Fertigungsmesstechnik: Rüstzeiten reduzieren, Qualität sichern

Das eingesetzte Messmittel muss in der Lage sein, die entsprechende Messaufgabe zu erfüllen. Um beurteilen zu können, wie geeignet ein Messsystem für eine Anwendung ist, ist es wichtig, seine Messmittelfähigkeit bzw. Genauigkeit zu prüfen. Die Messmittelfähigkeit ist üblicherweise durch einen Cg, Cgk Wert vorgegeben, den das entsprechende Messsystem einhalten sollte. In der Fertigungsmesstechnik sind außerdem eine hohe Wiederholgenauigkeit der Messungen, die Rückführbarkeit auf nationale und internationale Kalibriernormale, die Einhaltung von globalen Normen sowie geringe Messunsicherheiten weitere entscheidende Faktoren, die die Qualität bestimmen. 

Da in einer Produktion unterschiedliche Maschinen eingesetzt werden, muss der Werker und/oder Fertigungsmesstechniker oft mehrere, völlig unterschiedliche Maschinen bedienen. Daher ist die einfache, intuitive Bedienbarkeit des Messsystems für den laufenden Betrieb unabdingbar. Single-button Lösungen sowie automatisierte Messabläufe sichern konstante Messungen ohne Benutzereinfluss.

Eine flexible Fertigung fordert flexible Messsysteme. Produktionsleiter sind zunehmend mit der Anforderung konfrontiert, auch kleine Losgrößen von unterschiedlichen Bauteilen zu fertigen. Für die Fertigungsmesstechnik heißt das, verschiedene Bauteilformen, -typen und -größen, die zudem oft aus unterschiedlichen Materialien bzw. Verbundstoffen hergestellt werden, schnell und zuverlässig zu messen. Messtechnik muss in Sachen Flexibilität mit der Fertigung mithalten und sich in gleichem Maße an variierende Bauteile, Geometrien und Materialien anpassen können. Im Idealfall deckt ein Messsystem alle Messaufgaben unabhängig von Größe und Oberflächenbeschaffenheit der zu prüfenden Bauteile ab. Wichtige Voraussetzung dafür ist unter anderem die einfache und schnelle Zugänglichkeit der zu messenden Bauteildetails.

Die Langzeitstabilität eines Messmittels ist entscheidend für eine kontinuierlich hohe Prozesssicherheit. Wird ein Bauteil über einen längeren Zeitraum zu unterschiedlichen Zeitpunkten gemessen, müssen Messergebnisse trotz eventuell geänderter Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Vibrationen, Licht etc. konstant bleiben.

Moderne Produktionsstrategien setzen vermehrt auf ganzheitliche Fertigungskonzepte. Die Vernetzung von Produktionssystemen, Maschinen und Messtechnik soll im Sinne von Industrie 4.0. die adaptive Produktionsplanung bzw. selbststeuernde Produktion ermöglichen. Dieses Produktionskonzept "SmartManufacturing" setzt voraus, dass Messtechnik direkt in der Fertigung integriert ist und in die Produktion eingreifen kann. Messsensoren erkennen fehlerhafte Bauteile, diese Information wird automatisch in den Produktionskreislauf eingespeist und die Produktion adaptiert und korrigiert sich völlig automatisch. Um die selbststeuernde Produktion langfristig umsetzen zu können, müssen Fertigungsmesssysteme unterschiedliche Voraussetzungen einhalten. Dazu zählen u.a. die vollständige Automatisierung von Messungen, die Bereitstellung von produktionstauglichen, hochgenauen Messsensoren und eine einfach integrierbare Schnittstellentechnologie zur Vernetzung mit bestehenden Produktionssystemen.

Mess- und Rüstzeiten stehen in unmittelbarem Zusammenhang. Kurze Rüstzeiten verlangen nach hoher Messgeschwindigkeit in Kombination mit wiederholgenauen, rückführbaren Messergebnissen. Je schneller ein Messergebnis zur Verfügung steht, desto schneller und gezielter kann der Werker reagieren und Maschinen umrüsten. Die Messgeschwindigkeit ist demnach mitverantwortlich für wenig Stehzeiten sowie schnelle Rückmeldungs- und Prozessregelmöglichkeiten, um eine wirtschaftliche, effiziente Produktion ohne Ausschuss zu unterstützen. 

Die Investition in ein Fertigungsmesssystem muss sich lohnen. Ein schneller ROI, die Instandhaltung ohne Wartungskosten und der laufende Betrieb ohne Verbrauchsmaterial sind Teil der Gesamtkalkulation. Gefragt sind auch Lösungen, die die Effizienz des gesamten Messprozess erhöhen. Das kann z.B. mit der Messtechnik Software MetMaX umgesetzt werden, die die Messplanung bereits im CAD Modell des Referenzbauteils ermöglicht. Die mühsame und zeitintensive Definition von Messpositionen am realen Bauteil wird somit obsolet. Das ist vor allem dann interessant, wenn viele Messpositionen definiert und eingelernt werden müssen.