ZEISS Technik unterstützt Mars-Rover-Projekt

Mit einem KMG von ZEISS holt sich Andrew Tool den Auftrag für ein "Mars Science Laboratory"

Bei der Firma Andrew Tool & Machining Inc. sind Koordinatenmessgeräte (KMG) wesentlicher Bestandteil der Herstellungsverfahren, jedoch hatte es das Unternehmen bisher noch nie mit einem Projekt mit so aufwendigen Messungen, engen Toleranzen, anspruchsvollen Wärmebehandlungen und einem derart knappen Zeitrahmen zu tun: Man wollte einen Auftrag für ein MSL (Mars Science Laboratory)-Projekt an Land ziehen: Mithilfe eines KMG von Carl Zeiss sollte das auch gelingen.

Situation

Carl Zeiss hatte seine Leistungsfähigkeit bereits bei Superior Tool, der Schwestergesellschaft von Andrew Tool, bewiesen. "„Das Messgerät PRISMO ist hier bei Superior Tool eine sehr wichtige Komponente im Qualitätsmanagement, und mein Ziel war es, dieses System auch bei Andrew Tool zu implementieren und darauf aufbauen zu können“", so der Vorstandsvorsitzende Bruce Hanson. Andrew Tool ist ein außergewöhnliches Unternehmen, das auf mehr als 30 Jahre Erfahrung zurückblicken kann und dabei von ganz einfachen bis zu den kompliziertesten geometrischen Formen alles abdeckt. Der Großteil der Kunden von Andrew Tool ist in den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Verteidigung, Medizin und Mikroelektronik zu finden, Branchen, in denen Komponenten oft mit sehr engen Toleranzen gefertigt werden müssen.

Im Rahmen des neuen, anspruchsvollen MSL-Projekts stellte Andrew Tool Aktoren (Getriebe) für den kommenden Mars-Rover "Curiosity" her. Dieser neue Rover wiegt mehr als 4.500 Kilogramm und damit fünfmal so viel wie jetzige Rover und kann im Vergleich zum aktuellen "Spirit" oder "Opportunity" mehr als das zehnfache Gewicht an wissenschaftlichen Geräten transportieren. Aus diesem Grund werden Leistung und Drehmoment des Antriebssystems solider sein und die Räder werden wesentlich größer ausfallen als bei früheren Modellen. Die NASA-Techniker gehen davon aus, dass mit diesen Änderungen ein Problem des "Spirit" der Vergangenheit angehört, nämlich dass der Rover in einem Sandhaufen stecken bleibt.

Neue Herausforderungen

Damit die neue Aktorkonstruktion der NASA zu einem Erfolg wird, musste Andrew Tool zahlreiche Vorgaben beachten. Viele der Bauteile wiesen sehr tiefe Aussparungen auf, und kleine Radien sowie extrem enge Toleranzen, häufig mit verschiedenen Teilkreisdurchmessern der Zahnräder, erschwerten die Arbeit zusätzlich. Eine weitere Herausforderung waren Lagetoleranzen von 0,005 Millimetern, die geforderte geometrische Kontrolle innerhalb von 0,002 Millimetern und die notwendige Messsteuerung innerhalb von 0,0025 Millimetern, selbst bei verhältnismäßig großen Maßen. In Verbindung mit einem knappen Zeitrahmen von 18 Monaten und den Anforderungen der Zertifizierung nach AS9100 war es unbedingt notwendig, dass Andrew Tool seine Koordinatenmesstechnik in puncto Präzision und Geschwindigkeit noch erweiterte. ndrew Tool erwarb die ACCURA von Carl Zeiss mit dem aktiv messenden Sensor VAST XT gold.

Perfekte Projektorganisation

Eine neue Maschine im Produktionsprozess ist stets mit einem Einarbeitungsaufwand verbunden. "Mit der ZEISS ACCURA gelang uns die perfekte Organisation des Projekts und wir konnten fristgemäß exakte und verständliche Prozessberichte abliefern. Es kann gar nicht zu oft betont werden, wie wichtig gründliche Kontrollen für die Entwicklung und den Aufbau von Prozessen sind", erklärt Bryant Broderick, Qualitätsbeauftragter bei Andrew Tool. Das Projekt umfasste 14 verschiedene Teilenummern mit Stückzahlen von vier bis zwölf und zusätzlich Installationsteile. Besonders nützlich war die Temperaturkompensationsfunktion, denn damit konnten Teile direkt von der Werkzeugmaschine geprüft und die Ergebnisse an den Werkzeugmacher weitergegeben werden. Bei einem Ausdehnungskoeffizienten von 0,14 μm pro Grad könnten ein paar Grad den Unterschied zwischen "in Ordnung" und "nicht in Ordnung" ausmachen. "Wir waren erstaunt, wie mühelos die ACCURA all diese Messungen durchführte."

Die solide Berichtsfunktion von CALYPSO stellt einen großen Vorteil für den von der NASA geforderten AS9100-Zertifizierungsprozess dar. Mit dieser Zertifizierung war viel Zeitaufwand für die Programmverwaltung verbunden, um während des gesamten Herstellungsprozesses alle kritischen Abläufe bei jedem Teil zu dokumentieren. Diese Informationen wurden in eine Tabelle mit allen serialisierten Teilen aufgenommen, damit deutlich hervorgeht, wo sich jedes Teil zu welchem Zeitpunkt befindet. Dank der CALYPSO Software wurden bei jeder Messung die Informationen ganz einfach elektronisch dokumentiert. "Mündliche Angaben zu Einzelheiten bei den Teilen haben keinerlei Bedeutung, dokumentierte Daten sind das einzig Wichtige", so Don Felix, Vertriebs- und Marketingleiter.

Langfristiger Nutzen

"Ohne Carl Zeiss hätten wir es nicht geschafft", so Felix. "Die mit der Technik von Carl Zeiss verbundenen Vorteile sind gewaltig und wir erhalten bei der Arbeit mit dem KMG immer wieder positive Ergebnisse." Andrew Tool konnte sogar einen neuen Kunden gewinnen, nachdem ein weiterer Zulieferer der NASA einige der MSL-Aktorteile zu Gesicht bekommen hatte. Präzision und Komplexität der Teile hatten ihn derart beeindruckt, dass er von der Kompetenz von Andrew Tool sofort überzeugt war. Andrew Tool war bereit für diese neue Herausforderung: mit Vertrauen in die Daten ihres ZEISS KMG.

Kurzprofil

Andrew Tool & Machining mit Sitz in Minneapolis, Minnesota, USA, hat seine Kernkompetenz im Bereich des Produktentwicklungsprozesses.

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