Highlights der Control 2015

In Stuttgart zeigten mehrere Hersteller ihre Lösungen und neue Produkte für die Qualitätssicherung. Einige stellen wir in den folgenden Abschnitten kurz vor.

Intelligentes Sensorautomatisierungssystem

Hexagon Metrology enthüllte auf der Control erstmalig die Pläne zur Einführung einer neuen Sensor- Universalschnittstelle für die ultrahochgenauen Koordinatenmessgeräte (KMG) von Leitz. Die SENMATiQ-Schnittstelle erlaubt eine intelligente Sensorautomatisierung mit vollautomatischen Sensorwechseln innerhalb von Werkstückprogrammen – so lassen sich auch die komplexesten Messaufgaben mit einem einzigen KMG bewältigen. SENMATiQ ist unmittelbar in die KMGPinole integriert und nutzt ein internes Identifizierungssystem zur sofortigen Erkennung des Sensors. Das Identifizierungssystem prüft zudem automatisch den Status der Sensoren, um reibungslose Wechsel und rasche Messungen zu gewährleisten. Eine Rekalibrierung der Sensoren zwischen den verschiedenen angewendeten Messverfahren ist nicht erforderlich. Aufgrund seines Universalschalters und seines intelligenten Sensormoduls unterstützt SENMATiQ alle gängigen Sensortypen. Die Markteinführung wird im Laufe des Jahres erfolgen.

Rundtische höchster Präzision

Die Basis dieser CNC gesteuerten Rundteiltische der Typenreihe RT ist die von Kunz precision entwickelte und seit Jahren bewährte Vakuum-Luftlagertechnologie. Diese ermöglicht es, rauscharme Rotationsbewegungen zu realisieren und zudem die Bauhöhe möglichst gering zu halten. Der Antrieb erfolgt über Piezomotoren. Als Messwertgeber dient ein hochwertiges Winkelmesssystem mit Auflösungen bis zu 0.01 Winkelsekunden. Mit dem Rundtisch werden Positioniergenauigkeiten von 0.5 Winkelsekunden über den gesamten Bereich von 360° erreicht. Zum Vergleich: Eine Winkelsekunde des Erdumfangs am Äquator entspricht gerademal 30 m. In Kombination mit den hochwertigen Geradheitsmesssystemen STRAIGHT-line oder STRAIGHT-set können äusserst anspruchsvolle Winkelprüfplätze mit bisher unerreichten Genauigkeiten realisiert werden. Die hochgenauen Rundtische werden hauptsächlich in der Präzisionsfertigung, in Kalibrierlaboratorien und staatlichen Messinstituten eingesetzt.

Messen auf Knopfdruck

Digitale Messinstrumente sind zwar zuverlässige und sichere Prüfverfahren. Ein grosser Anteil der Messunsicherheit kann jedoch immer durch eine fehlerhafte Anwendung entstehen. Das neue optische Messsystem ZEISS O-SELECT reduziert diesen Einfluss im Qualitätssicherungsprozess. Dank eines hohen Automatisierungsgrads lassen sich 2D-Messungen schnell und reproduzierbar durchführen. Mit dem Messsystem wendet sich ZEISS an Unternehmen aus den unterschiedlichsten Branchen, von der Automobil- über die Elektronikindustrie bis zur Kunststoffverarbeitung. Praxisbeispiele sind Stanz- und Biegeteile, Spritzgussoder lasergeschnittene Werkstücke. ZEISS O-SELECT eignet sich zur schnellen Masshaltigkeitsüberprüfung von Abständen, Radien oder Winkeln.

Bei der optischen Messung spielen Faktoren wie Abbildungstiefe und Beleuchtung eine entscheidende Rolle. Durch falsche Einstellungen kann der Bediener unbemerkt systematische Messfehler verursachen. ZEISS O-SELECT beseitigt die Unschärfe an Kanten automatisch. Das Messsystem wählt selbständig den richtigen Abstand der Kamera zum Objekt, stellt die Werkstückkante scharf und maximiert den Kontrast. Auch das Durchsuchen von Verzeichnissen nach dem richtigen Programm wird dem Anwender abgenommen. Denn die ZEISS O-SELECT-Software vergleicht die bereits erstellten Programme mit dem aufgelegten Werkstück und öffnet dann zuverlässig das richtige. Die Lage des Bauteils erkennt das Messsystem automatisch, eine manuelle Ausrichtung ist nicht mehr notwendig.

Kante, Breite und Lücke intelligent messen

Als einziger Sensor seiner Klasse vereint der mit dem «MessTec & Sensors Masters 2015» ausgezeichnete optische Sensor PosCon 3D Merkmale, die bisher nur in aufwändigen Laser-Messsystemen zu finden waren. Dank des integrierten Touch-Displays kann der Sensor einfach und schnell eingestellt werden. Die Funktionen werden direkt über das Display ausgewählt und gespeichert. Das intuitive Menü bietet zahlreiche Modi, womit ein breites Feld an Messapplikationen abgedeckt werden kann. Dank qTarget™, dem effizienten Design-Prinzip von Baumer, ist der Lichtstrahl des Sensors per Design auf die Befestigungsbohrungen des Gehäuses referenziert. Das spart Zeit und Kosten bei der Inbetriebnahme, da der Sensor ohne zusätzlichen Ausrichtungsaufwand montiert werden kann. Durch die integrierte Koordinatentransformation kann der PosCon 3D auch bei engen Platzverhältnissen bis zu einem Winkel von ±30° seitlich über dem Objekt positioniert werden.

Hinter dem Gehäuse verbirgt sich ein leistungsstarkes Messprinzip, bei dem mittels Triangulationsprinzip die vom Sensor projizierte Laserlinie auf einem zweidimensionalen optischen Empfänger abgebildet wird. Dieses Messprinzip ermöglicht es, Objekt zu messen, die sich innerhalb des Messfeldes zum PosCon 3D hin oder von ihm weg bewegen, ohne dass sich das Messergebnis ändert. Die Kantenposition wird unabhängig vom Abstand zum Sensor, also auch bei Höhenschlag, exakt ermittelt. Ebenso misst der Kantensensor präzise Objekte mit unterschiedlichen oder sich wechselnden Farben und Oberflächen.

Der PosCon 3D ist in zahlreichen Anwendungen einsetzbar. So etwa zur Positionsmessung einer Papierkante in der Druckindustrie. Ebenso misst der Kantensensor die Breite bzw. Dicke von einzelnen Objekten und erkennt dadurch eindeutig, ob z.B. fälschlicherweise zwei Objekte gleichzeitig den Stapel verlassen.

Den Pollen auf der Spur

Am i3mainz, Institut für Raumbezogene Informations- und Messtechnik der Hochschule Mainz, werden derzeit eine Lösung zur personalisierten Pollensammlung und Methoden zur automatischen Auswertung von Art und Anzahl der gesammelten Pollen entwickelt. In einem ersten Schritt werden die Pollen auf adhäsiven Streifen erfasst. Diese werden vom Probanden am Körper getragen. Die so gesammelten Pollen werden dann in einem zweiten Schritt gescannt, identifiziert, klassifiziert und quantifiziert. Derzeit wird die Pollenkonzentration in der Atmosphäre manuell von Experten ermittelt, was eine mit einem erheblichen Zeitaufwand verbundene und daher kostenintensive Vorgehensweise ist. Die neue Lösung zeigt einen neuen Ansatz zur automatisierten Ermittlung der Pollenkonzentration mit Methoden der Bildanalyse. Art und Anzahl der auf adhäsiven Streifen gesammelten Pollen werden dabei automatisch klassifiziert. Zunächst werden die digitalisierten Bilder eines Lichtmikroskops mit Bildverarbeitungstechniken segmentiert und anschliessend eine Merkmalserkennung zur Pollenklassifizierung durchgeführt. Für die Segmentierung werden Eigenschaften wie Gesamtlänge, Durchmesser, Flächeninhalt, Rundheit und Texturmerkmale der einzelnen Pollen ermittelt. Mithilfe dieser Eigenschaften wird die Pollenart bestimmt.

Daneben entwickelten die Projektpartner einen Pollen-Sammler mit zugehöriger App. Parallel zur Erfassung der Pollen speichert das Gerät ergänzende Daten wie geografische Position, Luftdruck, Feuchtigkeit und Temperatur. Mithilfe der App trägt der Allergiker die subjektiv empfundene Stärke von Symptomen bei Nase, Bronchien und Augen in ein Tagebuch ein und speichert diese Daten in einer zentralen Datenbank. Ziel ist es, körperliche Symptome mit Pollenkonzentrationen in Verbindung zu setzen.