Industrielle Mess- und Prüfsysteme der Fa. Ziemann & Urban GmbH

Mit der Entwicklung und dem Bau automatisierter Mess- und Prüfsysteme mit den Komponenten ZMess und ZVIS hat sich die Firma Ziemann & Urban GmbH insbesondere im Bereich der Qualitätssicherung etabliert.
Systeme der Ziemann & Urban GmbH werden seit dem Jahre 1991 im Automotive- Medizin- und Halbleiterbereich eingesetzt.
Neben der Prüfung von Maßhaltigkeit in absoluten oder relativen Systemen übernehmen die Systeme auch Funktionsprüfungen und werden beispielsweise bei Einstellarbeiten sowie in der Montagekontrolle eingesetzt. Messwertvisualisierung und eine systemübergreifenden Datenbankanbindung zählen ebenfalls zu ihren Aufgabenbereichen.
Die ZMess-Prüfsysteme der Ziemann & Urban GmbH kombinieren viele Messtechniken und führen sämtliche, für die Messung notwendigen Steuerungsaufgaben aus. Dabei kommen fremde, wie auch eigene Komponenten zum Einsatz, die über alle gängigen Feldbussysteme angeschlossen werden können.
Neben der Integration der Sensoren und Aktoren über Bussysteme und AD-Kanäle, besteht die Möglichkeit, kundenspezifische, oftmals bereits in das Prüfobjekt integrierte Sensoren und Aktoren über proprietäre Protokolle zu integrieren.
Für berührungslose Messungen und Inspektionen kann mit dem Mess- und Steuerungssystem ZMess eine zusätzliche Komponente, das Bildverarbeitungssystem ZVIS4300 kombiniert werden.

Das Leistungsspektrum der ZVIS Bildverarbeitung umfasst neben den gängigen modernen Auswertungsverfahren wie Bildvorverarbeitung, Oberflächeninspektion, Vermessung, Objekt- und Lageerkennung unter anderem die Möglichkeit, mehrere Kameras und Sensoren in einem gemeinsamen absoluten Koordinatensystem zu kalibrieren. Das ermöglicht beispielsweise die Steuerung von Robotern oder die Durchführung aufwändiger 3D-Vermessungen.
Die Kommunikation zwischen den Systemen erfolgt über das TCP/IP-Protokoll. Damit besteht die Möglichkeit, beide Systeme kostengünstig auf einem PC zu installieren oder, etwa bei Hochgeschwindigkeitsanlagen, zwei oder mehrere PCs zu verwenden. Für komplexere Aufgabenstellungen lassen sich beliebig viele ZVIS-Bildverarbeitungssysteme über ein ZMess- System steuern und die Ergebnisse zusammenfassen. Alle Messergebnisse aus Sensorik und Bildverarbeitung werden benutzerfreundlich über Farbmarkierungen, Balken oder Graphen visualisiert.

Die Benutzerführung erfolgt über große Displays mit genauer Anweisung der durchzuführenden Arbeitsschritte. Für Inbetriebnahme und Diagnose der Hardware stehen ein integrierter Logic-Analyzer, sowie ein Analyse-Tool für die verwendete Hardware zur Verfügung. Für normale IO/NIO-Messungen werden Farbmarkierungen über eine Prüfteildarstellung eingeblendet und über die Farbe der Status der Messung visualisiert. Genauere Informationen (Größe der Abweichung, Toleranzwerte, etc.) für Nacharbeiten kann der Bediener einer tabellarischen Darstellung entnehmen.

Speziell für Einstellarbeiten stellt das System ZMess zusätzlich eine Balken-Visualisierung zur Verfügung, da besonders hierbei eine Erfassung der Messwerte und Toleranzbereiche "auf einen Blick" erforderlich ist. Der Verlauf verschiedener Messwerte kann schließlich über eine beliebige Anzahl von Graphen dargestellt werden. Diese Graphen lassen sich über die Definition und der permanenten Überwachung von Grenzwerten zudem für Überwachungsaufgaben nutzen (Beispiel: Notabschaltung).

Zudem können aus realen Messwerten durch die in ZMESS integrierte Programmiersprache auch "virtuelle" Messwerte errechnet und dargestellt werden. Dies bedeutet oftmals eine Erleichterung und Beschleunigung der Einstellarbeiten.

Aufgrund seiner hohen Flexibilität kann eine ZMess-Lösung als Inline-Einbindung in eine Fertigungslinie verwendet werden, als (teil-) automatisierte Messzelle, oder aber als autarker manueller Montage- und Einstellplatz mit automatischer Vermessung. Die Kommunikation mit weiteren Komponenten einer Fertigungslinie erfolgt wahlweise über Feldbus, TCP/IP, digital IO oder auch RS232.
Für eine Traceability ist zusätzlich das Erfassen von produktspezifischen Daten, wie z.B. Serien- und Chargennummer der verwendeten Komponenten, erforderlich. Der Kunde definiert Umfang und Eingabeart der Produktdaten (z.B. Tastatur, Barcode-Scanner oder anderes Lesegerät). Die erfassten Messdaten können in einem frei konfigurierbaren Protokoll übersichtlich dargestellt und ggf. ausgedruckt und/oder gespeichert werden. Außerdem steht für Gestaltung von Labels ein WYSIWYG-Editor zur Verfügung, der es erlaubt, neben Text auch Barcode und Firmenlogo zu integrieren. Eine Datenbankanbindung ermöglicht dem Kunden, die Daten systemübergreifend zu speichern und auszuwerten. Zur Sicherheit können die Messdaten zusätzlich lokal in eine CSV-Datei gespeichert werden.

ZMess basiert auf einem, unter Windows XP laufenden Messtechnik-Rechner mit grafischer Oberfläche und einem dreistufigen Zugangssystem.
Die Bildverarbeitungseinheit ZVIS, die ebenfalls auf dem Messtechnik-Rechner aktiviert werden kann, nutzt hauptsächlich Firewire-Kameras, IR-Kameras oder optische Laser-Sensoren in jeder lieferbaren Auflösung.

Diese finden Verwendung bei Vermessungen, Oberflächeninspektionen oder bei Vollständigkeitsprüfungen. An den Firewire-Bus können mehrere verschiedene Kameras angeschlossen werden.
Die Ergebnisse der einzelnen Messungen können nach einer eindeutigen Skalierung über ein Berechnungstool beliebig miteinander kombiniert werden.
Das ZVIS-Programm stellt eine große Anzahl verschiedener Tools für die 3DPositionserkennung, die Vermessung und die Oberflächeninspektion frei zur Verfügung. Nach Erstellung der ersten Applikation ist jederzeit eine Erweiterung mit zusätzlichen, im normalen Lieferumfang enthaltenen Tools. Beispiel: Federnvermessung und Inspektion mit Bildverarbeitung