Qualitätssicherung in der Fertigung

Digitale Geräte erobern die Fertigung. Messgerätehersteller wie Keyence, Werth Messtechnik und Dr. Schneider läuten das Ende von Messschraube und Messschieber ein.

Stanz- und Biegeteile, Fräs- und Spritzgusselemente – kaum ein Endprodukt kommt heutzutage ohne zahlreiche Kleinteile dieser Art aus. Auch wenn es sich ‚nur‘ um den Erdungsbügel einer Steckdose handelt, jedes Element muss während seines Entstehungsprozesses immer wieder auf Maßhaltigkeit überprüft werden.

Bei komplexeren Werkstücken kommen da Dutzende von Merkmalen zusammen, und jedes einzelne muss sorgfältig mit Messschrauben und Messschiebern nachgemessen werden, oder abseits der Fertigung im QS-Labor analysiert werden – beides zeitaufwändige Verfahren.

Viele Unternehmen setzen daher in ihrer Fertigung auf die Werkerselbstprüfung – eine Methode, die Mitte der 60er Jahre aufkam. Dabei werden die Mitarbeiter der Produktion soweit geschult, dass sie während des Produktionsprozesses eigenständig die Verantwortung für die Qualitätssicherung übernehmen können.

Die Werkerselbstprüfung ist umstritten. In einschlägigen Foren und Diskussionsrunden kochen bei diesem Thema die Emotionen schnell hoch. QS-Manager beschweren sich über die Zumutung, ungelernten Kräften den Umgang mit komplizierten Messmitteln beibringen zu müssen – getrieben von der Geschäftsführung und deren Forderung, Kosten einzusparen.

Auch wenn die Werkerselbstprüfung als Mittel dient, die Qualität und das Produktionstempo zu erhöhen, bleiben die Probleme: „In der Produktion haben Sie Mitarbeiter mit unterschiedlicher Nationalität und unterschiedlichen Wissensständen. Sie alle müssen das Messmittel verstehen und bedienen können, ohne lange Beschreibungen lesen zu müssen, sonst lehnen sie es ab“, weiß Detlev Nuss, der Qualitätsbeauftragte und Leiter der Abteilung Qualitätssicherung bei Schnöring.

Produktion von bis zu 60 .000 Teilen in der Stunde

Detlev Nuss kümmert sich seit fast 25 Jahren sich um die Qualitätssicherung bei dem Familienunternehmen. Schnöring stellt technische Federn, Stanz-Biegeteile und Baugruppen für die Elektroindustrie, Beschlag- und Aerosolindustrie sowie für Weiße Ware und Medizintechnik her.

Die Stanzmaschinen und Windeautomaten produzieren bis zu 60 000 Teile in der Stunde. Die Anforderungen an die Teile sind sehr hoch. Ein Stanz-Biegeteil hat manchmal bis zu 100 Merkmale, die überprüft werden müssen. Wie aber soll der Qualitätsmanager dem kroatischen Facharbeiter oder dem ungelernten Leiharbeiter in einem Dreischicht-Betrieb nahelegen, dass alle Maße seiner Bauteile auf ein µ genau stimmen müssen, er korrekt mit den Messmitteln umzugehen hat, nebenbei auch noch alles penibel dokumentiert sein muss und der Werker das Ganze mit seinem Namen zeichnen soll?

Gut versteht man unter diesen Voraussetzungen den Siegeszug von einfachen digitalen Geräten zur Qualitätssicherung wie die Profilprojektoren von Keyence, Werth Messtechnik, Dr. Schneider und Co. Sie sind genau, sorgen für wiederholbare Ergebnisse und übertragen die Daten gleich ins CAQ-System.

Genialität liegt in der Einfachheit

Vorläufer dieser Geräte gibt es schon lange, doch war ihre Bedienung bislang eher etwas für ‚Studierte‘, auch sind komplexe Messmaschinen wie etwa die 3D-Koordinatenmessgeräte zu empfindlich für die raue Umgebungen einer Produktionshalle. „Wir hatten schon länger nach einer Prozessoptimierung gesucht und Keyence war vor fast vier Jahren der erste, der so etwas in dieser Perfektion herausgebracht hat. Die Genialität liegt in der Einfachheit. Das war für uns ein wesentlicher Grund, es zu kaufen“, so Nuss.

Als die Profilprojektoren von Keyence auf den Markt kamen, griff Detlev Nuss, Leiter der Qualitätssicherung bei Schnöring, sofort zu.

Auch Axel Bonow, Teamcoach im Qualitätswesen bei Eduard Kronenberg, einem Hersteller von Stanz- und Biegeteilen aus Stahl, NE-Metallen und Kunststoff, hatte seine liebe Not mit der umständlichen Messerei: „Wir haben lange mit Handmessmitteln wie zum Beispiel Messschieber und Dreipunktinnenmessschraube gearbeitet.“ Das konnte bei den komplizierteren Teilen schon einmal 20 Minuten dauern. „Wenn drei Kollegen dasselbe Bauteil gemessen haben, gab es unter Umständen drei unterschiedliche Ergebnisse“, ergänzt er. Auch er griff sofort zu, als die Projektoren sich etablierten.

Ein Profilprojektor vergleicht die Kontur des aufgelegten Prüflings optisch mit den hinterlegten CAD-Daten. Dazu muss der Bediener nur das Bauteil auf eine Scheibe legen und den Messvorgang per Knopfdruck starten. Das Keyence-Gerät erkennt ein oder mehrere Prüfobjekte, ohne dass der Benutzer sie ausrichten muss. In Sekunden werden alle Prüfmaße gleichzeitig aufgenommen. Schnell zogen andere Hersteller nach. Seitdem er­obern die digitalen Geräte die Fertigungshallen.

Die Firma Werth Messtechnik bietet Profilprojektoren an. Bei ihren Geräten liegt der Fokus auf einer zertifizierten Genauigkeit. Die Geräte sind gemäß ISO 10360 beziehungsweise VDI/VDE 2617 spezifiziert. Integriert wurde außerdem eine Form- und Lageberechnung nach ISO 1011.

Tempo, Bedienbarkeit, Wiederholbarkeit und Genauigkeit sind die Key-Features, die digitale Profilprojektoren auszeichnen und die im Produktionsalltag immer wichtiger werden. „In den letzten Jahren sind die vom Kunden geforderten Toleranzbereiche immer weiter eingeengt worden. Wenn man auf diesen Märkten noch mitspielen will, ist man gezwungen, moderne Messtechnik einzusetzen. Das Messen mit der Hand kostet zu viel Zeit und ist kaum noch reproduzierbar“, so der Qualitätsmanager Bonow.

Heute sind die Baugruppen komplexer. Auch sind die Maschinen und Werkzeuge in der Lage, innerhalb engerer Toleranzgrenzen zu fertigen. „Es geht darum, Gewicht und Material einzusparen, dadurch werden die Teile filigraner und die Qualitätsansprüche höher“, sagt Nuss. „In unserem Bereich, der Stoßdämpfertechnik, wünscht sich der Kunde immer mehr Komfort im Endprodukt. Um dies zu erreichen, setzen wir immer feinere Fertigungstechniken ein. Miniaturi­sierung erfordert wiederum genauere Messmethoden“, bestätigt Bonow. So setzen immer mehr Unternehmen auf digitale Messmethoden, auch wenn so ein Gerät zwischen 30 und 40 000 Euro kostet und eines allein selten ausreicht.

Wenn Detlef Nuss an seine Anfangszeit bei Schnöring zurückdenkt, zeigt sich deutlich, wie umfassend der Wandel hin zur digitalen QS ist: „1990 wurde zwar gemessen, jedoch wenig schriftlich in der Fertigung dokumentiert. Die Dokumentation wurde im Wesentlichen in und von der QS durchgeführt. Später wurde in der Fertigung händisch dokumentiert, das heißt, es wurden Prüfpläne geschrieben, Kontrollkarten, die woanders ausgedruckt werden mussten, händisch ausgefüllt.“

Sabine Spinnarke