Qualitätskontrolle im großen Stil

Gasturbinen mit einer Länge von bis zu 13 Metern, 5 Meter hoch und 400 Tonnen schwer - Komponenten dieser Größenordnung gehören zum Kerngeschäft des Siemens Gasturbinenwerkes in Berlin-Moabit. Die High-Tech-Komponenten sind in Kraftwerken in der ganzen Welt im Einsatz und müssen dort höchste Anforderungen erfüllen. Extrem hohe Verbrennungstemperaturen, große Zentrifugalkräfte sowie Vibrationen und flüchtige Belastungen - die Gasturbinen sind anspruchsvollen Betriebsbedingungen ausgesetzt.

Bei der Produktion der Gasturbinen und ihrer einzelnen Komponenten ist daher exakte Maßgenauigkeit das A und O. Stahlbauteile müssen gleichmäßig bearbeitet werden, um eine maximale Stabilität zu garantieren. Die Daten für den CAD-Abgleich werden mit AICONs Photogrammetriesystem MoveInspect DPA ermittelt.

Erfolgsfaktor Energieeffizienz

Der Weg zu einem nachhaltigen Energiesystem führt über den elektrischen Strom. Innovative Technologien sind dafür gefragt. Für das gesamte Energiesystem liefert Siemens mit innovativen Produkten, Lösungen und Services, einzigartigem Know-how und globaler Energiemarkt-Kompetenz Antworten auf diese Herausforderung.

Das Siemens-Portfolio an Kraftwerksgasturbinen ist perfekt auf die Herausforderungen eines dynamischen Marktumfelds zugeschnitten. Die Modelle mit einer Kapazität von 4 bis 400 MW erfüllen die hohen Anforderungen eines breiten Anwendungsspektrums und gewährleisten Effizienz, Zuverlässigkeit, Flexibilität und Umweltverträglichkeit, niedrige Life-Cycle-Kosten und eine hohe Rentabilität.

Individualisierte Messung für anspruchsvolle Aufgabe

Die Stahlbauteile werden zum großen Teil direkt im Gasturbinenwerk Berlin fügetechnisch und mechanisch bearbeitet. Bei der Weiterverarbeitung stellt sich die Frage: Ist an allen zu bearbeitenden Stellen genügend Rohmaterial zum Abtragen vorhanden? Dazu muss der Ist-Zustand mit den CAD-Daten verglichen werden. Die Daten hierfür werden mit AICONs MoveInspect DPA ermittelt, die mit einer handgehaltenen Digitalkamera als Aufnahmesensor und der vollautomatischen Bildverarbeitungssoftware AICON 3D Studio arbeitet.

Zunächst wird das Stahlbauteil an den relevanten Punkten mit individualisierten, kodierten Messmarken und Messadaptern versehen. Mit der Digitalkamera wird das Messobjekt aus unterschiedlichen Richtungen aufgenommen, so dass alle relevanten Objektbereiche erfasst sind. Das Arbeiten mit kodierten Marken ermöglicht eine problemlose Automatisierung der Auswertung, da die Position jedes Punktes auf dem Bauteil vorgegeben ist. Jeder Anwender kann diesen Prozess individuell definieren. Die ermittelten Koordinaten werden automatisiert im SpatialAnalyzer mit dem CAD verglichen, um die grundlegende Qualität des Rohgussbauteils wie z. B. das Aufmaß und die Position von Öffnungen und Flanschen zu kontrollieren. Weiterhin wird die Messung zur Bestimmung der optimalen Bearbeitungsposition verwendet (Teilfugenanriss). Ein enormer Zeit- und Kostenvorteil!

Nach der Auswertung überträgt der Mitarbeiter die protokollierten Werte für den Teilfugenanriss auf das Bauteil. Hierzu arbeitet er nach einem von Siemens entwickelten Vorgehen. Mit Hilfe der kodierten Messmarken wird über Bogenschläge und einer tangentialen Linie die Teilfuge angerissen.

Siemens nutzt zwei besondere Features der AICON Software: Mit dem Modul "Adapter" kann der Anwender spezifische Adapter selber herstellen und mit der AICON Software einmessen. Siemens hat eigene Kanten- und Teilfugenadapter entwickelt. Sie sind durch die kodierte Marke am Bauteil positionsgebunden. Das Modul CodeMaker ermöglicht dem Anwender außerdem, eigene Messmarken zu erstellen. Jeder spezifische Adapter und jede Messmarke kann gemäß der Aufgabe (z. B. Teilfuge) beschriftet werden.

Für jedes Bauteil wird eine individuelle Messanweisung angefertigt. In dieser stehen Informationen über die Aufstellung des Bauteils, die zu verwendenden Zeichnungen, Protokolle und CAD-Modelle und die Position der Messmarken. Die Verwendung von "personifizierten" Messmarken und Adaptern ermöglicht einen hohen Grad an automatisierter Auswertung.

Eine Lösung mit Zukunft

In der Vergangenheit hat Siemens für die Messaufgabe einen Lasertracker benutzt. Derartige Systeme müssen jedoch während der Messung mindestens fünf Mal umpositioniert werden, um alle relevanten Messpunkte zu erfassen. Ein großer zeitlicher Aufwand, der mit einem Photogrammetriesystem deutlich reduziert wird. Die DPA wird frei in der Hand gehalten, benötigt keine festen Standpunkte und ist unempfindlich gegenüber Vibrationen und Erschütterungen.

AICONs Messsystem hat sich bei Siemens gegen Wettbewerber aus dem Bereich der industriellen Photogrammetrie durchgesetzt. Bernhard Gauger, Mitarbeiter im Qualitätsmanagement, Bereich Sondermesstechnik, ist von der technischen Leistung der DPA überzeugt und unterstützt diese Entscheidung: "Wir wollten mit der Photogrammetrie die konventionellen Messmethoden für die Qualitätskontrolle und das Erstellen der Teilfugenanrisse ersetzen. Unser Ziel war eine höhere Genauigkeit bei reduziertem Arbeitsaufwand. Dieses Ziel hat AICONs DPA erfüllt. Ein weiterer Vorteil: Die Mobilität des Systems ermöglicht Prozessqualifizierungen und Qualitätskontrollen beim Lieferanten vor Ort."

AICONs DPA ist ein bewährtes System, das seit Jahren erfolgreich für verschiedenste Unternehmen und Messaufgaben im Einsatz ist. Dank des Baukastenprinzips der MoveInspect Technology kann das System durch Ergänzungen auf die individuellen Messaufgaben eines Unternehmens zugeschnitten werden. Eine universelle Lösung!