Trendsetter in der Messtechnik

Opel holt sich ein mit allen Schikanen ausgestattetes, messtechnisches Highlight ins Haus

Die Zentrale Qualitätssicherung im Internationalen Technischen Entwicklungszentrum (ITEZ) der Adam Opel AG rangiert messtechnisch an vorderster Front: Schweißanlagen vermessen die Rüsselsheimer mit einem mobilen, hochgenauen Messgerät auf Laserbasis. Die Zentrale Qualitätssicherung (ZQS) im ITEZ in Rüsselsheim trägt die Verantwortung für alle Werke des Automobilherstellers. Oberstes Gebot ist natürlich, technisch immer auf dem neuesten Stand zu sein. Nur so kann sich die zentrale Abteilung weiter entwickeln und wirklich gute Dienstleis-tungen an andere Abteilungen im Unternehmen erbringen.

Die Planung, Entwicklung und Konstruktion der Schweißstraßen für neue Fahrzeug-Modelle verantwortet das Internationale Technische Entwicklungszentrum (ITEZ) in Rüsselsheim. Die ZQS wiederum ist Bestandteil des ITEZ und prüft die Qualität der Anlagen, bevor sie in den Produktionswerken der Adam Opel AG endgültig aufgebaut und nochmals abgenommen werden. Lutz-Henning Steinbrecher ist in der Zentrale Qualitätssicherung (ZQS) dafür zuständig, neue Messmittel zu planen, zu beschaffen und zum Einsatz zu bringen ¿ inklusive der zugehörigen Mess-Software. Zudem ist er verantwortlich für Ausbildung und Training der Mitarbeiter. Sein aktueller Maschinenpark kann sich sehen lassen: Diverse Ständer-Messgeräte in manueller und CNC-Ausführung, sechs mobile Messarme für den fertigungsnahen Einsatz, ein photogrametrisches System mit zwei Kameras zum Vermessen großer Objekte und schließlich ein messtechnisches Highlight: Ein Laser Tracker des Herstellers Leica Geosystems. Als ¿High-End-Anwender¿ hat sich Steinbrecher gleich das Top-Modell LTD 500 mit allen Schikanen ins Haus geholt.
 Mit dem Laser Tracker verfügt die ZQS nicht nur über ein hochsensibles, optisches Koordinaten-Messgerät. Das Leica-Produkt steht zugleich für einen Trend, der sich in der Messtechnik schon seit geraumer Zeit abzeichnet: Die Qualitätssicherer sind es leid, ständig Messobjekte quer durch die Produktion zu den Messmaschinen zu kutschieren. Das kostet Zeit und Geld. Oft ist es bequemer und günstiger, die Messmaschine zum Objekt zu führen und vor Ort die Qualität zu prüfen. Die mobile
Messtechnik ist seit Jahren ein aufsteigender Zweig in der Branche.
 Und nicht selten gibt es gar keine andere Möglichkeit, als mit der Messmaschine direkt vor Ort zu prüfen ¿ wie in der ZQS bei Opel. Dort werden mit dem Laser Tracker in erster Linie Schweißstraßen vermessen, die bis zu 12 Meter lang sind und unverrückbar an ihrem festen Platz in der Halle stehen. Für die unbeweglichen Schweißstraßen ist nicht nur eine mobile Messtechnik erforderlich, denn die großen Abmessungen des Objekts lassen sich zudem nicht mit jeder beliebigen Messtechnik erfassen. Deswegen haben Steinbrecher und die Mitarbeiter der ZQS seit sechs Jahren für diesen Zweck das so genannte Metronor-System im Einsatz, das im Prinzip wie ein Bildverarbeitungs-System mit zwei Kameras funktioniert. Die Technologie hat sich beim Vermessen der großvolumigen Anlagen bewährt und wird in der ZQS nach wie vor benutzt. Seit einem guten Jahr nun wird das Metronor-System durch den Leica Laser Tracker unterstützt. Steinbrecher: ¿Die Technologien ergänzen sich sehr gut. Mit dem Laser Tracker messen wir die Referenzpunkte in den Schweißstraßen ein. Die sind enorm wichtig, da alle weiteren Prüfungen auf diesen Basis-Koordinaten aufbauen.¿
 Doch wie funktioniert der Laser Tracker eigentlich? ZQS-Mitarbeiter Thorsten Spielmann demonstriert das Prinzip und greift in einen kleinen Koffer, in dem Kugeln unterschiedlicher Größe aufbewahrt sind: ¿In diesen Kugeln sind Glasreflektoren eingebaut, mit denen ich den Laserstrahl aus dem Tracker sozusagen auffange. Wenn ich mit meiner Hand die Kugel bewege, folgt der Laser Tracker automatisch.¿ Und tatsächlich: Bewegt Spielmann den Reflektor, dann folgt das Kopfstück des Trackers durch Drehen oder Nicken. Mit dem Reflektor in der Hand kann sich Spielmann frei am Messobjekt bewegen und an den festgelegten Punkten die Messungen auslösen. Im gleichen Moment sind die Koordinaten der Raumpunkte im System abgelegt. Der Tracker arbeitet dabei mit so genannten Polar-Koordinaten. Die Lage eines Raumpunktes wird ermittelt aus zwei Winkeln ¿ sprich der Stellung des Kopfstücks des Trackers ¿ und der Entfernung des Reflektors zum Tracker.
 Das Leica-Produkt arbeitet extrem präzise. Die Messgenauigkeit ist abhängig vom Abstand des Reflektors zum Laser Tracker und liegt bei 10 µm/m. Olaf Wienke, Leica-Vertriebsingenieur, hat die Einführung des Laser Trackers bei Opel betreut: ¿Wenn ich die Zielweiten zwischen meinen einzelnen Kontrollpunkten möglichst kurz halte, dann lässt  Ø
×  sich die Genauigkeit sogar noch steigern.¿ Lutz-Henning Steinbrecher ist zufrieden: ¿Für diese großen Volumen ist der Tracker das Genaueste, was es meines Wissens derzeit auf dem Markt gibt. Mir ist kein vergleichbares Produkt bekannt.¿
 Das Modell LTD 500, das bei Opel im Einsatz ist, verfügt über eine Zusatzeinrichtung mit der Bezeichnung Nivel 20. Damit lassen sich so genannte horizontierte Messungen durchführen, die gerade bei den Schweißanlagen wichtig sind. Steinbrecher: ¿Die Anlagen laufen im Zwei- und teilweise im Dreischichtbetrieb. Durch die ständige Belastung kann es im Laufe der Jahre passieren, dass eine Ecke der Rahmenkonstruktion unmerklich absackt. Bevor bei einem Modellwechsel die neue Schweißstraße in den alten Rahmen eingebaut wird, muss unsere Abteilung prüfen, ob die messtechnische Basis stimmt und sich alle Eckpunkte des Rahmens auf gleicher Höhe befinden.¿ Das geschieht mit dem Laser Tracker. ¿Mit der Nivellierung überprüfen wir das Ganze und passen unsere Referenzpunkte entsprechend an¿, beschreibt Thorsten Spielmann den Arbeitsgang. Olaf Wienke ergänzt: ¿Alle relevanten
Stellen und Anlagenpunkte werden so auf ein einheitliches Niveau gebracht. Aus Sicht des Trackers steht die Anlage dann perfekt ¿ wie auf einer ruhenden Wasseroberfläche.¿
 Während der Messungen muss Thorsten Spielmann möglichst darauf achten, dass der Laserstrahl nicht durch Streben oder Blechteile unterbrochen wird. Denn dann verliert der Tracker den Reflektor aus dem Auge, und das System fällt auf seine Ausgangsposition zurück. Normalerweise müsste Spielmann in diesem Fall mit seinem Reflektor zurück zum Basisgerät und alles neu positionieren und wieder starten. Doch derartige, zusätzliche Dienstgänge sind beim Top-Modell LTD 500 nicht nötig. Der Tracker verfügt über eine zusätzliche Kamera, mit der er den Reflektor eigenständig sucht und mit Hilfe des absoluten Dis-tanzmessers das System neu ausrichtet, nachdem der Laserstrahl unterbrochen wurde. Für diese Übung muss Spielmann den Reflektor lediglich für einen Moment ruhig halten. Diese Tracker-Option hat sich bei der ZQS als sehr nützlich erwiesen. ¿Wenn die Schweißanlage einmal fertig ist, dann ist sie auch relativ zugebaut. Da ragen viele Teile hinein. Bei der Arbeit mit dem Tracker kann es dann schon mal passieren, dass ich den Strahl verliere¿, berichtet Spielmann.
 In der ZQS laufen seit mehr als einem Jahr alle messtechnischen Geräte mit der einheitlichen Mess-Software ¿Metrosoft CM¿ des Schweizer Softwarehauses Metromec. Für alle Messmaschinen wurden entsprechende Schnittstellen geschaffen, die einen reibungslosen Datentransfer an das Programm-System sicherstellen. ¿Auch der Laser Tracker wurde an diesen einheitlichen Datenstrom angeschlossen¿, berichtet Steinbrecher. ¿Das war ein wichtiger Bestandteil des Lastenheftes in den Gesprächen mit Leica.¿
 Das Andocken des Trackers an die Software-Basis von Opel verlief unproblematisch. Von Leica wird hierfür die so genannte Axyz-Software mitgeliefert, eine Art Betriebssystem für das optische Messgerät. Olaf Wienke erklärt die Funktionsweise des Programm-Pakets: ¿Mit dieser Software lässt sich der Tracker bedienen und die Messdaten: Der Benutzer kann das System kalibrieren, Messungen auslösen oder Befehle absetzen. Und das Programm ermöglicht den Datentransfer zum Software-System des Anwenders ¿ in diesem Fall Metromec.¿
 Auch die beste Technologie bringt dem Anwender wenig, wenn er sie nicht nutzen kann. Deswegen ist im Preis für den Laser Tracker bereits eine Basis-Schulung über fünf Tage inbegriffen, in der Olaf Wienke den Teilnehmern die Grundlagen der optischen Koordinaten-Messtechnik und der Handhabung des Laser Trackers vermittelt. Thorsten Spielmann war einer der Teilnehmer: ¿Der Lehrgang wurde mit einem Applikationstraining abgeschlossen. Da sind wir an die zukünftigen und möglichen Messprobleme herangegangen.¿ Auch mit dem Support ist Spielmann zufrieden. ¿Wenn ich ein Problem habe, rufe ich Herrn Wienke an. Der erklärt mir sofort alles.¿
 Seit einem Jahr ist der Laser Tracker in der ZQS im Einsatz, seit sechs Jahren das Metronor-System. Interessant ist dabei die Frage, wie in den Zeiten vor Einzug der optischen Messtechnik die gewaltigen Schweißstraßen bei Opel vermessen wurden. Steinbrecher kann sich noch gut an die riesigen Kontroll-Vorrichtungen erinnern, die damals in die Anlagen hineingefahren wurden, um strategische
Punkte der Schweißstraßen zu checken:
¿Das Gebilde hat so ähnlich ausgesehen wie ein überdimensionales Hirsch-Geweih. Damals haben die Mitarbeiter immer gesagt: Jetzt kommt der Hirsch.¿
 Bis hinein in die achtziger Jahre ging in Rüsselsheim der Hirsch um. Der Rekord, der Ascona und der Kadett waren damals die er-folgreichen Opel-Modelle. Das waren gute Karossen ¿ auch ohne optische Messtechnik: Wenn man die Türe zuwarf, dann war sie zu und schlug genauso wenig zurück an die Kniescheibe wie heute.

¿Für große Volumen ist der Tracker das Genaueste, was es meines Wissens derzeit auf dem Markt gibt.¿

a: Der Laser Tracker ist mit Rollen versehen; der Wagen enthält das Zubehör, so dass das System problemlos im Werk transportiert werden kann ¿

b: Mit dem Laser Tracker werden bei Opel normalerweise Schweißstraßen vermessen, die bis zu 12 Meter lang sind und unverrückbar an ihrem festen Platz in der Halle stehen ¿

c: Der vom Tracker erzeugte Laserstrahl wird immer ins Zentrum eines so genannten Reflektors oder Tripel-Spiegels gelenkt, den der Benutzer frei bewegen kann