Virtuelles Set Up nutzt die Fotogrammetrie. - Bild: Bimatec Soraluce

VSET: Virtuelles Set Up nutzt die Fotogrammetrie. Dabei wird das Rohteil rundum fotografiert. Die Software erkennt Rohteilfehler und unterstützt die Ausrichtung der Rohteile. - Bild: Bimatec Soraluce

Große Werkstücke mit einem Volumen von mehr als einem Kubikmeter müssen in ihrer Rohteilkontur auf die Einhaltung der Zeichnungsmaße überprüft und anschließend zur optimalen Bearbeitung ausgerichtet werden. Dies erfordert viel Zeit - teilweise mehr als die reine Bearbeitungszeit im Anschluss.

Die Werkstücke müssen so vor der Maschine platziert werden, dass während der Bearbeitung alle zu bearbeitenden Flächen sauber werden, das heißt genügend Aufmaß überall vorhanden ist. Oftmals muss dieser „Best Fit“ korrigiert werden, denn beim Anreißen stellen sich nicht bearbeitbare Flächen heraus. In Summe sind diese Arbeiten zeitintensiv, unproduktiv, teilweise entsteht Produktionsausfall aufgrund eines fehlerhaften Rohlings und zur Ausrichtung der Werkstücke können nur sehr erfahrene Mitarbeiter eingesetzt werden.

Virtuelles Setup mit VSET erkennt Rohteilfehler

Bimatec Soraluce hat eine Technologie entwickelt, mit der in einfacher Handhabung und mit abgesichertem Ergebnis die Vorbereitungen zum Bearbeiten der Werkstücke zeitoptimiert ablaufen.

Der Einsatz von VSET geschieht in vier Arbeitsstufen:

  1. Vermessung des Werkstücks ohne Maschine
  2. Sicherstellen der Rohteilqualität
  3. Nacharbeit oder Austausch des Rohteils ohne Produktionsverlust
  4. Einfaches Ausrichten in der Maschine
Rohteil. - Bild: Bimatec Soraluce
Auf dem Rohteil werden gesetzt: Koordinatenkreuz, Marker, Kalibrierstangen und reflektierende Messpunkte. - Bild: Bimatec Soraluce

Der erste Schritt, das Messen des Rohlings quasi neben der Maschine, bedeutet, diese Messung kann im PRE-Prozess gemacht werden. Die Maschine bleibt in Produktion. Zur Messung des Rohteils wird die Fotogrammetrie genutzt.

Dazu müssen auf dem Werkstück Referenzen und Bezugspunkte magnetisch anhaftend oder aufgeklebt werden. Die Auswertungssoftware nutzt diese dann, um die Vielzahl der fotografierten Bilder abzugleichen und die Kontur maßtechnisch zu erfassen.

Angebracht werden:

  • ein Koordinatenkreuz als Ursprung der Punktewolke;
  • Marker, die zum Abgleich der Bilder dienen;
  • Kalibrierstangen, die Maßeinheiten darstellen;
  • reflektierende Messpunkte, die dort angebracht werden, wo das Rohteil kritische Merkmale aufweist oder wo zur Bearbeitung wichtige Aufmaße vorhanden sein müssen.
Software generiert eine Punktewolke. - Bild: Bimatec Soraluce
Vom Rohteil wird eine Vielzahl von Fotos gemacht. Aus den aufgenommenen Messpunkten generiert die Software eine Punktewolke. - Bild: Bimatec Soraluce

Danach werden eine Vielzahl von Fotos vom Rohteil gemacht, die direkt von der Kamera via W-LAN auf die VSET-Software geladen werden. Bei der Bilderfassung wird unverzüglich eine Gut-, Schlechtauswahl für das einzelne Bild gemacht, sodass nur die verwertbaren Bilder im System landen.

Mit der erzeugten Punktewolke kann das Rohteil mit dem Fertigteil verglichen werden. Dazu werden im 3D-Datensatz-Fertigteil die wichtigen Flächen markiert, die dann das Best-Fit-Modul im VSET aufgreift und dazu eine Maßtabelle erstellt, in der die Auf- und Untermaße angezeigt werden. Dies ermöglicht der Arbeitsvorbereitung, sehr schnell eine Aussage zur Bearbeitbarkeit der bestimmten Merkmale (Angabe in X-, Y-, Z-Koordinaten) zu machen.

Das sind die Vorteile von VSET

  • Erhöhung der Maschinenverfügbarkeit und Produktivität
  • Leicht verständliche Informationen für den Maschinenbediener
  • Einfache Bedienung: kein erfahrener Messtechniker nötig
  • Kostengünstiger und präziser Vermessungsvorgang
  • Sicherstellen der Rohteilqualität
  • Digitale Rückverfolgbarkeit der Ausrichtungsvorgänge
  • Effizienzsteigerung: Verkürzung des Ausrichtungsvorgangs

Wie das virtuelle Setup hilft, das Werkstück optimal zu positionieren

Ist die Bearbeitbarkeit gegeben muss die Auflage, das Spannen und die Antastpositionen als Bezug zur Bearbeitung gesetzt werden. Hier unterstützt VSET wieder in erheblichen Maß den Bediener und bringt immense Zeitersparnis.

Die Auflagepunkte für das Werkstück sind schnell und einfach an den Auflageböcken einstellbar, da VSET die Positionen zueinander kennt. Sogar an der Unterkante des Rohteils können mithilfe von magnetisch befestigten Messpunkten, Punkte erfasst werden. Danach wird das Werkstück auf dem Spanntisch der Maschine aufgesetzt und gespannt.

Ausrichtung des Rohteils. - Bild: Bimatec Soraluce
Zur Ausrichtung des Rohteils werden an definierten Messpunkten die 3D-Daten an der Rohteilkontur angegeben. - Bild: Bimatec Soraluce

Ein weiteres Modul im VSET, das in der CNC integrierte automatische Ausrichtungs-Modul, übernimmt die automatische Antastung der Bezugspunkte für die Bearbeitung. Die Sollwerte kommen aus dem VSET-Modul, die Istwerte übernimmt die Software als Bezug zum Bearbeitungsprogramm. Alle Werte werden automatisch angefahren.

Ein Soll–Ist-Vergleich der Messpunkte ergibt die Abweichung des Werkstückes als Differenzwert oder Raumwinkel. Diese Abweichungen können dann leicht korrigiert werden. Die aufwändige Antastung von Hand, eine Falscheingabe von Werten durch den Bediener, häufige Korrekturschritte - alles dies wird dank des Einsatzes von VSET ausgeschlossen.

Die Zeiteinsparungen bei Nutzung von VSET bei der Rohteilkontrolle, beim Ausrichten und Antasten können, werkstückabhängig in nachgewiesenen Beispielen, bis zu 80 Prozent der bisher angefallenen Zeiten betragen.

Anwender sind mit den Ergebnissen des Einsatzes von VSET zufrieden. Bei einer Befragung zur Kundenzufriedenheit wurden vor allem betont, dass VSET

  • äußerst bedienungsfreundlich ist,
  • effiziente Messungen möglich macht,
  • Ausschuss vermieden wird,
  • die Maschinenverfügbarkeit erhöht wird und
  • zusätzliche Messergebnisse verfügbar sind.

Dementsprechend hat Bimatec Soraluce mit VSET einen weiteren wichtigen Baustein in der Prozesskette der Auftragsabarbeitung generiert. Arbeiten zur Job-Vorbereitung sind damit schnell, effizient und leicht möglich.

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