Koordinatenmesstechnik Alarm am Horizont

Bei der Automobilherstellung ist es wichtig, dass jedes Fahrzeug wie auch prinzipiell jedes seiner Einzelteile exakt vermessen werden kann. Das klingt zunächst trivial, ist es angesichts prinzipbedingt wenig präziser Fertigungsmethoden wie Blechbiegen und großer Variantenvielfalt jedoch nicht.

Koordinatenmessinstrumente gehören nicht zu den Anlagen, die man öfter als unbedingt nötig neu anschafft; im Allgemeinen sind sie voluminös und kostspielig. Darüber hinaus sind meistens individuelle Anpassungen notwendig, denn Systeme von der Stange erfüllen unverändert nur selten die Anforderungen. Bei Volkswagen war das entsprechende System bereits in die Jahre gekommen, und die Steuerungstechnik, Software und Tastköpfe waren technologisch nicht mehr auf dem neuesten Stand. In so einem Fall kann man aufwendig modernisieren oder die Schwierigkeiten einer Neuanschaffung auf sich nehmen.

In der Automobilindustrie ist langfristige Planbarkeit besonders wichtig, weshalb eine wesentliche Anforderung war, dass das System für mindestens zehn Jahre die Anforderungen erfüllt. Dementsprechend sollte es sich flexibel aufrüsten lassen.

Messen in drei Dimensionen

Nach einem hausinternen Auswahlverfahren entschied sich Volkswagen für eine komplette Neuentwicklung in Zusammenarbeit mit Wenzel. Aus dieser kundenspezifischen Entwicklung entstanden die CNC-Horizontalarm-Messgeräte »RAX«. Sie sind für den Einsatz von schaltenden, scannenden und optischen Messsystemen konzipiert und insbesondere für das präzise Messen von hohen und großvolumigen Bauteilen geeignet. Das neue System kann in Produktionsumgebungen eingesetzt werden.

Entstanden ist die Serie RAX aus der »R«-Baureihe von Horizontalarm-Messgeräten. RAX bietet bereits in der Standardausführung einen Messbereich von 3100 mm in der Z-Achse. Je nach Tastsystem beginnt der Messbereich in Z ab 70 mm über der Basisplatte. Das bedeutet, dass der Messarm auf Straßenniveau unter das Fahrzeug gefahren werden kann. Die Y-Achse hat eine Länge von 1600 mm in der Simplex- bzw. 3000 mm in der Duplexversion.

Räumliche Bewegungsfreiheit

Durch den spiegelbildlichen Aufbau der Duplexversion wird der Messbereich in der X-Achse optimal ausgenutzt. Bei Volkswagen ist diese Achse 6000 mm lang, da die Fundamentgruben der alten Anlagen benutzt wurden. Wenn erforderlich, lassen sich auch wesentlich längere Mehrständeranlagen realisieren. Der Grenzwert der Längenmessabweichung MPEE (Maximum Permissible Error for length measurement nach ISO 10360) wurde mit 40 µm + L/40 µm spezifiziert.

Ausgestattet ist das System mit Linearführungen in allen Achsen. Diese sollen Steifigkeit, Stabilität und Lebensdauer gewährleisten. Die X-Achsenführung ist bodeneben in die Basisplatte integriert und befahrbar abgedeckt. Durch diese Bauweise können, trotz des begrenzten Platzes des Messraums, Fahrzeuge auf das RAX gefahren werden. Das Messgerät ist sowohl für Mess- als auch Wartungsaufgaben von allen Seiten zugänglich (Bild 1). Alle relevanten Bauteile können mit wenigen Handgriffen entfernt und wieder angebracht werden. Das verkürzt die Wartungszeiten und erhöht die Verfügbarkeit der Koordinatenmessgeräte.

Bei der Auswahl des Messsystems war ein wichtiges Kriterium, dass es die komplette Marken- und Variantenvielfalt, vom Dach bis zur Bodengruppe, vermessen kann. Daher war ein großer Messbereich sehr wichtig, damit beispielsweise auch ein VW Bus hochgenau gemessen werden kann.

Sonderausstattung für Koordinatenmessgeräte

Die RAX-Systeme sind mit einer aktiven Temperaturkompensation versehen. Somit ist gewährleistet, dass trotz gegebenenfalls abweichender Temperaturen genaue Messergebnisse ermittelt werden können (Bild 2). Die Werkstück-Temperatursensoren sind kabellos installiert. Die vorhandenen Fundamente sind mit Dämpfungseinrichtungen ausgestattet, sodass der Einfluss von Schwingungen auf das Messergebnis minimiert wird.

Für bessere Ergonomie wurden die Systeme in Wolfsburg mit einer zweiten Bedieneinheit ausgeliefert. Die Zutrittsüberwachung der Messmaschine durch Lichtschranken ermöglicht, dass die Maschine stets mit voller Geschwindigkeit arbeiten kann. Die Spiegelsäulen der Lichtschranken können zum Einfahren eines Fahrzeugs leicht abgenommen und ohne Justage reproduzierbar wieder eingesetzt werden. Bestückt wurden die Messgeräte mit dem stufenlos verstellbaren motorischen Dreh- und Schwenkkopf »PHS« von Renishaw (siehe Bild oben). Der PHS wurde entwickelt, um den hohen Anforderungen für die Messung von Karosserien in der Automobilindustrie gerecht zu werden. Insbesondere dort, wo feine Winkelpositionierung und eine große Tasterlänge benötigt werden, erhöht er den Funktionsumfang der Maschine.

Gemessen wird mit den RAX-Messsystemen bei VW alles, was der Automobilbereich hergibt. Komplette Fahrzeuge, Karosserien und auch Karosserieeinzelteile. Darüber hi¬naus lässt sich das System in vielen anderen Branchen einsetzen. Gemessen werden damit etwa großvolumige Maschinenbauteile, Lkws, Land- und Baumaschinen, aber auch Werkstücke aus der Luft- und Raumfahrt sowie dem Energiesektor.

Über den Autor:

Steffen Hochrein ist Pressesprecher der Wenzel Group.