Vereinfachte Montage dank messtechnikgestützter Lösung

Siemens Gamesa: Vereinfachte Montage dank messtechnikgestützter Lösung

ARGON Measuring Solutions spielte eine maßgebliche Rolle bei der Entwicklung einer idealen messtechnikgestützten Lösung für den Cuxhavener Standort von Siemens Gamesa, einschließlich der maßgeschneiderten Frontend-Softwarelösung des Projekts. Wir sprachen mit dem Gründer und Eigner von ARGON, Geert Creemers, über das Projekt und ARGONs richtungsgebendes „Kaffeemaschinen-Prinzip”. 

Vielen Dank für diese Gelegenheit, Geert. Was sind die Unternehmensschwerpunkte von ARGON? 

Wir sind ein Messtechnik-Integrator, d. h. wir arbeiten mit technologischen Neuerungen, Hardware und Software und verknüpfen alles zu einer praktikablen Fertigungslösung. Wir haben den Begriff „Kaffeemaschinen-Prinzip“ geprägt, weil wir möchten, dass sich unsere Systeme direkt in der Fertigung ebenso einfach nutzen lassen – einfach einen Knopf drücken und los geht es, wie bei einer Kaffeemaschine. 

Wir sind überzeugt davon, dass Messtechnik anders als früher, als der Fokus auf Messraum- und Laborbedingungen lag, nun in höherem Maße direkt in die Fertigungsumgebung eingebunden wird. Zukünftig werden diese Prozesse einen wesentlichen Teil des eigentlichen Produktionsprozesses darstellen. 

Unsere Rolle dabei lässt sich so beschreiben: In der Vergangenheit verkaufte man Messgeräte für einen Messraum und installierte sie dort. Die Messtechniker erhielten Schulungen für das Gerät, an dem sie dann arbeiteten. Zunehmend werden solche Lösungen jedoch von Bedienern angewendet, die nicht mit der Hexagon-Hardware vertraut sind und die noch nie mit SpatialAnalzer oder anderer Messsoftware gearbeitet haben. Sie sehen Messtechnik einfach als ein zusätzliches Werkzeug, wie einen Schraubendreher sozusagen. Und so soll sich die Lösung daher auch bedienen lassen, so einfach wie ein Schraubendreher. 

Das ist die Vorstellung vieler Unternehmen, die in Messtechnik investieren möchten. Sie suchen nach Einfachheit in der Bedienung, aber auch nach einem System, dessen Anschaffung sich lohnt, das ihren Fertigungs- oder Montageprozess präziser und zuverlässiger gestaltet und so höhere Rentabilität verspricht. 

Wie kam es dazu, dass Sie bei Siemens Gamesa mit Hexagon an dem Projekt des Flexible Stator Assembly Center (FSAC) gearbeitet haben? 

Das Hexagon-Team hatte wegen des Projekts bereits Kontakt mit Siemens Gamesa aufgenommen. Gemeinsam hatten sie auch die Idee für eine kombinierte Lösung aus Photogrammetrie und Laser Tracker entwickelt. Sie hatten wohl erkannt, dass sich diese Produkte für den gewünschten Einsatz optimal eigneten. Voraussetzung war allerdings, sie direkt in die Fertigungslinie zu integrieren – die ledigliche Lieferung des Photogrammetriesystems und eines Absolute Trackers hätte nicht zum gewünschten Resultat geführt. Die angestrebte Lösung sollte in bestehenden Abläufe eingebettet werden. Da kamen wir ins Spiel – jemand aus dem Hexagon-Team, mit dem wir bereits zusammengearbeitet hatten, empfahl unsere Expertise bei genau dieser Art von integrierten Lösungen. 

Im November 2018 erhielt ich den Zuschlag von Hexagon. Wir führten ein erstes Vorgespräch mit Siemens Gamesa und sie waren beeindruckt von unseren bisherigen Projekten mit Hexagon. Sie sagten: „Das ist genau, was wir benötigen. Wann können Sie liefern?“ So kam es zur Zusammenarbeit. Während des ersten Besuchs vor Ort bestätigte sich, dass dieses Projekt genau zu uns passte. 

Sie und Ihr Team hatten also bereits Erfahrung in der Zusammenarbeit mit Hexagon? 

Wir hatten in der Vergangenheit bereits erfolgreich mit Hexagon zusammengearbeitet. Ein Beispiel dafür ist ein Projekt in Frankreich, bei dem wir gemeinsam den Montageprozess für den Flügelkasten eines Flugzeugs optimierten. Bei diesem Projekt kamen ein Absolute Tracker-System und SpatialAnalyzer zum Einsatz. Wir entwickelten eine Mensch-Maschine-Schnittstelle nach dem „Kaffeemaschinen-Prinzip“, die den Mitarbeiter durch den Montageprozess führt. Prinzipiell wären alle – auch Sie oder ich – nach zwei Stunden Schulung in der Lage, mit dieser Lösung zu arbeiten und die erforderlichen Messungen problemlos durchzuführen. 

Das klingt ja wirklich beeindruckend. Die Software übernimmt sicher einen Großteil der Aufgaben des Bedieners. 

Ja, und um das zu erreichen, muss eine Vielzahl unterschiedlicher Genauigkeitskontrollen eingebaut werden. Wenn Probleme auftreten, erhält man in aller Regel eine Fehlermeldung und der Bediener muss vielleicht aus Hunderten von Knöpfen den richtigen auswählen, um fortzufahren. Will man also ein vereinfachtes System, bedarf es einer besonders effizienten und gleichzeitig einfachen Fehlerbehandlung.  

Können Sie uns etwas über die Mitarbeit Ihres Teams am FSAC-Projekts bei Siemens Gamesa erzählen? 

Nachdem die Teams von Hexagon und Siemens Gamesa eine kombinierte Lösung aus einem 3D-Arena-Photogrammetriesystem mit dem Laser Tracker entwickelt hatten, wurde klar, dass es sich dabei um eine anspruchsvolle und neuartige Bündelung von Technologien handelt. Daher entschieden sie sich für eine Machbarkeitsstudie. Zu diesem Zeitpunkt wurden wir zur Mitarbeit am Projekt eingeladen. 

Ein Teil der Machbarkeitsstudie beschäftigte sich mit den von Hexagon beigesteuerten technischen Aspekten und prüfte die Realisierbarkeit der erforderlichen Genauigkeiten. Außerdem galt es, eine Vorstellung der erforderlichen Funktionsparameter der Mensch-Maschine-Schnittstelle zu entwickeln und die geeignete Integrationsmöglichkeit zu definieren. 

Das war ein Punkt, der zu Beginn noch recht unklar war. Es handelte sich um ein großes Projekt und die Anforderungen waren mit: „Liefern Sie uns ein System, das messen kann.“ ziemlich allgemein gehalten. Zwar standen noch einige genauere Informationen zur Verfügung, aber im Wesentlichen war das die Ausgangslage. Bei anderen Großprojekten stellte uns der Kunde normalerweise umfangreiche Dokumente mit detaillierten Vorgaben zur Verfügung. In diesem Fall jedoch ließ man uns nahezu freie Hand. Das war einerseits spannend, gleichzeitig jedoch eine Herausforderung der besonderen Art. Ihnen gefiel unsere Idee des Kaffeemaschinen-Prinzips, eines Systems, das besonders einfach zu bedienen ist, und sie gewährten uns großen Spielraum bei der Systemauslegung. 

Was genau haben Sie Siemens Gamesa geliefert? Wie hat Ihr Teil des Systems letztendlich ausgesehen? 

Letztendlich lieferten wir zweierlei. Da gab es zum einen eine selbstmessende Zelle. Das war der physische Teil der Lieferung. Wir entwickelten eine Roboterzelle, die das 3D-Arena- und das Absolute Tracker-System automatisch kalibriert. Damit verfügten wir über einen automatischen Einrichtungsprozess, mit dem sich das System über einen simplen Start/Stopp-Knopf bedienen lässt. 

Die Einstellung der 3D-Arena wird kalibriert, indem der Roboter, der einen Maßstab hält, eine komplexe programmierte Bewegungsroutine durchläuft. Die 3D-Arena-Kameras sind auf einem Drehtisch montiert. Während einer vollständigen Kalibrierung können sie sich so zum Roboter hin ausrichten. Sonst bewegen sie sich zwischen dem Stator und dem Panel für die optische Ausrichtung hin und her, das vor jeder neuen Segmentmessung überprüft wird. Der Prozessablauf wurde von den Ingenieuren von Hexagon und Siemens Gamesa festgelegt und wir fertigten das entsprechende automatisierte System, das den Prozess umsetzt. 

Der zweite Teil unserer Lieferung war die Software. Sie umfasst die Mensch-Maschine-Schnittstelle, die den gesamten Prozess steuert – die direkte Schnittstelle zum Bediener. Wir stellten die gesamte Software bereit, die einen Großteil der internen Messwertberechnung übernimmt. Bisher erledigte das Team diese Aufgabe im Wesentlichen manuell in Excel. 

Es handelt sich hier um eine speziell für den Kunden und diesen Anwendungsfall entwickelte Softwareanwendung. Eine echte Herausforderung: Es galt, die gesamte notwendige Kommunikation mit der 3D-Arena- und Absolute Tracker-Software sowie mit der SpatialAnalyzer-Messsoftware zum Laufen zu bringen und dann unsere vereinfachte Schnittstelle als abschließende Benutzeroberfläche daraufzusetzen. 

Unsere kundenspezifische Software umfasst den kompletten Prozess, sodass die Bediener am Ende lediglich den Stator und die Segmente positionieren und auf Start drücken müssen. Nachdem die erste Messung durchgeführt ist, übernehmen sie die von der Software vorgeschlagenen Anpassungen und messen sofort des zweite Segment und dann das nächste. Die Messungen des 3D-Arena/Absolute Tracker-Systems erfolgen in Echtzeit. Es geht also alles sehr schnell. Das System bietet dem Bedienpersonal eine besonders einfache, benutzerfreundliche Bedienoberfläche. Und das nenne ich eine Schnittstelle nach dem Kaffeemaschinen-Prinzip. 

Das klingt, als hätten Sie geliefert, wonach Siemens Gamesa gesucht hat. 

Ja, der Kunden ist äußerst zufrieden – sowohl mit Hexagon als auch ARGON. Für Siemens Gamesa geht es hier um ein besonders kritisches strategisches Projekt. Denn der Luftspalt der Turbine ist einer der Schlüsselparameter, der die Leistung der Turbine bestimmt. 

In der Vergangenheit wurden nur einige Messungen durchgeführt. Der Prozess dauerte sehr lange und trotzdem waren die Messungen nicht zuverlässig genug. Jetzt verfügen sie über eine Ausrüstung, die nicht nur schneller, sondern auch zuverlässiger ist. Darüber hinaus arbeiten wir mit dem Team von Siemens Gamesa an weiteren Projekten, die das Konzept der messtechnikgestützten Montage noch weiter in ihren Fertigungsprozess hineintragen. 

Nun ja, das nennt man wohl einen vollen Erfolg.