Optische Messtechnik integriert in eine Fertigungszelle 

Optische Messtechnik als Initiator zur automatischen Fertigung

Die KLEINER-Fertigungszelle basiert auf der Kombination unterschiedlicher hochmoderner Technologien und Maschinen. Eingesetzt werden derzeit zwei HSC Fräsmaschinen, eine Senkerodiermaschine, eine Reinigungsanlage sowie taktile und optische Messtechnik. Ein 6-Achs Industrieroboter steuert die Fertigung und sorgt für die Bestückung. KLEINER beschreibt den Prozess wie folgt: "Wir bestücken ein Palettensystem mit dem Rohling, das mittels einer Übergabestation an die Zelle bzw. den Roboter übergeben wird. Zunächst übernimmt eine taktile Messstation die Bestimmung der Lage des Werkstücks. Diese Referenzen bzw. Koordinaten werden der HSC Fräsmaschine zugeführt, die dann die Elektrode fräst. Die Elektrode wird in weiterer Folge optisch mit Alicona in 3D gemessen und an die Senkerodiermaschine übergeben, die das Werkzeugeinzelteil schlussendlich fertigt."

Die optische Messung der Elektrode erfolgt schon jetzt automatisiert. Die Messergebnisse werden aktuell von einem Mitarbeiter erfasst, der, basierend auf den Messdaten, notwendige Maßnahmen und Änderungen im Fertigungsprozess manuell einleitet. Damit legt KLEINER den Grundstein für die smarte Produktion á Industrie 4.0. "Mit Alicona schaffen wir es jetzt schon, dass der Messvorgang in unserem Fertigungsprozess automatisch gestartet und durchgeführt wird. Derzeit arbeiten wir an der Vernetzung mit weiteren Maschinen, sodass Maschinenparameter auf der Basis der Messergebnisse automatisch und kontinuierlich angepasst werden", erklärt Haman, Initiator und Mastermind des Projekts Kleiner 4.0. So nämlich bezeichnet das Stanztechnikunternehmen die Fertigungszelle und stellt damit die Nähe zu Fertigungsstrategien im Kontext von Industrie 4.0. her.

Größere Bauteile schneller und präziser messen

Der Einsatz von optischer Messtechnik zur Qualitätssicherung ist für KLEINER nicht mehr wegzudenken. Alicona wird hauptsächlich zur Messung von Formen eingesetzt, die in einem Toleranzbereich von bis zu 0, 01mm liegen. Die Formgenauigkeit spielt eine entscheidende Rolle für die weitere Fertigung und Einhaltung sämtlicher Qualitätsvorgaben der Werkzeuge. Besonders profitiert das Stanztechnikunternehmen von der motorisierten Dreh- und Schwenkeinheit, die gemeinsam mit dem hochauflösenden Messsystem InfiniteFocus beschaffen wurde. Hamann über die Vorteile der so genannten Advanced Real3D-RotationUnit: "Durch die Drehachse können wir Werkstücke ideal positionieren und messen in nur einem Messvorgang beliebig viele Flächen und Oberflächenmerkmale. Das macht die Messung im Vergleich zu unserem bislang eingesetzten Messmittel nicht nur sehr präzise, sondern aufgrund der geringen Messzeit auch sehr wirtschaftlich." 

Schnelle Messzeiten, hohe Genauigkeit und  Bedienbarkeit waren gemeinsam mit der Vorgabe, Messungen in der Produktion automatisieren zu können, ausschlaggebende Kriterien bei der Evaluierung eines geeigneten Messsystems. Teil des Pflichtenheftes war zudem die Implementierung von offenen Schnittstellen zur Einbindung in die Systemlandschaft der Fertigungszelle. Mehrere Anbieter wurden genau geprüft, am Ende fiel die Entscheidung leicht. Christian Hamann: "Spätestens ab dem Zeitpunkt, wo es darum ging, die steilen Flanken unserer Formen zu messen, haben viele andere Messtechnikanbieter nur noch mit den Schultern gezuckt. Lediglich Alicona hat alle von uns gestellten Kriterien erfüllt." Ein zusätzlicher Bonus ist für KLEINER die Messung in registrierter 3D-Echtfarbinformation, die "Anwendern ein erstes eindeutiges und schnelles Ergebnis liefern", so der Leiter der Werkzeugtechnik. "Unsere Augen erfassen Farbe wesentlich schneller als einfache Zahlenergebnisse. Die Farbinformation ist mittlerweile ein gängig eingesetztes Verfahren, das wir nicht mehr missen möchten." 

KLEINER erwartet sich durch den Einsatz der Fertigungszelle höhere Produktivität bei gleichbleibenden Ressourcen. "Wir können mit der gleichen Mannschaft eine deutlich höhere Produktivität und Effizienzsteigerung erzielen, da wir an Schnelligkeit und Flexibilität gewinnen. Schon heute stellen wir in diesem Stadium der Zelle in kürzerer Zeit mehrere, verschiedene Werkzeugkomponenten her", fasst Haman zusammen. An seine Kunden aus der Automobil-, Kunststoff- und Elektronikindustrie sowie der Medizintechnik ist das ein Versprechen, mit dem KLEINER seine führende Position als Hersteller von Werkzeugunikaten mit hohem Qualitätsanspruch weiterhin stärken wird.