag Group in Rorschacherberg/Schweiz produziert seit über 50 Jahren Turbinen- und Kompressorenschaufeln, Impeller, Blisks und komplexe Strukturteile. Außerdem entwickelt das Unternehmen komplette, flexible Fertigungssysteme (Flexible Manufacturing Systems, FMS), die die automatisierte Produktion verschiedener Teile erlauben.

Für die Endkontrolle wurden in ein FMS zwei optische High-Speed-Scanning-Systeme Core von Wenzel, Wiesthal, integriert. Die Produktionszelle fertigt aus Hochpräzisionsschmiederohlingen unterschiedlich komplexe Schaufeltypen, wobei ein spezielles Spannkonzept zum Einsatz kommt. Die Produktionszelle besteht aus vier Fräsmaschinen, zwei Reinigungsanlagen und zwei Messmaschinen. Die einzelnen Stationen werden mit einem Roboter bedient.

Core ist ein Koordinatenmessgerät mit einem optischen Weißlichtpunktsensor (Bild 1). Die optische Weißlichtpunktmessung wird mit einem Doppel-Augen-Sensor durchgeführt. Sie ähnelt dem Messprinzip mit einem taktilen Taster, allerdings mit einem winzigen Weißlichtpunkt von ungefähr 40 µm Durchmesser.

Das Verfahren ermöglicht das präzise Erfassen von Freiformflächen oder das Messen kleinster Merkmale, wie z. B. der kleinen Radien der Ein- und Austrittskanten an den Turbinenschaufeln. Mittels des Doppel-Augen-Sensors und einer stabilen Messroutine der Punkttriangulation können nach Firmenangaben selbst stark reflektierende Oberflächen ohne Besprühen der Oberfläche gemessen werden.

Optimierte Verfahrwege ermöglichen kürzere Messzyklen

Das Koordinatenmessgerät ist eine 5-achsige Messmaschine mit drei linearen Achsen und zwei Rotationsachsen. Die Rotationsachsen bilden der Drehtisch und das Drehgelenk am Sensorkopf. Diese Kombination und die gleichzeitige Ansteuerung der Linear- und Drehachsen bieten nach Firmenangaben beste Zugänglichkeit, optimierte Verfahrwege und ermöglichen dadurch kürzere Messzyklen. Gerade bei der Messung von kleinen Ein- und Austrittskanten bei Turbinenschaufeln entfällt durch die optische Messtechnik die Taster-Radius-Kompensation.

"Die Entscheidung für die Core fiel nach einem strengen Auswahlprozess", erklärt Stefan Mahr, Vertriebsleiter für optische High-Speed-Scanning-Systeme bei Wenzel. Roland Ziltener, Leiter Qualitätsmanagement bei der Starrag AG, bestätigt: "Wir haben uns für eine optische Lösung entschieden, da kein taktiles System die vom Endkunden geforderte Anzahl an Features in der geforderten Zeit messen konnte. Das Core-System ermöglicht es uns, kleinste Features zu messen, bei denen wir mit einem taktilem System an die Grenze stoßen würden."

"Ein wichtiger Grund für unsere Messlösung war, dass wir die anspruchsvolle Taktzeit erfüllen konnten", ergänzt Mahr. "Außerdem ist die Konstruktion der Core äußerst stabil. Große Linearführungen mit breiten Lagerabständen garantieren eine lange Lebensdauer und einen stabilen Betrieb, auch unter rauen Produktionsbedingungen." Weiterhin biete das Koordinatenmessgerät eine kompakte Stellfläche und benötige keine Druckluft. Das Messsystem sei somit auch mobil einsetzbar.

Interaktion mit der Steuerung der Produktionszelle

Das Koordinatenmessgerät wird bei Starrag voll automatisiert betrieben. Es eignet sich für die direkte Integration in den Produktionsprozess: zum einen wegen des großen Temperaturbereichs, und zum anderen ermöglicht das offene Design mit dem großen Zugänglichkeitsbereich von drei Seiten die automatische Be- und Entladung mit einem industriellen Roboter. Dieser kommuniziert über eine E/A-Schnittstelle oder Ethernet-Verbindung mit dem Koordinatenmessgerät.

Der Drehtisch des Koordinatenmessgeräts wurde kundenspezifisch modifiziert und das pneumatische Spannfutter direkt in den Drehtisch integriert. Außerdem interagiert das System mit der komplexen Zellsteuerung, die die automatisierte Fernsteuerung des Koordinatenmessgeräts übernimmt. Das Messgerät gibt automatisiert Rückmeldungen zur Zellenkontrolle, startet und beendet auf Befehl Messungen, überträgt Messprotokolle und meldet Zustandsänderungen der Maschine.

Control: Halle 5, Stände 5102 und 5003

Wenzel Group GmbH & Co. KG
www.wenzel-cmm.com

Unternehmensinformation

Wenzel Group GmbH & Co. KG

Werner-Wenzel-Straße
DE 97859 Wiesthal
Tel.: 06020 201-0
Fax: 06020 201-1999

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