Sichere Gespanne

Messsysteme - Es kommt immer noch vor, dass Motorrad-Gespannrahmen nicht auf technischen Konstruktionszeichnungen basieren. Dann ermöglicht die mobile 3D-Messtechnik, die Genauigkeit in der Fertigung zu erhöhen.

31. Mai 2006

Alois Löw und sein Team aus dem niederbayerischen Kirchham/Schambach nahe der österreichischen Grenze bauen seit 1993 Motorrad-Gespanne (u.?a. mit Dieselmotoren). Sie benutzen hierfür das russische Dnepr-Gespann als Basis. Nach Durchtrennung und Verlängerung des Motorradrahmens wird ein Zweizylinder Hatz Industriedieselmotor eingebaut. Die Löw GmbH liefert Einzelanfertigungen. Diese werden nach Kundenwunsch gebaut. Die Veränderungen am Rahmen werden mit Hilfe von Vorrichtungen ausgeführt, die bei der Erstmusterfertigung des Umbaus erstellt wurden.

Die Arbeiten an den Gespannen stellen eine Reihe besonderer Anforderungen: Denn das Kiewer Motorradwerk Ukraine liefert als Herstellerwerk keine technischen Zeichnungen der originalen Rahmen. Vorgenommene Änderungen müssen am Erstmuster dokumentiert werden. Für die Einzelabnahmen der Neufahrzeuge fordert der TÜV zunehmend technische Unterlagen wie Zeichnungen mit Maßangaben und Berechnungen. Außerdem gilt es, Maßabweichungen des veränderten Rahmens von der idealen, das heißt, der geforderten Rahmengeome­trie zu erfassen. Alois Löw erläutert: »Die technische Sicherheit eines Fahrzeuges ist die größte Herausforderung an Entwickler, Konstrukteure und Hersteller. Dies gilt insbesondere dann, wenn ein Fahrzeug dem Fahrer und Beifahrer bauartbedingt nur relativ wenig passive Sicherheit bieten kann. Deshalb werden bei der Vermessung von Motorrädern und Motorradgespannen Daten erhoben, die den geometrischen Ist-Zustand des Messobjekts widerspiegeln. Die mobile 3D-Messtechnik schafft Sicherheit sowohl in der Serienproduktion als auch in der Einzelanfertigung und bei der Modifizierung

eines Motorrads oder eines Motorradgespanns.« Da die Löw GmbH über kein geeignetes Messsystem verfügt, wurde Ende 2005 der Frankfurter Messdienstleister Jens Meyer (›Meyer 3D‹) beauftragt, die Messungen durchzuführen. Zum Einsatz kamen dabei der mobile

FaroArm der Platinum-Serie mit einem Messvolumen von 2,4 m sowie die Messsoftware CAM2 Measure. Der FaroArm ist neben dem Platinum- auch als Titanium-Modell und in fünf verschiedenen Größen mit einem sphärischen Messbereich zwischen 1,2 und 3,7 Metern lieferbar. Durch die Beweglichkeit in sechs oder sieben Achsen und den patentierten internen Massenausgleich ist der Messarm auch an ungünstig erreichbaren Stellen einsetzbar. Der Messgriff des Systems ist mit vier Tastern ausgestattet, über die der Arm gesteuert wird; akustische Rückmeldungen geben dem Anwender Auskunft über den Messstatus. Die im Arm integrierte Logik errechnet mittels Drehmessgebern in den Gelenken die räumliche Position der Messspitze. Überlastungs-Sensoren, die in jedem Gelenk sitzen, warnen den Anwender, wenn der Arm überhöhten Handhabungs-Kräften ausgesetzt ist und sichern auf diesem Wege präzise Messergebnisse.

Optimierte Gespanne

Der Messarm besteht aus Verbindungselementen eines von Faro selbst entwickelten Verbundwerkstoffs - dies ermöglicht nicht nur ein geringes Gewicht zwischen 9 und 10 Kilo, sondern stellt auch die Basis für das Handling des Messsystems dar. »Der Auftrag der Löw GmbH lautete, die Rahmenfertigung der Hatz-Diesel-Gespanne zu optimieren. Wir haben zunächst den Messauftrag am Objekt noch einmal besprochen und dann die Messstrategie, die unter anderem die Lage des Koordinatensystems mit seinem Ursprung betrifft, festgelegt. Schließlich wurden das Messobjekt und das Stativ mit dem Messarm an geeigneter Stelle standsicher positioniert«, blickt Jens Meyer zurück. Vor Beginn der eigentlichen Messung wurde der Rahmen ausgerichtet. Das heißt, um sinnvolle Messergebnisse zu

bekommen, muss das messarminterne Koordinatensystem mit dem für den Rahmen errechneten Koordinatensystem zur Deckung gebracht werden. Dann erst kann die Vermessung des Motorradrahmens beginnen. Der Messtechniker führt den Tastkopf des FaroArms zu den Messpunkten am Rahmen und erfasst taktil (berührend) die Geometrie des 3D-Messobjekts. Messpunkte auf der Oberfläche des Messobjekts werden abgetastet. Deren Werte werden im Messrechner gespeichert und dann als XYZ-Koordinaten ausgegeben. Ist ein CAD-Modell des Messobjekts im Messrechner hinterlegt, werden die Abweichungen des realen Objekts zu seinem Soll-Modell (Soll-Ist-Vergleich) ausgewertet. Andernfalls wird der reine Ist-Zustand aufgenommen. Außerdem dienen - wenn erforderlich - Messung und Digitalisierung zur Erstellung eines CAD-Modells und zur Anfertigung einer technischen Zeichnung eines Bauteils.

Die Vorteile mobiler 3D-Messsysteme haben sich schon bei den Motorradherstellern herumgesprochen. Einige setzen sie bereits in der Herstellung ein. Die hohe technische Sicherheit, die Motorräder und Motorradgespanne heute besitzen, hat zwei wesentliche Ursachen: Konsequente Entwicklungsprozesse und eine zuverlässige Messtechnik. Dies beinhaltet die computergestützte Aufbereitung der Daten, systematische Soll-Ist-Vergleiche und den Einsatz aller verfügbaren Mittel zur Qualitätssicherung und Qualitätskontrolle. Meyer 3D bietet das ›Messsystem plus Dienstleistung‹ auch dem Endverbraucher an - also Werkstätten, Händlern, Zubehörherstellern sowie Privatkunden. Messungen der Fahrwerksgeometrie an Neu- und Unfallfahrzeugen stellen nur ein Beispiel für die Anwendungsmöglichkeiten der Frankfurter Messdienstleistung dar. Die Vermessung und Digitalisierung kompletter Rahmen und aller Bauteile bei Motorrädern und Motorradgespannen sind nur eine von vielen weiteren Möglichkeiten.

Mobiles Messsystem direkt am Objekt

Mobile Messsysteme wie der FaroArm werden zum Messobjekt transportiert. Die Vermessung erfolgt vor Ort - größere Objekte müssen nicht mehr transportiert werden, Transportrisiken entfallen, eingebaute Maschinenteile und Werkzeuge müssen nicht mehr demontiert werden, Maschinenausfallzeiten werden reduziert. Das spart Zeit und Kosten. Die mobile 3D-Messtechnik bietet sich nicht zuletzt für Einzelobjekte und Kleinserien an. Gerade die Entwicklung, Konstruktion und Herstellung von Motorrädern und Motorradgespannen sind ebenso wie der Nachbau, die Nachrüstung und die Modifizierung ein klassisches Thema für den Einsatz mobiler 3D-Messtechnik. »Erwähnt werden sollte aber auch, dass es 3D-Messverfahren im Rahmen der immer strengeren Zulassungsbestimmungen ermöglichen, bei Kleinstserien von einem Prototypen-Gespann alle Daten zu ermitteln und dadurch den Prüfstellen die erforderlichen Unterlagen zur Verfügung zu stellen«, ergänzt Jens Meyer.

Faro hat letztes Jahr die neue Messsoftware CAM2 Measure X1 vorgestellt, die die positiven Attribute der bisherigen Software-Pakete CAM2 Measure und CAM2 Automotive in einer einzigen Lösung zusammenfasst und damit den neuen Standard im auf CAD-basierenden Messtechnik-Markt definiert. Gerade die Automobilbranche profitiert von den neuen Funktionalitäten der Software-Lösung, wie zum Beispiel der Fähigkeit, auch große CAD-Dateien schnell bearbeiten zu können. Weitere Einsatzbereiche für die Software sieht Faro in der Medizintechnik und in der Instandsetzung, hier insbesondere bei Eisenbahnen, Drehgestellen und Ähnlichem.

Theo Drechsel

FAKTEN

- Messsoftware CAM2 Measure X1 fasst die positiven Attribute der Software-Pakete CAM2 Measure und CAM2 Automotive in einer einzigen Lösung zusammen.

- Ihre Stärken spielt CAM2 Measure vor allem in der fertigungsbegleitenden Qualitätssicherung, also außerhalb von Messräumen, aus.

Erschienen in Ausgabe: 04/2006