Die Messtechnik muss smarter werden“, sagte Franz Helmli, Head of Research Development bei Bruker Alicona, vor kurzem auf einem Roundtable der Fachzeitschrift Quality Engineering. Denn heutzutage sei eine einfachere Bedienung der Geräte ein Muss. Man erwarte, dass die Software den Nutzer unterstützt. „Der Werker soll ein Bauteil einlegen, auf den Knopf drücken und kurze Zeit später kommt der Report“, so Helmli. Damit die Messtechnik den Bediener auf die Weise unterstützen kann, muss sie bestimmte Aufgaben selbstständig übernehmen – also intelligent werden.
Die Anbieter von Messgeräten arbeiten verstärkt daran, ihre Produkte entsprechend smarter zu machen und damit ihre Usability zu verbessern. Ein Beispiel dafür ist das optische Messgerät Focus X, dass Bruker Alicona entwickelt hat. Eine Funktion, die bei der Entwicklung im Mittelpunkt stand, ist das möglichst unkomplizierte Messen der Rauheit. Bruker Alicona spricht dabei von One Click Roughness. Mit nur einem einzigen Klick soll das Focus X laut Anbieter Profilrauheitswerte bereit stellen, wobei die mindest messbare Rauheit bei 0,06 μm liege.
Anwender benötigen somit kein Expertenwissen mehr, um eine zuverlässige, akkurate und präzise Rauheitsmessung durchzuführen, die auch ISO-konform ist. „Das Messen der Rauheit ist nach wie vor ein Bereich mit vielen Restriktionen“, berichtete Urban Muraus, Geschäftsführer von Bruker Alicona, wahrend der Vorstellung des neuen optischen Messgeräts in Graz. „Man muss zum Beispiel genau wissen, welche Parameter anzusetzen sind“. Mit dem Focus X sei dies nun nicht mehr notwendig.
Millionen Messpunkte innerhalb von Sekunden
Damit könnten sich mit dem Gerät neue Nutzergruppen erschließen lassen. Dabei wird auch helfen, dass das Focus X laut Anbieter für Unternehmen mit eher kleinerem Budget interessant ist. Das Gerät sei mit Technologien ausgerüstet, die aktuell am Markt das Maß aller Dinge darstellen – jedoch in einem kompakteren Format, heißt es bei Bruker Alicona. Den Entwicklern sei es gelungen, das Focus X in einer Preisklasse zu positionieren, in der kein anderes Messgerät mit ähnlichen Präzisionsmerkmalen mitspielt. „Damit wird optische 3D-Prazisionsmesstechnik auch für Unternehmen zum Thema, die sich bislang nur mit der taktilen Technik beschäftigt haben“, sagt Muraus.
Laut dem Geschäftsführer punktet Focus X auch mit Geschwindigkeit. Das neue Gerät liefert Millionen Messpunkte innerhalb von Sekunden. „Die Messtechnik muss sich der Produktion anpassen und nicht umgekehrt“, so Muraus. Hochauflösende Darstellungen der Geometrie dürften heutzutage auch in der optischen Messtechnik nicht stundenlang auf sich warten lassen. „Speed, Speed, Speed“, sei daher die Vorgabe bei der Entwicklung der Technologie gewesen.
Wie auch andere Geräte von Bruker Alicona nutzt Focus X zudem die so genannte Advanced-Focus-Variation-Technik. Mit dieser lassen sich Maß, Lage, Form und Rauheit mit einem optischen Sensor messen. Die Technik ist laut Hersteller besonders gut für Messungen an extrem glatten Oberflächen geeignet und schneller als die Vorgänger-Technologie der Fokus-Variation.
Das Focus X eignet sich laut Anbieter für Messungen an komplexen und schwierig zu erreichenden Oberflächen – wie etwa in der Mikropräzisionsfertigung. Dabei komme das Gerät auch mit kleinen Radien und spitzen Winkeln zurecht.
Künstliche Intelligenz unterstützt den Anwender
Entscheidend für all diese Möglichkeiten ist vor allem die Software. Sie ist mittlerweile die treibende Kraft in der Messtechnik und in erster Linie für die Innovation verantwortlich. Die Anbieter stellen sich entsprechend auf – auch beim Personal. „Wenn ich mir das Entwicklungsteam bei Bruker Alicona anschaue, dann ist das für die Software zuständige deutlich größer als das Hardware-Team“, berichtet Helmli.
Ein Ergebnis dieses Teams ist die Bediensoftware Metmax, mit der mehrere Geräte von Bruker Alicona – wie etwa Fokus X – ausgerüstet sind. Diese arbeitet mit künstlicher Intelligenz und unterstützt den Nutzer auf unterschiedliche Weise. So ist Metmax zum Beispiel in der Lage, selbstständig die passende Strategie zur 3D-Messung eines Bauteils auszuwählen. Dabei berechnet die Software automatisch Antastrichtungen, Kipp- und Rotationswinkel sowie Verfahrwege in XYZ. Bevor die Messung gestartet wird, sichert eine virtuelle Simulation den kollisionsfreien Messablauf. Die Messung wird vom Bediener per Mausklick gestartet und erfolgt dann völlig automatisch. Nachdem das Bauteil in 3D gemessen wurde, werden die 3D-Daten ebenfalls automatisch ausgewertet. Um Bauteile messen zu können, müssen sich Anwender laut Hersteller also keine Gedanken mehr zur passenden Strategie machen.
Eine Funktion, die Metmax bietet, ist außerdem das so genannte Round Tool Alignment. Dabei handelt es sich um ein Software-Feature für die Automatisierung im Bereich der Rundwerkzeuge. Der Anwender kann damit die Messpositionen für die Kantenverrundung direkt am CAD des Fräsers oder Bohrers planen. Der nächste Schritt ist das Einspannen des Werkzeugs und das Go für die Messung. Eine automatisierte Routine des Sensors erkennt dabei die Orientierung des Werkzeugs und richtet es zu den CAD-Daten aus.
„Wir nutzen dabei eine einzigartige Kombination aus dem optischen Sensor, dem automatischen Objektivrevolver und Softwareintelligenz, um die Schneide des Werkzeugs und damit die Ausrichtung zu bestimmen“, erklärt Reinhard Danzl, Head of Software bei Bruker Alicona. Die 3D-Messungen und die Auswertung der Kantverrundung erfolgen anschließend automatisiert an den am CAD definierten Positionen.
Mit Metmax will Bruker Alicona die Automatisierung in der Qualitätssicherung weiter vorantreiben und den eigenen Anspruch erfüllen: eine smarte Messtechnik.
Expertendiskussion
In einem Roundtable mit Experten aus der Branche hat die Redaktion von Quality Engineering über die Bedeutung von Software in der Messtechnik diskutiert. Einer der Teilnehmer war Franz Helmli von Bruker Alicona.
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