Die vorgestellte Maschine verfügt über 2 Messzellen (RENISHAW Equators), wovon jede hat ein anderes Teil misst.

 

 

  • Ein System misst ein Pleuel
  • Das andere System misst ein Zahnrad in Kombination mit einem optischen Sensor für die Verzahnung

Das Handling der zu messenden Teile ist voll automatisiert.
Die Ergebnisse des Pleuels werden auf einem Industrie-Panel-PC präsentiert, der gleichzeitig die Hauptsteuerung der Maschine ist. Zusätzlich präsentierten wir auf einem externen Monitor die Getriebeergebnisse des RENISHAW Equators und des optischen Sensors.
Entwicklung, CAD-Layout, Montage und Inbetriebnahme sowie die gesamte Software-Programmierung, Display, GUI und SPC-Programmierung wurden von MQS durchgeführt.

bild 1

 

Equipment List:

bild 2

1. RENISHAW – Equator 500
2. RENISHAW – EQR-6 Stylus changing rack
3. WEISS – Servo motor (NOT VISIBLE)
4. GEIGER + HAAG – Präzisionsspannbackenfutter
5. MICRO-EPSILON – Optical Laser sensor
6. BALLUFF – Lichtschranken, Sensoren, etc.
7. FESTO – Pneumatik (nicht sichtbar)
8. Gearwheel
9. NANOTEC – Servo motor
10. Drawer by MQS
11. SIEMENS – Industrial Panel PC
12. RENISHAW – Equator 300
13. Connection rod + Induktiver Sensor
 14. UNIVERSAL ROBOTS – Cobot und Gripper von Robotiq
 
 
 
 

Messzelle

Standardprodukte auf dem Markt decken nur eine Reihe von Kundenanforderungen mit deren Standardausstattung ab. Der Fokus von MQS liegt darin, diesen Standard zu erweitern und einen Mehrwert zu schaffen, um gute Produkte noch besser zu machen. Dies können sowohl Hardware- als auch Softwaremodifikationen sein, da jeder Kunde eine einzigartige Lösung benötigt. Das bedeutet aber auch, dass wir die Produkte flexibler und einfacher in der Anwendung machen müssen.

Renishaw Equator

Der Equator ist ein vergleichendes Messsytem für mittlere bis hohe Stückzahlen und damit ein ideales Prozesskontrollgerät für die kontinuierliche Teilefertigung oder für die flexible Produktion einer Vielzahl von Teilen, die als reguläre Chargen wiederkehren. Er kann große Temperaturschwankungen bewältigen, indem er das System nach dem Mastering-Prinzip auf Null zurückstellt.

Der Equator ist:

  • Flexibel - kann mehrere Teile messen und bewältigt problemlos Konstruktionsänderungen
  • Schnell und automatisiert
  • Geringe Betriebskosten ohne Kalibrierung
  • Konsistent und bedienerunabhängig
  • Thermisch unempfindlich
  • Geringer Platzbedarf der Maschine im Verhältnis zur Teilegröße


Um den Equator für die Produktion vorzubereiten, haben wir einige Modifikationen am Standardprodukt vorgenommen. Generell haben wir das System in einem robusten Rahmen untergebracht. Dadurch soll eine Verschmutzung durch die Produktion vermieden werden, die sich direkt auf die Messung und die elektrischen Teile auswirkt. Außerdem schützt es die Maschine vor Beschädigungen durch Produktionsprozesse. Die Nutzung der Equator-systeme wird durch die zusätzlichen Industrie-PCs mit einer vereinfachten Benutzeroberfläche gesteuert.

 

Models

Equator™ 300

  • Arbeitsbereich XY: Ø 300 mm, Z: 150 mm
  • Messungenauigkeit: ±2 μm
  • Arbeitstemperatur: +5 °C to +50 °C
  • Max. Beladung: 25 kg


Equator™ 300 Extended Height

  • Arbeitsbereich erhöht um 150 mm (Z)
  • Erlaubt eine leichtere Beladung
  • erhöhte Arbeitshöhe in Z

Wir haben den Equator 300 auf die Grundplatte montiert und eine MQS-eigene Schublade hinzugefügt. Diese Schublade ermöglicht eine schnelle Beladung des Roboters und bringt das zu messende Teil in die richtige Position unter den Equator-Systemen. Die Halterung an der Schublade ist codiert, so dass das Programm nur den richtigen Prüfplan mit den richtigen Merkmalen auswählen kann. Dies ermöglicht auch einen automatischen Produktwechsel im Prozessablauf.

Equator™ 500

  • Arbeitsbereich XY: Ø 500 mm, Z: 250 mm
  • Messungenauigkeit: ±2 μm
  • Arbeitstemperatur: +5 °C to +50 °C
  • Max. Beladung: 100 kg


Equator™ 500 Extended Height

  • Arbeitsbereich erhöht um 150 mm (Z)
  • Erlaubt eine leichtere Beladung

Der Equator 500 wurde komplett von der Standard-Grundplatte abgedockt, um einen Servomotor mit pneumatischer Spannvorrichtung zur sicheren Ausrichtung und dynamischen Prüfung mit einem festen optischen Lasersensor anzupassen. Der Lasersensor wurde separat angebracht und liefert zusammen mit den Messwerten des Equator-Systems in Echtzeit die Ergebnisse an die MQS-Plattform.

Micro-Epsilon

optoNCDT 1420-10

Das optoNCDT 1420 arbeitet nach dem Prinzip der optischen Triangulation. Ein sichtbarer, modulierter Lichtpunkt wird auf die Zieloberfläche projiziert. Der diffuse Anteil der Reflexion dieses Lichtpunktes wird abhängig von der Entfernung auf einem positionsauflösenden Element (CMOS) durch eine Empfängeroptik dargestellt, die in einem definierten Winkel zur optischen Achse des Laserstrahls angeordnet ist. Ein Signalprozessor im Sensor berechnet aus dem Ausgangssignal der CMOS-Elemente den Abstand des Lichtpunktes auf dem Messobjekt zum Sensor. Der Abstandswert wird linearisiert und über die Analog- oder RS422-Schnittstelle ausgegeben.

Die Auto Target Compensation (ATC) ermöglicht eine stabile Kompensation unabhängig von Farbe und Helligkeit des Messobjekts. Auch kleine Objekte können dank des kleinen Messflecks sicher erkannt werden.

  • Die Softwareplattform MQS (VB-basiert) analysiert die Informationen des optischen Sensors in Kombination mit der dynamischen Bewegung des Servomotors und misst die Zahnradverzahnung.

bild 3

Working Procedure

Die Maschine folgt einem Verfahren zur Messung von 2 verschiedenen Arten von Teilen. Jede wird auf einer anderen Messmaschine gemessen. Der Prozess kann in 5 Schritten vereinfacht werden.

Step 1:

bild 4

Der Roboterarm nimmt das Pleuel (das erste zu messende Teil) aus der Ablage (2) und legt sie in die Schublade (1).

Step 2:

bild 5

Die Schublade (1) schließt und das Pleuel bleibt in der richtigen Messposition. Der Equator 300 (Messmaschine) startet den Messvorgang. Der Roboterarm nimmt das Zahnrad (zweites zu messendes Teil) aus der Position (4) und legt es in die Spannvorrichtung (3).

Step 3:

bild 6

Die Spannvorrichtung fixiert und der Messvorgang.

Step 4:

bild 7

Wenn die Messung des Pleuels beendet ist, öffnet sich die Schublade (1) und der Roboterarm nimmt das Teil und legt es auf die Ablage (2).

Step 5:

bild 8

Nach Abschluss der Verzahnungsmessung wird das Werkstück von der Spannvorrichtung freigegeben und vom Roboterarm in die Position (5) gebracht. Der Messzyklus ist nun beendet und wiederholt sich entsprechend der Anzahl der zu messenden Teile.

Kommunikation

Die Kommunikation zwischen allen Komponenten kann entsprechend dem nächsten Bild vereinfacht werden.

bild 9

Hinweis: Der SiemensPC ist ein Embedded Panel PC für komplexe Visualisierungs- und Steuerungsaufgaben mit Single- und Multi-Touch-Display. Es dient zur Steuerung des gesamten Prozesses durch die MQS-Software.

Resultate

MQS Platform

Die integrierte Plattform MQS kombiniert verschiedene Quellen, aus denen die Messwerte abgeleitet werden. Darüber hinaus erweitert es die Möglichkeiten von Standardprodukten um eigene Algorithmen und wird auch als Master zur Verwaltung und Steuerung der Bedienerbedürfnisse eingesetzt.

Die Plattform liefert Ergebnisse an die GUI und stellt Daten für die QS-Datenbank für die statistische Prozesskontrolle zur Verfügung. Optional kann es auch Daten für Werkzeug- und Handlingsysteme liefern.

MQS beherrscht verschiedene Softwaretypen und verwaltet Schnittstellen. Für das Ausstellungsstück am Control 2k18 haben wir zusammengestellt:

MODUS™ – programmer software

  • Flexible Teileprogrammierung – es besteht die Möglichkeit Offline (am CAD) oder über die Teach-In Funktion am Joystick zu programmieren
  • Schnelle Erstellung von Reports mit präzisen Grafiken
  • Reporting für Multi-Parts

Für jede Installation kann eine zusätzliche EQ IO-Schnittstelle verwendet werden, wenn eine größere Anzahl von DMIS-Programmen ausgewählt werden muss.

 

IBR

Features:

  • Schnittstelle
    • für induktive Taster
    • für alle inkrementale, lineare oder rundlaufende Wertgeber
    • für alle pneumatische Wertgeber
    • analoge Signale
    • für serial interfaces
    • für alle Sensoren mit IBR ISi interface
    • für alle parallel interfaces (BCD, binary, ...)
  • galvanisiert isolierte outputs und intups (PLC compatible)
  • Flexible PC und PLC Verbindung by USB, RS232, Ethernet, Wireless LAN, EtherCAT, Profibus und Profinet

ComGage

ComGage ist eine universelle Software für die Messtechnik und statistische Prozesskontrolle in Produktionsanlagen. Die Software ermöglicht das Testen von Komponenten mit unterschiedlichen Eigenschaften und kann durch die MQS-Algorithmen erweitert werden. Zusätzlich liefert die Software Informationen zur statistischen Prozesskontrolle mittels der enthaltenen Statistikfunktionen.

bild 10

ComGage ermöglicht es uns, Seiten zu erstellen, auf denen wir den gesamten Prozess steuern, den Automatikmodus und den manuellen Modus starten und Einstellungen vornehmen können.

bild 11

Es erlaubt uns auch, die Messergebnisse zu sehen, die von den Messmaschinen kommen. Wir können die Ergebnisse vergleichen, um zu ermitteln, ob das gemessene Teil in Ordnung ist oder nicht. Der Bildschirm zeigt auch die Ergebnisse der Messung der aus der MQS-Software exportierten Verzahnungen (Bild unten).

Gallery

bild 12

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