In-Line-Messungen liefern Qualitätsdaten während der Fertigung und ermöglichen geschlossene Regelkreise, die Prozessabweichungen unmittelbar korrigieren.
Steigende Präzisionsanforderungen, wachsende Variantenvielfalt und kleinere Losgrößen erhöhen den Druck, Qualitätsabweichungen bereits während der Bearbeitung zu erkennen. Deshalb entwickelt sich die Messtechnik zunehmend vom nachgelagerten Prüfmittel zum integralen Bestandteil der Fertigung. In-Line-Messungen liefern Qualitätsdaten während der Fertigung und ermöglichen geschlossene Regelkreise, die Prozessabweichungen unmittelbar korrigieren. Das reduziert Ausschuss, Nacharbeit und Stillstandzeiten. Jedoch bestehen hohe Anforderungen an Messgeschwindigkeit, Robustheit und die durchgängige Vernetzung von Sensorik, Software und Werkzeugmaschine. Welche Lösungen hierfür verfügbar sind, zeigt die AMB vom 15. bis 19. September 2026 in Stuttgart.
Wie sich diese Entwicklung in die Praxis umsetzen lässt, zeigt ein Beispiel der In-Prozess-Messtechnik: Dynamische In-Prozess-Messsysteme vermessen Bohrungen μm-genau im Bearbeitungszentrum und liefern die Daten für unmittelbare Prozesskorrekturen. Durch die Rotationsbewegung des Systems entsteht ein vollständiges Bild der Bohrungsgeometrie über den gesamten 360°-Umfang. Statische Verfahren erfassen dagegen einzelne Messpositionen. „Unser System funktioniert im Grunde wie ein Werkzeug – nur, dass es den Prozess zugleich überwacht“, sagt Stephan Greulich, Verkaufsleiter bei DIATEST. Die zusätzliche Messzeit von rund einer Sekunde pro Messung wird durch rund 50 Prozent weniger Ausschuss, geringere Nacharbeit und einen reduzierten Energieverbrauch vielfach kompensiert.
Auf diese Weise wird die Messtechnik zum aktiven Bestandteil der Prozessführung. Sie ermöglicht automatische Werkzeugkorrekturen, schließt Regelkreise und schafft die Grundlage für KI-gestützte Prozessoptimierungen. „Die Bedeutung von Messdaten wächst mit dem Einsatz von KI. Sie ermöglicht es, Zusammenhänge zwischen Materialeigenschaften, Bearbeitungsparametern und Fertigungsergebnis zu erkennen und Prozesse vorausschauend zu optimieren“, ergänzt Jürgen Rohe, Senior Consultant – Complex Measurement Solutions & Automation bei DIATEST. Die Potenziale dieses dynamischen Systems wird das Unternehmen im Rahmen des VDMA-Technologieforums auf der AMB aufzeigen.
Präzision unter rauen Bedingungen
Mit der zunehmenden Integration der Messtechnik in automatisierte Fertigungsabläufe steigen zugleich die Anforderungen an Geschwindigkeit, Verfügbarkeit und Robustheit der Systeme. Sie müssen Messdaten nicht nur zuverlässig erfassen und verarbeiten, sondern auch den rauen Bedingungen der Produktion dauerhaft ohne Präzisionsverlust standhalten. Marposs setzt hierfür auf robuste In-Line-Systeme, die in Umgebungen mit Kühlschmierstoffen, Vibrationen und Temperaturschwankungen zuverlässig funktionieren. Sie erfassen Qualitätsdaten während der Bearbeitung, werten sie in Echtzeit aus und ermöglichen sofortige Korrekturen. „Dank der In-Line-Messtechnik erhöht der Anwender seine Produktivität und spart gleichzeitig viel Zeit“, sagt Thomas Dellmuth, Product Manager Grinding Products bei Marposs.
Ein Beispiel hierfür sind eine Tonne schwere Kurbelwellen für Stromerzeugungsaggregate mit einem hohen Bauteilwert: Wichtige Merkmale werden bereits direkt auf der Werkzeugmaschine vermessen, anstatt die Schwergewichte zu einer separaten Messung transportieren zu müssen, um ein Korrekturfeedback zu erhalten. „Gerade bei solchen Großbauteilen vermeidet die integrierte Messtechnik aufwendige Transport- und Rüstvorgänge“, betont Dellmuth. Ihm zufolge hat sich die Nachfrage nach diesen Lösungen in den vergangenen drei Jahren verdreifacht. Wie solche robusten Systeme dazu beitragen können, automatisierte Fertigungsprozesse präziser und effizienter zu machen, zeigt Marposs auf der AMB.
Präzision nahe der Fertigung
Die Prozessintegration der Messtechnik in die Fertigung endet jedoch nicht an der Werkzeugmaschine. Fertigungsnahe Messsysteme gehen einen Schritt weiter: Sie erfassen komplette Werkstücke zwischen den einzelnen Bearbeitungsschritten und führen die Ergebnisse in den Regelkreis zurück. Genau hier setzen die Multisensor-Messmaschinen von Dr. Heinrich Schneider Messtechnik an. Sie vereinen optische und taktile Sensorik mit Verfahren der Bildverarbeitung und erlauben die präzise Prüfung unterschiedlicher Bauteilgeometrien. „Hierfür muss die Messmaschine dieselbe Sprache sprechen wie die Werkzeugmaschine – nur dann funktioniert Closed Loop ohne Übersetzungsfehler“, erklärt Geschäftsführer Andreas Strobel.
Offene Schnittstellen allein reichten dafür häufig nicht aus. Entscheidend sei eine durchgängige Datenbasis. Im Unterschied zu integrierter Prozessmesstechnik, die einzelne Fertigungsschritte innerhalb der Maschine überwacht, liefern fertigungsnahe Messmaschinen eine hochgenaue Bewertung des gesamten Werkstücks. Robuste Granitstrukturen, Temperaturkompensation und leistungsfähige Bildverarbeitung schaffen dafür die Voraussetzung. Welches Potenzial dieser Ansatz bietet, zeigt ein Praxisbeispiel: komplexe Bauteile werden in einer Aufspannung sowohl optisch als auch taktil scannend vermessen und kleinste Merkmale mit einem Weißlichtsensor erfasst – so kommt für jedes Merkmal das jeweils geeignete, zeitsparende Messverfahren zum Einsatz. „Wer Fehler früh erkennt, beschleunigt den gesamten Prozess“, unterstreicht Strobel. Wie Anwender komplexe Werkstücke fertigungsnah präzise und schnell messen, wird er im VDMA-Technologieforum auf der AMB aufzeigen.
Wenn Messen zum Steuern wird
„Wer Qualität erst am Ende prüft, reagiert auf Fehler. Wer sie während des Prozesses misst und regelt, verhindert Fehler“, sagt Heiko Müller, Geschäftsführer der Renishaw GmbH. Dabei sei nicht allein die Prüfung einzelner Merkmale das Ziel, sondern die dauerhafte Stabilisierung von Fertigungsprozessen innerhalb enger Toleranzen. Voraussetzung dafür sind schnelle, reproduzierbare Messungen unter realen Produktionsbedingungen. Hierfür bietet das Unternehmen flexible Equator-Messsysteme, flexible Fertigungsmesstechnik wie Spindelmesstaster und Softwarelösungen, die Messergebnisse auswerten und Korrekturen automatisch an die Maschine zurückführen.
Welche Potenziale solche geschlossenen Regelkreise bieten, zeigt ein Beispiel aus der Fertigung von Encoder-Ringen: Ohne messtechnische Prozessunterstützung lag die Ausschussquote eines Kunden bei 12 Prozent. Der Einsatz eines Koordinatenmessgeräts reduzierte sie auf 0,5 Prozent. Die zusätzlich integrierte, kontinuierliche Erfassung geometrischer Abweichungen und deren automatische Korrektur vermeidet Ausschuss sogar vollständig. „So wird Messtechnik vom Prüfmittel zum Produktivitätsfaktor“, betont Müller. Auf der AMB verdeutlicht Renishaw, wie sich aus der intelligenten Nutzung von Messdaten und automatisierten Korrekturen jene Prozessstabilität gewinnen lässt, die zum entscheidenden Wettbewerbsfaktor wird.
Die vorgestellten Lösungen markieren dabei nur einen Teil der Entwicklung. Weitere Ansätze und Anwendungen rund um Messtechnik, Digitalisierung und Künstliche Intelligenz werden im Technologieforum des VDMA auf der AMB vorgestellt.
Text: VDMA e.V.