Weg zur intelligenten Messtechnik: Plug & Measure
Bild 03: Das Kalibrieren von Mehrkomponentenaufnehmern ist komplex, vor allem dann, wenn Kräfte um alle Bewegungsachsen gemessen werden. (Quelle: GTM Testing and Metrology)
Bild 04: Die von GTM entwickelte und akkreditierte Mehrkomponenten-Bezugsnormalmesseinrichtung zur Kalibrierung von MKA kann alle Vektorachsen gleichzeitig messen und bezieht dabei auch die Schwerkraft ein. (Quelle: GTM Testing and Metrology)
„Wir nennen unser Konzept Plug & Measure“, fährt P. Zolnierek fort. „Unser Kunde erhält ein All-inclusive-Gerät, komplett vorkalibriert und kompensiert, mit der größtmöglichen Präzision, die unsere MKA-Messeinrichtung bietet. Ein digitales Ausgangssignal liefert direkt die berechneten Messwerte. Damit nehmen wir dem Anwender viele Stolpersteine ab. Er muss keine Kompensationsmatrix mehr manuell einpflegen, keine Verstärker konfigurieren, man kann keine Leitungen verwechseln. Stromversorgung und digitale Schnittstelle anschließen – fertig. Das ist unser Weg zur intelligenten MKA-Messtechnik.“
Auch bei den sogenannten aufgelösten Systemen, die für besonders komplexe Messungen oder in großen Prüfständen zum Einsatz kommen, ist der von GTM verfolgte Ansatz vielversprechend und sogar leichter zu realisieren. Solche Systeme sind mit Abmessungen bis zu 2 m × 2 m größer als einzelne, monolithische MKA. Typischerweise sind es OEM-Anwendungen, bei denen solche Messplattformen zum Einsatz kommen. Die Systeme werden an die Bedürfnisse des Kunden angepasst, bieten aber letztlich die exakt gleiche Funktion, nämlich alle Kräfte und Drehmomente in den drei Achsen präzise zu erfassen.
„Bisher war es so: Der Kunde bestellt bei uns seine Messplattform und erhält vereinfacht gesagt ein sehr großes Stück Metall, dazu ein Stück Papier mit den Werten für die Kompensationsmatrix. Diese Plattform schließt er dann an einen Messverstärker an. Bei den monolithischen MKA gehen wir bei GTM den Weg der sensornahen Lösung, bringen also die Elektronik so nah an den Sensor wie möglich. Bei den Messplattformen können wir aufgrund des großen Bauraums die Elektronik in der Plattform integrieren“, erläutert P. Zolnierek.
Digitaler Kalibrierschein als Datenpaket
Stichwort Papier und Kompensationsmatrix: Es lohnt sich zu wissen, dass aktuell eine Entwicklung stattfindet, mit denen die Kraft- und Momentenmessung einen großen Sprung in Richtung Anwenderfreundlichkeit machen wird. Der digitale Kalibrierschein DCC wird perspektivisch den Papiernachweis ablösen. Nicht nur für GTM ist das ein logischer Schritt: Da die Sensoren ohnehin digital kommunizieren, können und sollten die Kalibrierdaten künftig direkt in der Elektronik abgelegt sein. „Technologisch ist das längst kein Hexenwerk mehr, sondern im Grunde ein digital abgelegtes, maschinell lesbares PDF“, so P. Zolnierek. „Die Kunst besteht jedoch darin, für alle Anwender weltweit verbindliche Normen zu finden. Da sind die beteiligten Akteure schon weit vorangeschritten, aber es ist noch ein Stück Weg zu gehen.“
In Zukunft: Mehrdimensionale Messungen
Auch MKA werden nicht über Nacht alle bestehenden Systeme ersetzen. Bei GTM geht man aber davon aus, dass die Zukunft den MKA gehört, denn sie liefern mehr Informationen und mehr Möglichkeiten, Prozesse zu verstehen und zu optimieren. Während einachsige Sensoren weiterhin in Anwendungen ihren Platz haben, in denen es um höchste Präzision oder um sehr große Kräfte geht, erschließen MKA neue Erkenntnisse über all das, was sich noch im Verborgenen befindet.
„Wir werden weiterhin viele einachsige Sensoren verkaufen“, so P. Zolnierek, „aber wann immer sich die Gelegenheit bietet, stoße ich unsere Kunden zum Nachdenken an und frage sie, ob sie sich wirklich sicher sind, ihre Anlage vollständig zu kennen. Denn schaut man genauer hin, zeigt sich oft, dass Querkräfte oder Biegemomente eine größere Rolle spielen als vermutet. Und ein ums andere Mal lässt sich der Kunde überzeugen, es mit einem MKA-System zu versuchen.“
Fazit
Die Kombination von Mehrkomponentenaufnehmern mit integrierter Elektronik, automatisierter Kalibrierung und dem DCC wird einen neuen Standard in der Messtechnik markieren. Es wird möglich sein, komplexe Systeme noch besser zu verstehen, dabei die Kosten zu reduzieren und die Präzision zu steigern. Anwender erhalten ein intelligentes, komplett vorkonfiguriertes Messsystem – schnell einsatzbereit, präzise und digital vernetzt. Ein Schritt mit dem Potenzial, viele Branchen der Industrie und auch die Wissenschaft nachhaltig zu verändern.
Literatur
- GTM Testing and Metrology GmbH, Bickenbach: www.gtm-gmbh.com