Auf dem Weg zum digitalen Zwilling

Nicht nur die Werkzeuge, auch die Messgeräte und -maschinen, der ganze Shopfloor soll demnächst schon digitalisiert sein. Ziel sei, so Bruker-Alicona-Marketing-Director Florian Schwimmer, schon bald den gesamten Fertigungs- und Qualitätssicherungsprozess komplett digital abbilden und optimieren zu können. „Gerade in der Qualitätssicherung lässt sich durch die digitalisierte Fertigungsumgebung viel Potenzial, also freie Maschinenkapazitäten ermitteln und nutzen. Unser Ziel ist, mit dem digitalen Zwilling eben ganze Maschinen bis in die Bauteilebene zu digitalisieren und somit die Messtechnik möglichst zu 100% auslasten zu können.“ Das würde momentan schon mit der Alicona-eigenen Software Metmax nahezu perfekt gelingen, berichtet Florian Schwimmer. Natürlich könnte damit auch die neueste Generation G6 der InfiniteFocus-Messmaschinen von Alicona eingebunden und optimiert werden – „obwohl die G6 mit ihrer neuen Software gegenüber dem Vorjahresmodell das Messen von Form & Rauheit rund drei Mal schneller erledigt gegenüber dem Vorjahresmodell.“

Highlight bei Feinmess Suhl in Halle 3 war indes die digitale Messschraube 0826 für das präzise Messen von Innenmaßen. „Mit der 0826 können Sie tatsächlich sehr genau Innenmessungen im 2-Punkt-Messverfahren an Dreh-, Fräs- oder auch Schleifteilen durchführen.“ Dieser Messkopf hat eine Grundgröße von 150mm und ist  bis 5.000 mm verlängerbar, so die Aussage von Vertriebsleiter Reiner Kindermann. Eine Besonderheit der Messschrauben von Feinmess sind die nichtdrehenden Schiebespindeln, mit den die Messtechnikexperten aus Suhl besonders hohe Genauigkeiten mit einer Auflösung von 0,5 µm erzielen. Dazu werden auch die Standardmessflächen exakt ballig geschliffen und anschließend nachgeläppt. „Generell werden unsere Spindeln und Muttern eingeläppt. So bekommen wir eine nahezu perfekte Umkehrspanne hin, die im Idealfall das Spiel zwischen Spindel und Mutter komplett aufhebt.“ Die zusammensetzbare, digitale Innen-Messschraube hat nach Angaben von Reiner Kindermann einen Messflächendurchmesser von 8 mm und eine Spindelsteigung von 2 mm. „Nur so viel: Wir schleifen grundsätzlich unsere zweigängigen Spindelgewinde für Messschrauben, und erreichen dabei einen maximalen Steigungsfehler von 0,5 µm auf 30 mm.“ Das sei schon sehr beachtlich und die Basis für präzise Innenmessungen. 

Die große offizielle Weltpremiere gibt bei Vision Engineering erst am 6. Juni. Nach Angaben von Marketingleiter Stefan Summer dreht es sich dabei wohl um die Stereomikroskop-Familie Mantis. Spannend war aber auch das neue Deltron-Messgerät – ein Hexapode, den Stefan Summer aufgrund seiner einfachen Bedienung besonders für die Bauteilmessung im Shopfloor empfiehlt.

Als das Flaggschiff in punkto Verlässlichkeit und Präzision stellte indes Nikon Metrology seine Nexiv-Messgeräte in den Mittelpunkt des Control-Auftrittes. „Wir haben mittlerweile über 170 Einheiten unserer Videomesssysteme in Deutschland im Einsatz – vor allem, weil sie sehr einfach bedienbar und trotzdem eine sehr hohe Genauigkeit von unter 1 µm liefern“, berichtet Anwendungsberater und Sales-Account-Manager Oliver Sowa, der in Erlangen die südliche Messtechnik-Vertretung des japanischen Konzerns leitet. Hohe optische Auflösung und sehr hochauflösende Bilder könnten mit den Nexiv-Geräten binnen ein paar Millisekunden problemlos aufgenommen werden. „Das liegt vor allem an unseren exzellenten Optiken, also Linsen, mit denen schon mechanisch sehr hochauflösende Bilder gemacht werden könnten. Mit dem zusätzlichen 120fachen optischen Zoom können Sie dann extrem in Teilbereiche des Bildes eindringen“, erklärt Oliver Sowa das Messkonzept der Nexiv-Geräte. Ein Gegenlicht für die Reflexionsmessung würde dann auch noch messtechnische Herausforderungen, etwa zwischen Grün und Dunkelgrün, meistern. Herausragend sei nach Angaben von Oliver Sowa übrigens auch die Lebensdauer der Nexiv-Geräte, die nach Laufzeitabkündigungen von meist über 10 Jahren auch mit einer darauf folgenden Ersatzteilgarantie von 8 Jahren von Nikon abgesichert wird.

Das ganze Spektrum des hauseigenen Messtechnik-Programms – und darüber hinaus – präsentierte auch Mitutoyo auf der Control. „Ein Highlight ist sicherlich die Vorstellung der All-in-One-Roundtracer Flash-Messgeräte, mit denen Sie prinzipiell binnen 5 Sekunden komplett ein rotationssymmetrisches Bauteil vermessen können“, erklärt Oliver Senftleben aus dem Product Management Department von Mitutoyo Europe in Neuss. Spannend sei zusätzlich natürlich die Automationszelle, mit der die Bereitstellung, Messdauer und Geschwindigkeit sehr komfortabel an die Bauteile und fertigungstechnischen Gegebenheiten angepasst und optimiert werden kann. „Das Thema ist mannlos hohe Messgeschwindigkeiten erreichen – und trotzdem sehr genau messen – das lässt sich mit diesem Konzept sehr gut realisieren“, berichtet Oliver Senftleben. So könnten natürlich bei stabilen Temperaturverhältnissen von 19 bis 21°C Messunsicherheiten von nur 1 µm im Durchmesser und 2 µm auf Länge erreicht werden. Mitutoyo hat aber auch fertigungsnahe Temperaturebereiche von 15 bis 40°C spezifiziert.

Eines der fertigungsmesstechnischen Highlights in Halle 7 präsentierte Klingelnberg mit dem vollautomatischen Präzisionsmesszentrum P152, das der Hersteller vor allem zum Prüfen von Stirnradverzahnungen empfiehlt. „Sie können damit natürlich viel mehr als nur Stirnradverzahnungen mit bis zu 1,5 m Durchmesser vermessen“, betonte Dr. Kai Bartel, der Leiter für Präzisionsmesszentren bei Klingelnberg in Hückeswagen. Demnach könnten viele große rotationssymmetrische Werkstücke wie Schneid- und Schabräder, Schnecken und Schneckenräder, Wälzfräser, Kegelräder, Nockenwellen oder Rotoren auf Maß-, Form- und Lageabweichungen überprüft werden. „Die Bauteile können bis zu 8 t wiegen und mit der P152 auf 2 µm genau vermessen werden. Das garantieren wir, weil unsere Maschine prinzipiell natürlich bis zu einem Faktor 10 genauer arbeitet“, erklärt Kai Bartel. Highlight sei, dass das Gerät anders als vergleichbare dieser Größe ohne spezielles Fundament auskommt und auch die Prozessgeschwindigkeit der neuen P152, die solche Stirnräder mit 1,5 m Durchmesser und rund 2,2 t Gewicht in einigen Minuten vermessen kann. Grund sei die Anordnung. Denn nicht die Messmaschine alleine bewegt sich um das Bauteil, sondern auch das Bauteil wird präzise um den Messtaster geführt. „Diese Messstrategie und Anordnung ist für Verzahnungsmessungen sehr effizient, weil der Prozess fast komplett automatisiert laufen kann, trotzdem eben relativ hohe Messgeschwindigkeiten erlaubt und zudem sehr hohe Genauigkeiten für die Geometrie- und Rauheitsmessung garantiert. Und wer größere Teile hat, dem empfehlen wir unsere P350, die Teile mit bis zu 4 m Durchmesser vermisst.“

Und was macht der Marktführer? Dr. Marc Wawerla, CEO der Zeiss Industrial Quality Solutions, erklärte die Strategie während der Pressekonferenz am ersten Tag der Control: „Die derzeitige Markttransformation bietet große Chancen für Messtechnikhersteller. Dekarbonisierung kann nur durch Innovation gelingen.“ Demnach würden disruptive Produkte, effizientere Produkte und effiziente Produktion häufig neue Ansätze in der Qualitätssicherung sowie engere Toleranzen und damit präzise Messtechnik erfordern, so Marc Wawerla. „Überall dort, wo wir mit unserer Messtechnik Prozesse effizienter machen können, werden unter dem Strich Ressourcen gespart und aktiv die Umwelt geschont. Sie helfen zum Beispiel dabei, frühzeitig Defekte zu erkennen. Dadurch lässt sich Ausschuss aussortieren, noch bevor er unnötigerweise weiterverarbeitet wird. Und durch Qualitätsdaten lassen sich Fertigungsprozesse immer weiter optimieren. Das führt alles dazu, dass man weniger kostbare Energie und Ressourcen verschwendet. Darüber hinaus ist die Reduzierung von CO₂-Emissionen ist für uns bei Zeiss wichtig.“ Demnach können die Produkte von Zeiss die CO₂-Bilanzen der Messtechnik-Anwender verbessern. Das beginnt, so Marc Wawerla, bei der Reduzierung des Standby-Stromverbrauchs mit dem Zeiss-PowerSaver, der den Stromverbrauch auf null senkt und so bis zu 83% Energie einspart. Ähnlich der AirSaver, der den Druckluftverbrauch am KMG um bis zu 60% reduziert. Oder die neue KMG-Steuerung C99m, die gegenüber dem Vorgängermodell den Stromverbrauch um weitere 64% senkt. Empfehlenswert sei auch das Retrofit-Programm von Zeiss, das beispielsweise gebrauchte Maschinen und Portalmessgeräte mit neuer Technologie nachrüstet und so nicht nur die Lebensdauer extrem verlängert, sondern auch die Kosten gegenüber einer Neuanschaffung auf rund ein Viertel begrenzt. Grundsätzlich seien Innovationen die treibende Kraft, betont Marc Wawerla. „Wir als Zeiss selbst haben in 2022 gegenüber 2019 unseren Energieverbrauch um 14% gesenkt, das Abfallaufkommen um 29%, den Wasserverbrauch um 25% und die CO₂-Emissionen um beachtliche 70%. 

„Künstliche Intelligenz ist allgegenwärtig. Auch in der Industrie und damit in der Messtechnik ist KI ein wichtiges Thema und wird immer bedeutsamer. Auch Zeiss greift als Unterstützung für die Datenanalyse darauf zurück: zum Beispiel zur automatisierten Defektanalyse in der CT-Inspektion. Die passenden Softwarelösungen dafür bündeln wird in der Zeiss Quality Suite – unserem digitalen Ökosystem. Darin können unsere Anwender bereits heute schon Messdaten unterschiedlichster Technologien und Systeme auswerten.“ Einfachheit und Durchgängigkeit seien die Prämissen der Zeiss Quality Suite – in der man sich bereits jetzt schon rundum über Neuheiten von Zeiss informieren und auf sämtliche Services zugreifen kann.

Einige Messtechnikneuheiten präsentierte auch  Hexagon auf der Control: „Mit dem Update unseres präzisesten Koordinatenmessgerätes, der Leitz PMM-C Line, zeigt  Hexagon seine ganze Messtechnik-Kompetenz“, betonte Johannes Mann, Director Global Industry Processes bei Hexagon Manufacturing Intelligence. Vor allem in punkto der Wiederholgenauigkeit sei mit der neuesten Generation der PMM-C ein weiterer großer Schritt gemacht worden. Geometrie, Form und Rauheit von Bauteilen können  mit deutlich unter 1 µm Toleranz, eben ultrahochpräzise und wiederholgenau bestimmt werden – und das in einem Arbeitsraum von rund 1,2x1x0,7 m. Die ultrahochpräzisen Messungen von Teilen mit engen Toleranzen bei maximaler Anwendungsanpassungsfähigkeit seien so problemlos und schnell machbar, betont Johannes Mann. Dazu würden intelligente Sensorautomatisierung und ein indexierbares Drehschwenksystem  sowie vielseitige Multisensormessungen ermöglichen. Bauteile wie Bipolarplatten, Schraubenrotoren oder auch Powertrain-Komponenten – wie verschiedenste Zahnräder oder auch große Gehäuse – könnten nach Angaben von Johannes Mann gemessen werden. Die flexible Variante der Leitz PMM-C kann zudem mit zusätzlichen Messköpfe und Sensoren ausgestattet werden: wie dem feststehenden Scanning-Messtaster HP-S-X5-HD, einem HP-OW-Weißlichtsensor oder dem Profiler R für Oberflächen- und Rauheitsmessungen.

Weitere Highlights auf der Control bei Hexagon in Halle 5 waren die 3D-Multisensor-Scanlösung Optiv M Scan+ zur hochauflösenden Formmessung und optischer, KI-basierter Oberflächenanalyse  von komplexen Bauteilen sowie die Messezelle Tube-Inspect 8.2, die Hexagon speziell für die effiziente Qualitätskontrolle gebogener Rohre und Drähte entwickelt hat.