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Qualitätskontrolle von Bauteilen nach der Fertigung: So automatisieren Sie den Prozess mit SOLIDWORKS Inspection

Was ist SOLIDWORKS Inspection und wie automatisiert es die Qualitätskontrolle von Bauteilen?

SOLIDWORKS Inspection ist ein in CAD integriertes Tool zur Automatisierung der Qualitätskontrolle, das Maße und Toleranzen aus Zeichnungen oder 3D-Modellen ohne manuelle Eingabe in Prüfblätter überträgt. Das System unterstützt AS9102 für die Luftfahrt und PPAP für den Automobilbau und ist mit Koordinatenmessgeräten (CMM) sowie manuellen Messgeräten kompatibel. Die Erstellung eines First Article Inspection Report (FAIR) mit SOLIDWORKS Inspection kann bis zu 80 % weniger Zeit in Anspruch nehmen als bei einem manuellen Verfahren. Im Gegensatz zu Excel bezieht SOLIDWORKS Inspection die Daten direkt aus dem CAD-System, nummeriert die Prüfmerkmale automatisch und verringert das Risiko von Fehlern bei der Übertragung von Werten.

ParameterManuelle FAISOLIDWORKS Inspection
ZeitaufwandDurchschnittlich 1–5 StundenDurchschnittlich 15–60 Minuten
FehlerrisikoHöherGeringer
StandardsManuelle EinstellungAS9102, PPAP

Warum eine manuelle Qualitätskontrolle nach der Fertigung teuer und unzuverlässig ist

Die manuelle Prüfung nimmt bereits vor der Messung Zeit in Anspruch: Der Prüfer überträgt die Maße aus der Zeichnung in Excel oder auf ein Papierformular und gibt die ermittelten Werte anschließend einzeln ein. Nach Angaben der AIAG können bis zu 30 % der Arbeitszeit eines FAI-Prüfers allein für die Dokumentation aufgewendet werden. Ein Fehler bei der Positionsnummer oder der Toleranz kann dazu führen, dass ein nicht konformes Teil abgenommen und aus der Produktion oder vom Kunden zurückgesandt wird. Genau deshalb ist Software für die Qualitätskontrolle in der Fertigung besonders wichtig, wenn strenge Anforderungen an die Rückverfolgbarkeit gelten, beispielsweise in der Medizintechnik und der Luft- und Raumfahrt. GEO-MENTOR bietet digitale Lösungen von Dassault Systèmes für Unternehmen in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Verteidigungsindustrie an, wo die Kontrolle der Dokumentation und die Einhaltung festgelegter Anforderungen von entscheidender Bedeutung sind.

Was ist eine First Article Inspection (FAI) und wann ist sie vorgeschrieben?

Die First Article Inspection (FAI) ist die Prüfung des ersten Bauteils oder der ersten Charge auf Übereinstimmung mit der Konstruktionsdokumentation. Die Ergebnisse werden in einem FAI-Bericht mit Angaben zu Abmessungen, Werkstoffen und Funktionsprüfungen festgehalten. Die FAI wird gemäß verschiedenen Normen und in bestimmten Produktionssituationen angewendet:

  1. AS9102. FAI-Standard für die Luft- und Raumfahrtindustrie.
  2. PPAP. Verfahren der Automobilindustrie zur Bestätigung der Serienfertigungsbereitschaft eines Lieferanten.
  3. ISO 9001. Allgemeine Norm für das Qualitätsmanagement, die die Prozesskontrolle regelt, die FAI jedoch nicht ersetzt.
  4. FAIR enthält ein Maßblatt, ein Materialzertifikat und die Ergebnisse der Funktionsprüfungen.
  5. Eine FAI ist erforderlich bei einem neuen Lieferanten, bei einer Änderung der Konstruktion oder des Materials sowie bei einer Verlagerung der Produktion.

Der konkrete Umfang der Prüfung wird durch die Norm und die Anforderungen des Auftraggebers festgelegt. Ihr Ziel ist es, die Konformität des Bauteils vor dem Start der Serienfertigung zu bestätigen.

Wie SOLIDWORKS Inspection die FAI automatisiert – ein schrittweiser Prozess

  1. Öffnen Sie eine Zeichnung oder ein 3D-Modell – SOLIDWORKS Inspection erkennt automatisch Maße und Toleranzen.
  2. Weisen Sie den Positionen im Prüfblatt fortlaufende Nummern zu.
  3. Wählen Sie die Messmethode aus – manuelle Eingabe, Import einer CMM-Datei oder Datenübertragung vom Messgerät über USB.
  4. Das System kennzeichnet jeden Parameter automatisch je nach Toleranz als „bestanden“ oder „nicht bestanden“.
  5. Erstellen Sie nach der Prüfung einen FAIR-Bericht im PDF- oder Excel-Format.

Eine erneute Eingabe der Daten ist nicht erforderlich – das System liest sie direkt aus dem CAD-System aus. Wenn Sie die Grundlagen dieses Prozesses besser verstehen möchten, haben wir in unserem Blog erklärt, was ein CAD-System ist und wie es sich von einer herkömmlichen Zeichnung unterscheidet.

SOLIDWORKS Inspection Add-in vs. Standalone: Was ist der Unterschied?

Das SOLIDWORKS Inspection Add-in läuft innerhalb von SOLIDWORKS und eignet sich für diejenigen, die native Zeichnungen und 3D-Modelle prüfen. Die Standalone-Version ist ein eigenständiges Programm zur Bearbeitung von PDF-Zeichnungen ohne vollständige CAD-Lizenz und wird daher häufig von Qualitätssicherungsabteilungen oder zur Kontrolle von Teilen von Drittanbietern eingesetzt. GEO-MENTOR bietet Lösungen von Dassault Systèmes für Unternehmen aus den Bereichen Maschinenbau und Transport an, wobei beide Varianten an den jeweiligen Prüfprozess angepasst werden können. Die wichtigsten Unterschiede sind folgende:

ParameterAdd-inStandalone
ArbeitsumgebungInnerhalb von SOLIDWORKSEigenständige Anwendung
EingabedatenNative Zeichnungen und 3D-ModellePDF und andere unterstützte Zeichnungsformate
SOLIDWORKS CADErforderlichNicht erforderlich
Für wenKonstrukteure, PrüferQualitätssicherung, Lieferantenkontrolle
SzenarioArbeiten in der CAD-UmgebungPrüfung ohne CAD-Lizenz

Integration mit Messgeräten: CMM, Handmessgeräte und Scanner

SOLIDWORKS Inspection kann Messergebnisse von Koordinatenmessgeräten (CMM) über QIF (Quality Information Framework) oder per CSV-Import abrufen. Das System unterstützt zudem die manuelle Dateneingabe und zeigt Abweichungen von den Toleranzen sofort an. Wichtigste Integrationsfunktionen:

  • import von CMM-Ergebnissen über QIF oder CSV;
  • manuelle Eingabe eines Wertes für die ausgewählte Position;
  • automatische Ermittlung der Toleranzübereinstimmung;
  • speicherung von Protokollen ohne separate Excel-Tabellen;
  • Datenerfassung für Statistiken und SPC-Analysen.

SPC hilft dabei, Parameteränderungen in der Serienfertigung zu verfolgen und Tendenzen zur Überschreitung der Toleranzen zu erkennen. Die gesammelten Ergebnisse der Inspektion können für eine solche Analyse und zur Kontrolle der Prozessstabilität verwendet werden.

Fazit

Das manuelle Ausfüllen von Prüfprotokollen ist nach wie vor eines der unterschätzten Probleme im Fertigungsprozess. SOLIDWORKS Inspection hilft dabei, den Arbeitsaufwand für den Prüfer zu reduzieren, das Risiko von Fehlern bei der Datenübertragung zu verringern und eine direkte Verbindung zwischen der Qualitätskontrolle und dem CAD-Modell aufrechtzuerhalten.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

  1. Unterstützt SOLIDWORKS Inspection den Standard AS9102?

Ja. Mit SOLIDWORKS Inspection lassen sich Prüfberichte nach den Standardvorlagen von AS9102 in Excel exportieren. Das System erstellt zudem Balloon-Zeichnungen und eine Bill of Characteristics, um die Anforderungen mit den Ergebnissen abzugleichen. Allerdings garantiert das Programm an sich keine FAIR-Konformität: Es ist erforderlich, das aktuelle Formular zu verwenden, vertragliche Anforderungen zu berücksichtigen und die obligatorischen Daten für das jeweilige Bauteil und den jeweiligen Prozess einzugeben.

  1. Kann SOLIDWORKS Inspection ohne eine SOLIDWORKS-CAD-Lizenz verwendet werden?

Ja. Die Standalone-Version läuft als eigenständige Anwendung und eignet sich für Qualitätskontrollabteilungen. Sie unterstützt PDF- und TIFF-Dateien mit OCR sowie DWG- und DXF-Dateien. Dies ist praktisch für die Wareneingangskontrolle oder die Überprüfung von Lieferantendokumentationen, ohne die vollständige SOLIDWORKS-CAD-Umgebung öffnen zu müssen. Die Möglichkeiten zur Eingabe von Ist-Maßen und zur Arbeit mit einer Koordinatenmessmaschine (CMM) hängen vom jeweiligen SOLIDWORKS Inspection-Paket ab.

  1. Wie lange dauert die Erstellung eines FAI-Berichts in SOLIDWORKS Inspection?

Die Erstellung eines FAI-Berichts für ein typisches Bauteil kann nach der Einrichtung der Vorlagen und des Arbeitsablaufs etwa 15 bis 60 Minuten dauern. Die genaue Dauer hängt von der Komplexität der Zeichnung, der Anzahl der zu prüfenden Merkmale, der Art der Messwerterfassung und der Notwendigkeit einer manuellen Überprüfung der erkannten Daten ab. Für ein Bauteil mit 30-50 Maßen lässt sich der Bericht schneller erstellen als für eine Zeichnung mit 150-300 Merkmalen, GD&T und CMM-Daten. SOLIDWORKS Inspection reduziert den manuellen Aufwand durch automatisches Ballooning und die Übernahme der Merkmale in den Prüfbericht.

  1. Welche Formate von CMM-Berichten unterstützt SOLIDWORKS Inspection?

SOLIDWORKS Inspection importiert textbasierte CMM-Berichte, darunter PC-DMIS- und ZEISS CALYPSO-Ausgabedateien sowie andere Textformate, deren Struktur über den CMM-Template-Editor angepasst werden kann. Zudem sind separate Vorlagen für PC-DMIS und CALYPSO sowie die Arbeit mit textbasierten Ausgabedateien vorgesehen. Das Importformat wird an die jeweilige CMM angepasst: Das System ermittelt die Position des Sollwerts, der Toleranzen und des Istwerts.

  1. Lässt sich SOLIDWORKS Inspection in SOLIDWORKS PDM integrieren?

Ja, SOLIDWORKS Inspection lässt sich in SOLIDWORKS PDM integrieren. Dies ermöglicht die Verwaltung von Prüfdateien im Repository, die Nutzung von Check-In/Check-Out, den Abruf der benötigten Versionen und die Arbeit mit aktuellen Revisionsständen. Für die Fertigung ist dies wichtig, wenn die Konstruktionsabteilung, die Qualitätssicherung und die Wareneingangskontrolle dieselbe Zeichnungsversion und die damit verbundene Prüfdokumentation verwenden müssen