Es heißt „Metrologie“, NICHT Meteorologie: Und warum es nichts zu befürchten gibt

Von saisonalen Wirbelstürmen und Tornados bis hin zu gewaltigen Winterstürmen – die Meteorologie kann es in sich haben. Laut einer kürzlich durchgeführten Studie über ein einziges Gewitter über Indien wurden 1,3 Milliarden Volt gemessen. Eine schockierende Zahl, die bei vielen Menschen eine natürliche Angst vor dem Wetter und sogar vor den damit verbundenen Begriffen hervorruft. Immerhin enthält das Wort Meteorologie das Wort Meteor – wie das Wort für einen umherfliegenden Riesenfelsen.

Aber es gibt ein anderes Wort in der englischen Sprache, das sich sehr nach Meteorologie anhört und den Menschen ebenfalls einen Schauer über den Rücken jagt, was jedoch nicht der Fall sein sollte: Metrologie. Obwohl sie die meisten Buchstaben gemeinsam haben, ist die Meteorologie die Wissenschaft von Wetter und Klima, während die Messtechnik die Wissenschaft von Messungen und Gewichten ist. Und es ist die Wissenschaft der Messung (und die Werkzeuge, die mit ihren Anwendungen verbunden sind), auf die kleine und mittlere Unternehmen (KMU) unabhängig vom Wetter besonders achten sollten.

In der Tat muss die Messtechnik überhaupt nicht beängstigend sein. KMU sollten auch nicht davon ausgehen, dass sie besondere Fähigkeiten oder einen mathematischen Abschluss benötigen, um die Technologie zu beherrschen. Heute ist die Messtechnik dank fortschrittlicher und benutzerfreundlicher 3D-Messhardware (wie tragbare Messarme) und Software zu einer einfachen und unkomplizierten angewandten Wissenschaft geworden. Insbesondere im Vergleich zu hochpräzisen Handwerkzeugen, sperrigen Festkoordinatenmessmaschinen (KMG) und ähnlichen Produkten können Bediener jederzeit und überall messen, auch wenn sich das Teil noch auf der Maschine befindet, in der es hergestellt wird. Darüber hinaus profitieren Unternehmen, die solche Messlösungen einsetzen (und ihre Kunden), von einer permanenten digitalen Aufzeichnung des Inspektionsberichts. Transparenz und Effizienz vom Feinsten.

Sonnige Aussichten für tragbare 3D-Messarme

Was ist also mit den Messwerkzeugen von heute gemeint? Im Sinne dieses Artikels sind dies die tragbaren, digitalen Werkzeuge, die für die Entwicklung und die Überprüfung von Produkten bestimmt sind. Die kleinen und mittleren Industriezweige, in denen die Messtechnik ins Spiel kommt, sind vielfältig und umfassen zum Beispiel: Metallbearbeitungswerkstätten, Guss-, Schmiede-, Fertigungs-, Werkzeug- und Formenbau-Unternehmen, Fertigung/Maschinenmontage.

Werkzeuge wie der FaroArm ^® sind ein hervorragendes Beispiel dafür, worum es bei transportabler, digitaler Messung geht. Der neue FARO ^® Quantum Max ScanArm zum Beispiel ermöglicht sichere 3D-Messungen in einer Vielzahl von Maschinen- und Industrieanwendungen, da er die Messmöglichkeiten eines tragbaren Quantum Max-Koordinatenmessgeräts (KMG) mit der berührungslosen Funktionalität einer Laser Line Probe kombiniert. Der Quantum Max bietet außerdem drei Laserliniensonden, die je nach Projektanforderungen Genauigkeit, Geschwindigkeit oder eine Mischung aus beidem optimieren.

Wie seine Vorgänger ist er ideal für kleine, hochgenaue Aufgaben und verbessert und ersetzt dank seiner praktischen Handhabung, Geschwindigkeit und Benutzerfreundlichkeit ersetzt er eine Vielzahl von Handwerkzeugen wie Mikrometer, Messschieber und Höhenmessgeräte und verbessert diese erheblich. Mit einem Produkt wie Quantum Max werden Inspektionsengpässe so gut wie eliminiert, schwankende Produktivität der Bediener – ein Faktor, der den Unterschied zwischen Rentabilität oder Verlust eines kleinen Unternehmens ausmachen kann.

Im Fall von Quantum Max werden die gesammelten Daten direkt auf einem Computer gespeichert und mit den ursprünglichen CAD-Daten verglichen. CAD-Daten? Sicher – Ihre CNC-Maschinen werden von CAD-Daten betrieben. Warum also nicht mit denselben Nenndaten überprüfen und messen, die auch für die Bearbeitung verwendet werden? Keine CAD-Daten, keine Sorge? Solange Sie über eine referenzierbare Soll-Messspezifikation wie eine Blaupause verfügen, können Sie diese Tools weiterhin verwenden. Auf diese Weise können Sie sicherstellen, dass das gemessene Teil gemäß den ursprünglichen Konstruktionsspezifikationen überprüft wird. Und es trägt dazu bei, dass Ausschussteile und Schrott auf ein Minimum reduziert werden.

Quantum Max ist nur ein Beispiel dafür, wie innovative und erschwingliche 3D-Messtechnikwerkzeuge einem kleinen oder mittleren Unternehmen helfen können, sich von der Masse abzuheben. Eine weitere Produktgruppe sind Laser Tracker. Diese eignen sich am besten für großflächige 3D-Messungen. Laser Tracker messen Winkel und Abstände. Dazu richtet man sie einfach aufs Ziel und strahlt los. Dies ist unter anderem für die Montageausrichtung, die Teile- und Montageinspektion, die Maschineninstallation und -ausrichtung sowie das Reverse Engineering ideal. Anstatt beispielsweise jedes einzelne Teil für eine Bootsmontage von Hand zu messen, können Laser Tracker ganze Rümpfe vermessen. Wie bei allen digitalen Modellen können die gemessenen Spezifikationen mit den ursprünglichen Konstruktionsspezifikationen verglichen werden, unabhängig davon, ob es sich um CAD-Daten oder Baupläne handelt.

Abgerundet wird die Hardware-Dreiergruppe der 3D-Messtechnik durch den aufstrebenden Bereich der virtuellen Schablonenherstellung, bei der die lasergesteuerte Montageprojektion zum Einsatz kommt. Diese Geräte projizieren einen sichtbaren Laserumriss auf 3D-Oberflächen und -Objekte, den die Monteure verwenden, um die Reihenfolge der Arbeiten festzulegen und die Komponenten zu positionieren. Man kann sich das wie das Malen nach Zahlen in der 3D-Messtechnik vorstellen. Der Monteur muss das Teil nur noch mit dem Bildumriss abgleichen, und die Montage ist abgeschlossen.

CAD-basiertes virtuelles Templating eliminiert die Notwendigkeit physischer Vorlagen und Werkzeuge und reduziert damit wie auch andere digitale Lösungen das Risiko eines menschlichen Fehlers und teure Nachbesserungen. Mit diesen Werkzeugen können Hersteller den Zeit- und Kostenaufwand in Verbindung mit der Verwendung großer, schwerer Vorlagen vermeiden und zugleich die Qualitätskontrolle deutlich verbessern.

Langfristiger Ausblick: Weg von der Angst

Für kleine und mittlere Unternehmen, die noch nie mit solchen Produkten gearbeitet haben, ist eine gewisse Zurückhaltung natürlich. Viele KMUs arbeiten mit nur 10 manuellen Messwerkzeugen, und der Sprung zur computergestützten 3D-Messung kann eine Nummer zu groß erscheinen. Aber das sollte er nicht.

Eine der häufigsten Befürchtungen ist, dass die Technologie selbst zu genau ist. Das heißt, dass sie zu viele Daten generiert, so dass die Mitarbeiter durch die Informationsflut frustriert werden. Oder dass sie Ausrichtungen anzeigt, die so geringfügig außerhalb der Toleranz im Vergleich zu den ursprünglichen Entwurfsspezifikationen liegen, dass es sich nicht lohnt, den Fehler zu korrigieren. (Wobei, so die interne Debatte, warum überhaupt ein Messgerät angeschafft werden sollte, wenn es mir nur Dinge sagt, die ich nicht wissen muss.)

Aber wie jeder erfahrene Fachmann weiß, ist Unwissenheit kein Glück, sondern Unwissenheit. Bei der 3D-Messung geht es nicht darum, Ihre bestehenden Prozesse umzukrempeln. Vielmehr helfen Werkzeuge wie der Quantum Max, Laser Tracker und virtuelle Schablonen bei der Erkennung von Problemen und Fehlern weiter vorne im Fertigungsprozess. Je früher ein Fehler erkannt werden kann, desto weniger Ausschuss, Nacharbeit und Überstunden fallen an. Für kleine und mittlere Unternehmen mit hohem Durchsatz können Ausrichtungsfehler, auch wenn sie nur einen kleinen Prozentsatz des Outputs ausmachen, schnell teuer werden. Durch die intelligente Anwendung von 3D-Messtechnik können Hersteller mehrere "Gewinnkiller" vermeiden:

• Nacharbeit und Ausschuss
• Zusätzliche Fertigungszeit und -kosten in Teile zu stecken, die außerhalb des Toleranzbereichs liegen und die Endabnahme nicht bestehen würden – vielleicht das teuerste Beispiel für Ausschuss und Nacharbeit.
• Der Versand nicht konformer Produkte an Kunden, der nicht nur kostspielig ist, sondern durch die daraus resultierende Unzufriedenheit der Kunden auch zu Vertrags- und Umsatzverlusten führen kann.

Ist Messtechnik also beängstigend? Nicht mehr. In der Tat könnte es wirklich beängstigend sein, 3D-Messtechnik überhaupt nicht anzunehmen.

„Spring Forward“ mit Führung von oben

Ganz gleich, ob Sie Meteorologe oder Messtechniker sind, es hilft natürlich, sich von jemandem weiter oben, dem sprichwörtlichen „größeren Fisch“ im Teich, beraten zu lassen. (Um bei unserem Thema Wetter/Natur zu bleiben.)

In diesem Fall täten KMU gut daran, sich ein Beispiel an ihren größeren Konkurrenten zu nehmen. Oder zumindest die weiter gefassten Branchentrends zur Kenntnis zu nehmen. Ob großer Hersteller oder kleiner, es sollte inzwischen klar sein, dass die 3D-Messtechnik nicht nur bei der Prüfung des Endprodukts, sondern während des gesamten Bearbeitungsprozesses eine wertvolle Ergänzung darstellt, die die Zeit bis zur Fertigstellung verkürzt und gleichzeitig die Arbeitsabläufe vereinfacht.

In den kommenden Jahren, wenn die 3D-Messtechnik in alle Bereiche der Fertigung vordringt, werden immer mehr kleine und mittlere Unternehmen (KMU) diese Technologie ebenso wie ihre größeren Konkurrenten nutzen. Und in zunehmendem Maße werden 3D-Messwerkzeuge in Smart-Factory-Anwendungen und in den gesamten Bearbeitungsprozess integriert werden, wodurch noch mehr Daten gesammelt, verarbeitet und weitergegeben werden können. Tragbarkeit, „Pausenfähigkeit“ (potenzielle Probleme sofort zu erkennen und das Maschinenprogramm innerhalb kürzerer Zeit zu korrigieren) und prozessbegleitende Ausrichtung sind die wichtigsten Erfolgsfaktoren, die die Maschinenbediener von heute, ob groß oder klein, unbedingt nutzen wollen.

Wie die Anmeldungen für ein neues 12-wöchiges Programm am Greater Ozarks Center for Advanced Technology (GOCAT) in West Plains (Missouri, USA) zeigen, erlernen die Studierenden von heute bereits die Fertigkeiten der Automatisierungsfertigung von morgen. Wenn sich eine solche Bildungsdynamik in einer kleinen amerikanischen Stadt zwischen dem Mark Twain National Forest und dem Ozark National Forest entwickelt, können Sie sicher sein, dass andere Bildungseinrichtungen dies zur Kenntnis nehmen.

Daher kann die Einführung dieser Lösungen genau das Unterscheidungsmerkmal sein, nach dem Ihr Unternehmen gesucht hat, um sich von der Masse abzuheben - ganz zu schweigen von einem neuen „Werkzeug“ im Arsenal Ihres Unternehmens zur Gewinnung neuer Talente.

Das ist eine Umsatz- und Rentabilitätssteigerung, die es sicher „regnen“ lassen wird.