Industrie 4.0 – Messtechnik für die moderne Fabrik

Als Henry Ford vor über 100 Jahren die Fließbandfertigung in seinem Werk einführte, erschütterte er die Arbeitswelt. Heute steht die Industrie vor einer erneuten Revolution und dafür benötigt sie Messgeräte, die mehr können als nur messen.

Automatisierte Messlösungen

Der Automatisierung gehört die Zukunft. Als ­Henry Ford in den USA vor über 100 Jahren die Fließbandfertigung in seinem Autowerk einführte, hätte er sich wohl kaum träumen lassen, dass nur wenige Generationen später individuell konfigurierte Automobile voll­automatisch vom Band rollen werden. Dieser Fortschritt basiert auch auf der immer besser werdenden Messtechnik. Die vierte industrielle Revolution steht kurz bevor und benötigt Mess­geräte, die mehr können als nur messen.

Egal ob in der Automobilbranche, der Elektronik­industrie oder der Galvanik – überall dort, wo Abläufe sehr präzise und schnell wiederholt werden müssen, werden immer mehr Roboter eingesetzt. Das steigert die Qualität und senkt die Kosten, denn die Abläufe können unter konstanten Bedingungen stetig optimiert werden. Gleiches gilt für die Qualitätskontrolle: Wenn Taktraten steigen und sich Anlagen immer mehr vernetzen, muss auch die Messtechnik leistungsfähig und integrierbar sein.

Hightech-Strategie

Industrie 4.0 heißt auch, dass sich Produktionsabläufe immer mehr mit der Informationstechnik verzahnen: In der Smart Factory verbindet das Internet der Dinge Maschinen, Messsysteme, Bauteile und Produkte. Auf jedem Schritt der Wertschöpfungskette können zu Beispiel die Roboter und die Messgeräte miteinander kommunizieren. Die deutsche Bundesregierung unterstützt diese Entwicklung mit ihrer Hightech-Strategie. 2014 hat sie die Digitalisierung der Wirtschaft zur prioritären Aufgabe der Zukunft erklärt. 

 

 

  •  Industrie 1.0
    Anfang des 18. Jahrhunderts installiert ­Thomas Newcomen die erste wirtschaftlich genutzte Dampfmaschine, um Wasser aus einem Bergstollen zu pumpen. So legt er den Grundstein für die erste industrielle Revolution, die 1784 mit der Erfindung des mechanischen Webstuhls ganz Europa erfasst.
  • Industrie 2.0
    1913 lässt Henry Ford das T-Model in Fließbandarbeit herstellen. Über die Jahre wird die Produktion immer schneller – bis ein T-Ford in nur 93 Minuten zusammengebaut werden kann. 
  • Industrie 3.0
    Mit der Markteinführung des Mikrochips wird die Arbeitswelt erneut umgekrempelt. Nicht mehr Techniker sondern Programmierer sind die prägende Berufsgruppe in Fabriken der 70ger Jahre. 
  • Industrie 4.0
    In der Wirtschaft beginnt die 4. industrielle Revolution. In der Smart Factory sind alle Schritte der Wertschöpfungskette im Internet der Dinge miteinander vernetzt.

 

Losgröße 1 

Ein Kennzeichen der Industrie 4.0 ist die Dezentralisierung. Durch das Internet der Dinge kann jede Einheit auf alle ­Informationen zu einem Werkstück zugreifen. Daher können Entscheidungen auch dezentral getroffen werden – der ­Prozess wird modular.

Optimaler Weise erlaubt das dem Kunden, sein Produkt  vollständig zu individualisieren. Ein Handy zum Beispiel kann, während es die Produktionsstraße durchläuft, eine Lackierung in der Lieblingsfarbe des Kunden und eine Gravur abrufen. Trotz dieser steigenden Produkt- und Prozessvielfalt soll dabei ein Einzelstück nicht mehr kosten als Massen­produktion. 

Qualitätssicherung in Echtzeit

Die individuelle Herstellung würde es erlauben, den Prozess vollständig transparent zu machen: Wenn zu jedem Schritt umfassende Daten vorliegen, kann das fertige Produkt bei Bedarf bis zu den Rohmaterialien zurückverfolgt werden.

Damit diese Vision Realität werden kann, ist eine leistungsfähige und vollständig integrierte Messtechnik mit Schnitt­stellen zu allen Kontrolleinheiten nötig. Die Qualitätssicherung muss in Echtzeit funktionieren und darf kein Bremsklotz im Prozess sein, denn die Sensorik und Messanlagen sind die Augen und Ohren der Smart Factory.

Seit über 60 Jahren entwickelt und produziert Fischer fortschrittliche Messinstrumente. Unsere Erfahrung aus der Mess­technik setzten wir auch in der Automation ein. Mit über 300 installierten Inline-Systemen weltweit bieten wir ausgefeilte, automatisierte Messtechnik – von der Standardeinheit bis hin zur maßgeschneiderten Kundenlösung.

Taktile Schichtdickenmessung

Gerade in der Automobilindustrie ist das Qualitätsmanagement bereits hoch automatisiert. Hier bietet Fischer mit dem ­FISCHERSCOPE MMS PC2 ein sehr flexibles System, das mit vielen Messverfahren auf verschiedenen Etappen der Produktion eingesetzt werden kann. 

In der Prüfung von sperrigen Teilen kann der Messvorgang mit einem mehrachsigen Roboterarm automatisiert werden. So wird zum Beispiel die Lackschichtdicke auf verzinkten Karosserien oder Turbinen schnell und präzise mit dem ­phasensensitiven Wirbelstrom-­Verfahren bestimmt. Der Roboter fährt mit der Sonde in schneller Abfolge viele Messpunkte an und lokalisiert die richtige Stelle mithilfe einer Bilderkennung.

Im Gegensatz zur manuellen Messung setzt der Roboter die Sonde auch auf gekrümmten Teilen, wie einem Kotflügel, immer perfekt senkrecht auf. Die konstanten Messbedingungen erlauben es, auch sehr feine Unterschiede in der Beschichtungsqualität aufzudecken und so den Lackiervorgang zu verbessern.

Automatisierung in der Elektronikindustrie

Nicht alle Industrie-Roboter aber sind groß und orange. In der Elektronikbranche werden häufig automatisierte Schlitten und Handling-Systeme eingesetzt, um empfindliche Teile wie Wafer vor Umwelteinflüssen zu schützen.

 Wafer werden unter Reinraumbedingen hergestellt. Das X-RAY XDV-µ SEMI ist eine vollautomatisierte Prüfstation, mit der die sensiblen Siliziumscheiben präzise und sicher vermessen werden können

Auch wenn bei der Wafer-Herstellung ganz andere Anforderungen gelten als in der Autobrache: Gleich bleibt, dass die Systeme der Qualitätssicherung sich nahtlos in die Produktion einfügen müssen. Daher statten wir auch unsere Röntgenfluoreszenz-­Geräte mit Datenschnittstellen für die Anbindung an die SPS aus.

Das X-RAY XDV-µ SEMI von Fischer ist für die Reinraumbedingungen in der Wafer-Herstellung ausgelegt. Ein vollautomatisierter Roboter bewegt die Wafer mit größter Vorsicht und Genauigkeit aus der Kassette in den gekapselten Innenraum des Messgerätes. Ausgestattet mit einem leistungsstarken Detektor und Mikrokapillaren kann das Röntgenfluoreszenz-Gerät sehr feine Analysen durchführen, z. B. die Stoffzusammensetzung von Lötkappen oder die Dicke der Goldbeschichtung auf Steckkontakten bestimmten.

Effizienter Einsatz von Gold in der Galvanik

Viele der Steckkontakte, die in der modernen Elektronik verwendet werden, sind galvanisch veredelt. Meist werden die hochwertigen Stecker mit Gold beschichtet – solche Kontakte sind besonders korrosionsbeständig.

Um teure Materialien wie Gold nicht zu verschwenden, muss die Dicke der Beschichtung in der Bandgalvanik streng überwacht werden. Auf diesem Gebiet der Automatisierung hat Fischer über 30 Jahre Erfahrung und hat mit dem FISCHERSCOPE X-RAY 4000 ein optimal auf die Bedürfnisse der Branche angepasstes System im Portfolio. So bieten wir als einziger Hersteller verschiedene Features für die statistische Auswertung an, mit denen bei gleichbleibender Beschichtungsqualität die Menge des Goldes erheblich reduziert werden kann. Das ist einzigartig im Markt.

Vom ersten Gespräch bis zur Ausphasung

Neben diesen Beispielen ist Fischer in vielen weiteren Branchen mit automatisierten Messlösungen präsent. Dazu gehört auch, dass wir während des gesamten Lebenszyklus der Inline-Messanlagen auf lückenlosen Service setzen. Vom ersten Gespräch bis zur Ausphasung wird der Fischer-­Service auf die Bedürfnisse des Kunden zugeschnitten. In modernen Fabriken kann somit rund um die Uhr individuell gefertigt und die Qualität stetig überwacht werden. 

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