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Messen nach ‚Rezept‘

Definierte und übertragbare 3D-Oberflächenmessungen

Eine produktionsnahe Oberflächenmesstechnik soll automatisierte Messungen unter rauen Umgebungsbedingungen und hoher Auslastung ermöglichen. Wenn Änderungen in der Produktion zu geringfügigen Modifikationen im Produktdesign und in den Spezifikationen führen oder es zu kurzfristigen Änderungen der Produktionskapazität kommt, muss sich die Messtechnik zudem unkompliziert anpassen lassen.

Bild 1 | Anhand vordefinierter Messrezepte schneller verlässliche Gut-Schlecht-Entscheidungen in der Qualitätssicherung treffen. (Bild: Polytec GmbH)

Für Anwendungen in der Fertigungslinie sollten Messsysteme leicht integrierbar und so ausgelegt sein, dass Prozessänderungen (hinsichtlich Konstruktion, Spezifikation und Material) schnell realisiert werden können. Für globale Unternehmen mit unterschiedlichen Produktionsstandorten müssen Messgerätehersteller eine Unterstützung bieten, um Einheitlichkeit und universell übertragbare Bauteile zu gewährleisten. So erwarten die meisten Anwender von ihren Systemlieferanten schnelle Reaktionszeiten im Falle unerwarteter Produktionsänderungen. Dies kann anhand eines typischen Beispiels erklärt werden: Aufgrund eines Lieferantenwechsels ändert ein Unternehmen das verwendete Rohmaterial. Diese Änderungen wirken sich auf die optischen Eigenschaften eines Werkstücks aus (z.B. Reflexionsvermögen, geringe Farbveränderungen, Textur usw.). Da die optische Oberflächenmesstechnik empfindlich für solche Veränderungen sein kann, hat dies u.U. geringfügige Auswirkungen auf die Mess- und Analyseparameter. Wenn ein Messsystem dann keine Einstellmöglichkeiten zur Anpassung bietet, werden solche Teile möglicherweise nicht richtig vermessen. Eine andere Situation ist, wenn eine gewisse Austauschbarkeit gegeben sein muss, z.B. wenn ein Anwender mehr als ein Messsystem für verschiedene Arten von Prüflingen besitzt, muss er die Flexibilität haben, Systemkomponenten (Software oder Hardware) zwischen den verschiedenen Geräten wechseln zu können. Je nach Situation wird z.B. ein Bauteil, das in Messsystem A gemessen wird, nun auch in Messsystem B gemessen. Ein anderer Fall ist bei Qualitätslaboren oder kleinen Unternehmen zu finden, wo ein einziges Messsystem in der Lage sein muss, viele verschiedene Prüflinge zu messen. Hier sollte der Arbeitsablauf zur Einrichtung neuer Messaufgaben nicht zu kompliziert sein. Bediener ohne explizites Expertenwissen müssen in der Lage sein, Messungen und komplexe Analysen mit einer vereinfachten Benutzeroberflächen durchzuführen.

 Das Konzept der Messrezepte umfasst u.a. die standardisierte Datenerfassung und -auswertung für reproduzierbare Messergebnisse. (Bild: Polytec GmbH)

Bild 2 | Das Konzept der Messrezepte umfasst u.a. die standardisierte Datenerfassung und -auswertung für reproduzierbare Messergebnisse. (Bild: Polytec GmbH)

Einstellungen nach Rezept

Unter Berücksichtigung dieser Anforderungen wurde die Idee des ´Rezeptes´ entwickelt, einer Software, die es ermöglicht, Erfassungsparameter (z.B. Messposition, Beleuchtungseinstellungen, Kameraparameter…) zusammen mit Auswerteparametern (Nachbearbeitungsschritten, Visualisierung, Datenexport…) für eine spezielle Messaufgabe zu definieren und zu speichern. Nachdem die erforderlichen Einstellungen für eine bestimmte Messaufgabe festgelegt sind, können die Parameter in einem Rezept gespeichert werden. Der Bediener führt danach eine Messung mit einem einfachen Mausklick durch. Alle notwendigen Schritte werden von der Software erledigt und die Messung läuft automatisch ab. Die Prüflinge werden somit auf eine definierte Art und Weise vermessen und mögliche Bedienungsfehler vermieden. Da alle Schritte wie gemessen und ausgewertet wird, dokumentiert sind, kann der Anwender Änderungen leicht überwachen.

Verwalten verschiedener Prüflinge

Insbesondere bei produktionsnahen Anwendungen, bei denen mehrere Rezepte benötigt werden, ist das QC (Quality Control) Operator Interface nützlich, um mehrere Prüflinge mit individuellen Rezepten oder denselben Prüfling mit unterschiedlichen Typen zu verwalten. Nachdem ein Rezept entwickelt wurde, kann es über das Interface auf die Benutzeroberfläche hochgeladen werden. Der Bediener führt dann seine Messung mit einem Mausklick durch und hat über Auswahlmenüs Zugriff auf alle vordefinierten Rezepte. Wenn der zu messende Prüfling einige Schwankungen in seinen (mechanischen oder optischen) Eigenschaften aufweist und das vorhandene Rezept modifiziert werden muss, können dank des modularen Aufbaus der Software alle Messeinstellungen (Scanbereich, Positionierung des Messtisches, angewandte Auswerteschritte usw.) schnell geändert werden. Darüber hinaus sind die Änderungen innerhalb eines Rezepts mit einem zusätzlichen Tool einfach zu überwachen. Auf diese Weise lassen sich Veränderungen leicht nachvollziehen, was für die Rückverfolgbarkeit der Produktion wesentlich ist. Gerade für global aufgestellte Fertigungsunternehmen mit vielen miteinander verbundenen Standorten ist die Konzeption des Rezeptes hilfreich, um Messeinstellungen verschiedener Geräte und Standorte zu dokumentieren und vergleichen zu können. Software-Rezepte lassen sich einfach zwischen gleichartigen Messsystemen austauschen. Dadurch kann ein neues System für eine bestimmte Messaufgabe dupliziert oder durch ein anderes ersetzt werden. Ein weiteres Werkzeug zur Vermeidung möglicher Bedienungsfehler ist ein Barcodeleser, der vollständig in die proprietäre Messgeräte-Software integriert ist. Wenn die zu messenden Prüflinge mit einem Barcode versehen sind, kann dies von dem System gelesen werden, und die erforderlichen Einstellungen für den jeweiligen Prüflingstyp werden automatisch von der Software erkannt. Der Anwender muss also nicht das passende Rezept suchen, sondern anhand des Codes wird das zugehörige Rezept ausgewählt und die Messung mit den richtigen Einstellungen durchgeführt.

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