Von Voltaire über Konfuzius bis hin zu Shakespeare haben Koryphäen und Führungspersönlichkeiten aller Couleur im Laufe der Geschichte über ein immer wiederkehrendes Thema nachgedacht – den Wert des „Gut genug ist gut genug“.
Oder, wenn Sie es vorziehen: über das Nichtzulassen dessen, dass Perfektion zum Feind des Guten wird. Heute ist dies ein Konzept, das für eine Vielzahl von Anwendungen und prozessorientierten Aufgaben übernommen wurde. In der Finanzwelt ist es der Gedanke, dass das Warten auf die ideale Gelegenheit, bestimmte Beträge zu investieren, den Anleger im Laufe der Zeit mehr Geld kosten könnte, da die erforderliche Rendite stark ansteigen muss, um die verzögerte Investition auszugleichen.
Im Geschäft der Präzisionsmessung hat „gut genug ist gut genug“ auch einen Wert. Nicht in Bezug auf die verwendete Ausrüstung – es ist nie klug, ein minderwertiges Produkt zu kaufen – sondern in Bezug auf die Genauigkeit, die erforderlich ist, um die Arbeit rechtzeitig zu erledigen. Dieser einfache Grundsatz wird in der 3D-Messtechnik allzu häufig übersehen. Hersteller wenden im Endeffekt zu viel Präzision auf und verbringen zu viel Zeit mit einer Aufgabe, die auch mit geringerer, aber völlig akzeptabler Genauigkeit in kürzerer Zeit hätte erreicht werden können.
Focus ‚im Fokus‘: Mehr als der Liebling am Bau
In einem zunehmend wettbewerbsorientierten Wirtschaftsumfeld erfreut sich das Konzept „Gut genug ist gut genug“ immer größerer Beliebtheit, da Hersteller – vom Schiffsbau und der Automobilindustrie bis hin zur allgemeinen Großteilmontage in vielen Branchen – nach Möglichkeiten suchen, Zeit zu sparen, Kosten zu senken, die Sicherheit zu verbessern und den Durchsatz zu steigern. Für viele ist es an der Zeit, darüber nachzudenken, was das „richtige Werkzeug für den richtigen Job“ wirklich bedeutet.
Obwohl er nicht so stark für diese spezielle Zielgruppe vermarktet wird, ist der FARO Focus Premium Laser Scanner, der allgemein für seine Anwendung in Architektur, Ingenieurwesen und Bauwesen bekannt ist, auch eine völlig brauchbare Lösung für eine Vielzahl von 3D-Messaufgaben. Dies lässt sich in drei Kategorien unterteilen:
- Verbessertes Produktdesign und Engineering: Wenn für ein Produkt keine CAD-Daten vorliegen, kann der Focus Premium ein großes Teil oder eine ganze Baugruppe mit hervorragender Geschwindigkeit, Detailgenauigkeit und Präzision scannen, um ein 3D-Modell zu erstellen, das sich ideal für das Reverse Engineering eignet. Außerdem können Sie das 3D-Modell mit den Referenzdaten vergleichen und Abweichungen feststellen. Dies ist nützlich für die Überprüfung von Durchfahrtsbreiten, z. B. in Eisenbahntunneln, oder um festzustellen, ob ein Baukran die zulässige Breite für eine bestimmte Straße hat.
- Effizientere Produktion, Fertigung und Montage: Scannen Sie komplexe Maschinenkomponenten, nutzen Sie die resultierenden 3D-CAD-Daten und die Maßkontrolle für eine passgenaue Montage außerhalb der Baustelle nach Bedarf oder verwenden Sie die Daten einfach für die Fertigungsdokumentation.
- Verbesserte Qualitätskontrolle und Teileinspektion: Führen Sie eine präzise Maßüberprüfung großer, komplexer Komponenten wie Rohkarosserien, Turbinen und Schiffspropeller durch einen Standard-CAD-Vergleich durch, den Sie von anderen 3D-Messgeräten wie Laser Trackern oder ScanArms gewohnt sind. Dies bietet sich vor allem bei großen Fahrzeugen, schweren Industriemaschinen und der Montage von Maschinen an. Denken Sie beispielsweise an LKW- und Anhängerteile, Panzer und Kräne.
- Baugruppenprüfung: Verwenden Sie die 3D-Daten, um eine großteilige Baugruppe daraufhin zu überprüfen, ob alle Komponenten vorhanden sind und sich in der richtigen Position und Ausrichtung befinden. Der Focus Premium ermöglicht den Wechsel von einer rein menschlichen, visuellen Prüfung zu einer datenbasierten, nachvollziehbaren Analyse.
Der Schlüssel zu jeder dieser Anwendungen ist die oben erwähnte Geschwindigkeit und Genauigkeit. 3D-Laserscanner wie der Focus Premium arbeiten an der Schwelle, an der die meisten tragbaren Koordinatenmessgeräte (pCMMs) beim Scannen großer Teile ihre Grenzen erreichen. PCMMs sind zwar genauer als ein Focus Premium, aber umständlicher in der Neupositionierung, und bei größeren Teilen sind viele Neupositionierungen erforderlich.
Dieses Geschwindigkeits-Massen-Problem gilt auch für Produkte wie den FARO Laser Tracker – der sich ideal für die Prüfung von Hauptgeometrien mit höherer Genauigkeit eignet, jedoch weniger für Aufgaben, die eine Prüfung mit geringerer Granularität erfordern. Ein Kunde, der zum Beispiel schwere Logistikgeräte herstellt, muss die Rohkarosserie vor der Endmontage prüfen. Mit einem Tracker könnte eine solche Aufgabe mehr als fünf Stunden in Anspruch nehmen. Mit einen Focus Premium im manuellen Modus lässt sich dieselbe Aufgabe für den gesamten Arbeitsablauf in nur 20 Minuten erledigen, was einer Reduzierung von mehr als 90 % entspricht.
Oder nehmen Sie einen Hersteller von schwerem militärischem Gerät, der eine abschließende Kontrolle durchführen muss, um festzustellen, ob alle Teile eingebaut sind und sich an der richtigen Stelle befinden. Mit dem FARO Focus im manuellen Modus (bei vier Focus Scannern und acht Scan-Positionen) können Sie diesen Vorgang von einem ganzen Tag (acht Stunden) auf 20 Minuten reduzieren. Auch hier sprechen wir von einer Zeitersparnis von mehr als 95 %.
Im automatisierten Modus kann der Prozess natürlich noch schneller ablaufen. In diesem Szenario muss der Benutzer lediglich eine Reihe von Scannern um das betreffende große Teil herum positionieren und kann dann die Scans automatisch und parallel mit einem einzigen Mausklick durchführen.
Automatisierte Datenerfassung – ein automatischer Erfolg
Die Magie liegt unter der Haube. Denn für Kunden, die große Produkte herstellen, ist die Kombination aus Focus Laser Scanner, FARO BuildIT Metrology Software und der FARO 3D-Messsoftwareplattform für Ausrichtungs-, Bau- und Inspektionsanwendungen die richtige 3D-Scanlösung, die eine vollautomatische Datenerfassung und -analyse mit beispielloser Geschwindigkeit und einer Genauigkeit ermöglicht, die für die meisten Inspektionsanwendungen mehr als akzeptabel ist.
Die automatische Erfassung ist die Fähigkeit, mehrere gleichzeitige Scans eines großen Teils oder einer Baugruppe zu erstellen. Das funktioniert recht einfach.
Zunächst werden mehrere Focus Laser Scanner um das zu scannende Teil herum (an der Wand oder der Decke) angebracht. Als nächstes aktiviert ein Skript in BuildIT, das mit der Installation des Systems geliefert wird, alle Focus Scanner parallel über ein proprietäres Automatisierungsadaptergerät und überträgt die Scans über Ethernet an einen Arbeitsplatz.
Dann beginnt die Registrierung der Punktwolken, und nicht verwendete Punktwolken werden mithilfe einer Clipping-Box gelöscht (denken Sie daran, dass ein Focus Laser Scanner eine 360ﹾ-Punktwolke erzeugt, in der ein Großteil der Daten für eine rein messtechnische Aufgabe überflüssig ist). Kugelzielmarken (über das FARO-eigene Traceable 3D-Zubehör) tragen zu einer höheren Genauigkeit bei. Die bereinigte Punktwolke kann dann mit der CAD-Datei verglichen werden, woraufhin ein Abschlussbericht erstellt wird. All diese Arbeitsabläufe werden automatisch ausgeführt und sparen nicht nur Zeit, sondern erfordern auch keinen Experten. Es sind auch nicht die gleichen Sicherheitsmaßnahmen erforderlich wie bei automatisierten Systemen, an denen Industrieroboter beteiligt sind.
Natürlich sind auch manuelle Arbeitsabläufe möglich.
Der größte Unterschied besteht darin, dass der Bediener nicht mehrere Scans gleichzeitig durchführt, sondern einen einzelnen Focus Scanner mehrmals neu positioniert. Scans werden manuell auf einen PC übertragen und in die FARO Scene- oder BuildIT Metrology-Software geladen. Einzelne Scans werden in einer Punktewolke registriert (auch hier werden Kugelziele verwendet, um die Genauigkeit zu erhöhen) und wie beim automatisierten Ansatz werden nicht verwendete Punkte mithilfe einer Clipping-Box gelöscht. Wenn BuildIT nicht verwendet wird, wird die Punktwolke in eine Messsoftware (CAM2, Polyworks usw.) importiert, wo die erforderliche Analyse durchgeführt und ein Bericht erstellt wird. Aber wie die obigen Ausführungen zeigen, ist die Zeitersparnis selbst in diesem Szenario erheblich.
Weg mit dem Alten, her mit dem Neuen
Ob automatisiert oder manuell, beide Ansätze verbessern die älteren Methoden der Präzisionsmessung radikal. Bei herkömmlichen Arbeitsabläufen führen Hersteller eine Sichtprüfung auf das Fehlen, das Vorhandensein sowie die Position und Ausrichtung von Komponenten durch – eine zeitaufwändige und fehleranfällige Aufgabe. Der Focus Premium für 3DM-Anwendungen beseitigt einen Großteil dieses prozessorientierten Engpasses. Stattdessen erhalten Kunden Berichte zur Abwesenheit, Anwesenheit, Position und Ausrichtung und sogar über Maßabweichungen aus der in das Messsoftwareprogramm geladenen Punktwolke. Das Ergebnis ist die gleiche Präzision bei höherer Geschwindigkeit – aber unter Umgehung eines Genauigkeitsniveaus, das für die meisten Inspektionsaufgaben bei großen Teilen oft gar nicht erforderlich ist.
Das Fazit:
3D-Messgeräte wie der Focus Premium, der Quantum Max ScanArm und der Vantage Laser Tracker und die zugehörigen Software- und Zubehörlösungen wie BuildIT Metrology, FARO CAM2 Software und Traceable 3D Targets sind die Äquivalente des 21. Jahrhunderts zum manuellen Werkzeuggürtel der Konstrukteure, Schweißer und Löter. Es kommt selten vor, dass ein Werkzeug das einzige Werkzeug ist, mit dem sich die Arbeit erledigen lässt. Oft werden bei jedem Schritt im Herstellungs-, Montage-, Inspektions- und/oder Reverse-Engineering-Prozess verschiedene Werkzeuge benötigt.
Daher sind ein Laser Tracker und ein Laserscanner in vielen Fällen die ideale Ergänzung für ein Projekt.
Wenn es um 3D-Messtechnik geht, mag der Ausdruck „gut genug ist gut genug“ zunächst befremdlich klingen. Aber wenn Sie etwas genauer hinschauen, von Millimetern auf Mikrometer, wird klar, dass übermäßig präzise, zeitaufwändige Messungen genauso störend sein können wie ungenaue Messungen.
Die richtige Balance zwischen Geschwindigkeit und Genauigkeit zu finden, ist das, worauf es derzeit ankommt. Und der FARO Focus Premium, mit automatisierten oder manuellen Workflows, ist der ideale Kompromiss zwischen diesen beiden Antipoden.
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