Qualität für alle

Wichtige Entwicklungen in der Messtechnik sind die Vereinfachung der Bedienung und die Integration in Produktionsprozesse. Dabei ist es entscheidend, dass die Mitarbeiter mit einem angemessenen Schulungsaufwand die Messungen durchführen können und damit die Qualität sichern. Dieses Jahr zeigte sich diese Entwicklung insbesondere in der Verbesserung der Benutzeroberfläche und der Anbindung von neuen Technologien wie beispielsweise Tablets und kabelloser Übertragung von Messdaten. Durch Automatisierung wird die Qualitätssicherung weiter verbessert.

Weniger ist mehr

Ausgestattet mit einem Tablet und reduziert auf das Wesentliche, erreicht der Formtester RONDCOM TOUCH von Zeiss eine gute Balance zwischen genauer Messung und sehr leichter Bedienbarkeit. Damit eignet sich dieses Einstiegsgerät insbesondere für die Werkerselbstprüfung.

Eine Besonderheit dieses Messsystems ist, dass die Messung und die Auswertung auf einem Tablet gemacht werden. Das Tablet wird dabei über Bluetooth mit dem RONDCOM TOUCH verbunden. Aufgrund der kompakten Bauweise ist der Platzbedarf gegenüber einem Computer mit Monitor gering. Durch die Reduktion der Software auf wesentliche Funktionen wird die Bedienung stark vereinfacht.

Infrarot-3D-Scanner ohne Vorbehandlung

Zur Ermittlung von 3D-Oberflächendaten hat sich in der industriellen Messtechnik das Verfahren der Streifenprojektion etabliert. Allerdings stossen konventionelle Streifenprojektionssysteme an ihre Grenzen, wenn es darum geht, reflektierende oder transparente Oberflächen zu scannen. In diesen Fällen kann das Messobjekt durch vorherige Behandlung der Oberfläche, beispielsweise durch Einsprühen, digitalisiert werden. Dies ist in vielen Fällen nicht möglich, etwa wenn die Teile nicht gereinigt werden können oder die Reinigung zu viel Zeit in Anspruch nehmen würde. Nicht zu vernachlässigen ist auch die grössere Messunsicherheit durch eine Beschichtung.

Der AiMESS R3Dscan, ein neuartiges Streifenprojektionssystem, das auf der Control 2013 Weltpremiere feierte, macht nun die Vorbehandlung des Messobjekts überflüssig. Im Gegensatz zu den bislang am Markt erhältlichen Systemen analysiert der 3D-Scanner von AiMESS nicht die Reflexion, sondern die vom Messobjekt absorbierte Energie, die in Wärme umgewandelt wird. Diese weist das System mithilfe eines Infrarotdetektors nach. Da die Oberflächenbeschaffenheit für das von AiMESS patentierte Verfahren keine Rolle spielt, lässt sich mit dem Infrarot-Scanner ein präziser Scan von transparenten, dunklen oder reflektierenden Oberflächen erstellen.

Doch nicht nur das Einsprühen, sondern auch das zeitraubende Markenkleben erübrigt sich beim Einsatz des R3Dscan. Dank genauester Positionierung können die verschiedenen Ansichten eines Messobjektes zu einem gesamten Datensatz zusammengesetzt werden. Darüber hinaus weist das System keinerlei Empfindlichkeit gegenüber dem Umgebungslicht auf. Unter allen Lichtbedingungen liefert es hochgenaue Messwerte.

Weniger Ausschuss mit Inline-CT

Eine 3D-Bauteilcharakterisierung mit Computertomografie (CT) kann im Unterschied zu einer 2D-Durchstrahlungsprüfung (Radioskopie) alle wesentlichen Fehlermerkmale bestimmen. Werden alle gefertigten Objekte bereits innerhalb des Herstellungsprozesses geprüft, spricht man von einer lnline-Prüfung.

Dies erlaubt einen sehr differenzierten Umgang mit Defekten in Bauteilen und somit kann unter Berücksichtigung des «Effect of Defect» zu einer Verringerung der Ausschussquoten beigetragen werden. Das bedeutet, falls ein Lunker in einem Bereich liegt, der später nicht mehr am Bauteil vorhanden ist, ist das Teil kein Ausschuss. Die genaue Lagebestimmung von Defekten im Objekt führt auch zu einem besseren Verständnis des gesamten Herstellungsprozesses. Eine automatische Rückkopplung der über das Bauteil gewonnenen Informationen in die Parametrierung und Optimierung des Gesamtprozesses wurde bislang nur als Vision wahrgenommen. Durch das lnline- CT rückt sie erstmals in greifbare Nähe.

Die dreidimensionale Beschreibung der Defekte umfasst die Detektion von Lunkern und Porositäten sowie die Masshaltigkeit der Wanddicken bezogen auf den innen liegenden Kühlkanal. Dieser hohe Detaillierungsgrad erlaubt eine genaue Analyse und Auswertung aller prozessrelevanten Daten.

Mikrotaster mit geregeltem Scanningbetrieb

Der WFP/S-Fasertaster von Werth ist bereits seit einigen Jahren mit Werth-Koordinatenmessgeräten im Einsatz. Aufgrund seiner Eigenschaften wie hoher Präzision gepaart mit kleinsten Tastkugeldurchmessern hat er sich auf dem Markt bewährt. Durch moderne Signalverarbeitung und 64-Bit- Steuerungstechnik wird nun ein geregelter Scanningbetrieb ohne Verwendung von Vorgabekonturen möglich.

Mit dem Fasertaster wird durch vernachlässigbare Antastkräfte im μN-Bereich auch beim Scannen «unbekannter» Konturen sichergestellt, dass die Werkstücke nicht beschädigt werden. Taststiftlängen, Tasterelektronik, Sensorversatz und Sensordrift haben nur vernachlässigbaren Einfluss auf das Messergebnis.

Kombination von Streifenprojektion und Photogrammetrie

Der ATOS Triple Scan basiert auf dem Prinzip der Streifenprojektion. Für die präzise Messung kommen hochauflösende Messkameras mit bis zu zwölf Megapixeln Auflösung und Spezialoptiken zum Einsatz. Die höchste Auflösung bei filigranen Bauteilen mit Messvolumen bis zu 38 mm ist ebenso möglich wie eine sehr schnelle Digitalisierung von grossen Bauteilen mit Messvolumen von bis zu zwei Metern. Durch diese Bandbreite an Einsatzmöglichkeiten kann ein grosses Bauteilspektrum mit nur einem Sensorkopf schnell und zuverlässig vermessen werden. In Kombination mit TRITOP ist sogar die Vermessung grosser Objekte von über 30 Metern mit hoher Auflösung möglich.

ATOS Plus verfügt zusätzlich zum Streifenprojektionssystem über hochauflösende Photogrammetriekameras mit bis zu 29 Megapixeln und eine speziell entwickelte Optik, die grosse Messbereiche und kurze Arbeitsabstände realisiert. Die integrierte facettenreiche Beleuchtung ermöglicht eine gleichmässige Ausleuchtung unabhängig vom Messbereich oder den Umgebungsbedingungen. Alle ATOS-Sensoren, die für die Automatisierung eingesetzt werden können, sind mit der Plus-Box erweiterbar.

Eingesetzt wird ATOS Plus für automatisierte Inspektionsprozesse zum Beispiel in der Automobilsowie Luft- und Raumfahrtindustrie. Mit dem System werden grössere Bauteile eingemessen, damit sich Messfehler nicht aufsummieren. Auch Bauteilhalterungen und -kulissen werden mit ATOS Plus referenziert. Gerade adaptive Haltevorrichtungen werden je nach Bauteil häufig angepasst oder verziehen sich aufgrund von Temperatur- oder Bewegungseinflüssen. Das selbst überwachende ATOSSystem erkennt solche Veränderungen und löst in diesen Fällen automatisch eine Neu-Einmessung der Halterungen aus. Dadurch ermöglicht ATOS Plus auch über längere Zeiträume hinweg sichere und zuverlässige Messprozesse im automatisierten Umfeld.

Terahertz-Spektrometer in Briefen

In Bereichen der öffentlichen Sicherheit ist es immer wieder erforderlich, Sprengstoffe oder Drogen zu erkennen. Dies können Regierungsgebäude, Flughäfen oder Justizvollzugsanstalten sein. Mit diesem speziellen Einsatzgebiet für das THz-Spektrometer erhalten die Sicherheitsorgane eine einfache Möglichkeit, beispielsweise Briefe oder kleine Pakete nach Sprengstoff abzusuchen.

Die Terahertz-Spektrometrie arbeitet bei Frequenzen von 100 GHz bis 10 THz. Papier, viele Kunststoffe und Textilien erscheinen für die THz-Strahlung nahezu transparent, wobei Metalle und andere elektrische Leiter undurchdringbar sind. Moleküle haben ein charakteristisches Absorptionsspektrum. Das Absorptionsspektrum für Alpha-Lactose wird als «Fingerabdruck» verwendet. Enthält nun die Probe Spuren

des Stoffes, dann wird eine Übereinstimmung mit dem Absorptionsspektrum erkannt.

Der verdächtige Brief wird in die Scanner-Einheit eingelegt und eingezogen. Das System rastert die Probe mit THz-Strahlen ab und vergleicht die gemessenen Werte mit einer zuvor angelegten Datenbank an Sprengstoffen und Drogen. Wird ein solcher Stoff detektiert, so übergibt ein Alarm sogar die Information, wo sich die Substanz befindet. Elektronische Schaltungen wie beispielsweise der Zünder eines Sprengsatzes sind sichtbar, weil die Leiterbahnen nicht von der Strahlung durchdrungen werden können. Auf diese Weise können sogar Substanzen unter der Briefmarke zuverlässig und ohne Gefahr erkannt werden. Die Strahlung ist ausserdem unbedenklich für den menschlichen Körper.