Wie die Augmented-Reality-Projektion Messtechniker im Stahlbau entlastet
Im Stahlbau kämpfen Messtechniker oftmals mit einem hohen Zeit- und Ressourcenaufwand. Eine besondere Schwierigkeit stellt der Abgleich von Ist- und Soll-Zustand von Bau- und Anbauteilen nach Schweißvorgängen dar. Nur mit diesem lassen sich entsprechende Arbeitsanweisungen und Vorgaben für die Werker ableiten beziehungsweise visualisieren. Messtechniker können diesen aufwendigen Prozess jedoch durch intelligente Laserprojektion erheblich vereinfachen und beschleunigen. Das spart Zeit, Geld, erhöht die Genauigkeit und ermöglicht es dem Unternehmen, sich als attraktiver Partner am Markt durchzusetzen.
Messtechniker im Stahlbau werden häufig mit anspruchsvollen Konstruktionen und speziellen Herausforderungen beispielsweise durch Hitzeverzug im Schweißen konfrontiert, was den Produktionsprozess in die Länge zieht. Dabei gilt es, ein komplexes Toleranzmanagement umzusetzen (gemäß Geometrical Product Specifications der ISO/TC 213 oder ASME Y14.5). So werden für einige Bauteile höhere Toleranzen akzeptiert als für andere, besonders kritische Teile, die präziser gefertigt werden müssen.
Zunächst müssen die Messtechniker den genauen Ist-Zustand des Grundkörpers des Bauteils ermitteln und mit dem Soll- oder Plan-Zustand abgleichen, um evtl. notwendige Nacharbeiten an diesem sofort umsetzen zu können. In den folgenden Prozessabschnitten gilt es, die weiteren Anbauteile vom Soll-Zustand so auf den Ist-Bauzustand zu adaptieren, dass die geforderten Fertigungstoleranzen eingehalten werden. Ziel ist es, teure und mühsame Nacharbeiten in nachgelagerten Prozessschritten zu vermeiden und notwendige Adjustierungen – etwa das Richten von durch Schweißverzug deformierten Bauteilen, das Aufschweißen von zusätzlichem Material oder das Abtragen von Material durch Schleif-/Fräsprozesse – effektiv im Prozess umzusetzen.
Dieser komplexe Ablauf kostet viel Zeit. Zudem müssen für das messtechnische Verfahren in der Regel alle weiteren Arbeiten am Bauteil unterbrochen werden, damit die manuelle Messung ungestört erfolgen kann. Um den Prozess zu vereinfachen, zu beschleunigen und zu präzisieren gibt es die Augmented-Reality-Projektion (AR-Projektion).
Die Vorteile der AR-Projektion von EXTEND3D- Part of Atlas Copco Group
Die dynamische Laserprojektion reduziert den manuellen Aufwand im Produktionsprozess um bis zu 75 Prozent. Sie ist in der Lage, auf Basis der Messdaten aus der Messsoftware die Sollposition des Anbauteils auf dem Schweißkörper darzustellen, ohne dass der Messtechniker händisch seine Soll-Koordinaten anzeichnen muss. Auf diese Weise kann die Lösung von EXTEN3D- Part of Atlas Copco Group den messtechnischen Prozess deutlich vereinfachen und die gesamte Fertigung komplexer Stahlbaukonstruktionen beschleunigen. Mit dem verbesserten Verfahren gewinnen Unternehmen also einen wichtigen Wettbewerbsvorteil. Denn das Unternehmen kann in der gleichen Zeit mehrere Aufträge umsetzen. Außerdem sind Messtechniker mit der neuen Lösung in der Lage, ihre Mitarbeiter für anspruchsvollere Aufgaben einzusetzen und sie von mühsamer Routinearbeit entlasten. Dies trägt dazu bei, den Fachkräftemangel zu entschärfen, die Attraktivität des Arbeitsplatzes zu steigern und Nachwuchskräfte zu gewinnen.
Wie funktioniert der Kontroll-Messprozess mit integrierter AR-Projektion?
Bei Stahlbauprojekten arbeiten Messtechniker und Werker eng zusammen. Je nach Bedarf werden dabei taktile Messmethoden, wie zum Beispiel eine Ständermessmaschine, oder optische Verfahren, wie etwa Photogrammetrie oder Lasertracker, eingesetzt, um den Ist-Zustand der Grundstruktur der Stahlkonstruktion zu ermitteln. Die AR-Projektion lässt sich problemlos mit allen drei Verfahren kombinieren. Für die Vermessung von Hochpräzisionsbauteilen sind taktile Verfahren besonders geeignet, während optische Verfahren eine berührungslose, vollflächige Erfassung der Objektoberfläche ermöglichen. Für Objekte mit einer sehr großen Oberfläche wie Flugzeugrumpftonnen oder Reaktorkammern bietet sich der Lasertracker an.
Welche Voraussetzungen müssen erfüllt sein?
Technisch besteht die AR-Lösung aus einem Laserprojektor, zwei Kameras und einer intelligenten Software zur Steuerung des Projektors. Um Arbeitsschritte korrekt zu visualisieren, benötigt die Software die Koordinaten der Messmarken sowie die Soll-Koordinaten der Anbauteile. Diese lassen sich über eine generische Austauschschnittstelle in die Projektionslösung importieren.
Die Projektionslösung von EXTEND3D – Part of Atlas Copco Group ist in der Lage, CSV-Dateien, das G3D-Format und alle gängigen CAD-Formate problemlos einzulesen. Die AR-Lösung erkennt mithilfe der Kameras die Markierungen auf dem Bauteil. Drei bis vier solcher Referenzpunkte im Sichtfeld der Lösung sind nötig, um sich im Raum zu orientieren. Diese Markerdichte ist kein Problem, da die Marker bereits für die vorangegangene Messung der Messtechniker benötigt wurden und weiterverwendet werden können.
Fazit: Der Startpunkt für Industrie 5.0
Durch den Einsatz von AR-Projektion können Messtechniker Projekte schneller, genauer und kostengünstiger durchführen. Die Assistenztechnologie ermöglicht es, schwer automatisierbare Prozesse digital zu optimieren und ein ideales Zusammenspiel von technischer Unterstützung und menschlicher Erfahrung zu schaffen. Damit ebnet die AR-Projektion den Weg für Industrie 5.0 – die nächste Entwicklungsstufe der Industrie weltweit.
