DE102005040180A1

DE102005040180A1 - Ultraschallmesssystem für Werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE102005040180A1
Application number: DE102005040180A
Authority: DE
Inventors: Philip Hafner; Martin Harding
Original assignee: Rheinisch Westlische Technische Hochschuke RWTH
Current assignee: Rheinisch Westlische Technische Hochschuke RWTH
Priority date: 2005-06-09
Filing date: 2005-08-25
Publication date: 2006-12-14
Also published as: WO2006131386A1

Abstract

Die Erfindung umfasst ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatisierten, zerstörungsfreien Werkstoff- und Geometrieprüfung von Werkstücken, insbesondere mit komplexen Oberflächen, in Werkzeugmaschinen in der Fertigungslinie (Inline) mittels Ultraschallmessverfahren. Insbesondere umfasst die Erfindung einen Ultraschallsensor, der in einem standardisierten, wechselbaren Werkzeugträger einer Werkzeugmaschine integriert ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ultraschallmesssystem, welches zur Werkstoff- oder Geometrieüberprüfung von Werkstücken in eine Bearbeitungsmaschine integrierbar ist, umfassend erste Mittel zum Senden und Empfangen von Ultraschallsignalen und zweite Mittel zur Erzeugung eines auf ein Werkstück gerichteten Fluidstrahls, die insbesondere in einem Sensor integriert sind und die derart zusammenwirken, dass über den Fluidstrahl Ultraschallsignale in das Werkstück einkoppelbar sind.
Die Erfindung betrifft weiterhin einen Ultraschallsensor umfassend Mittel zum Senden und Empfangen von Ultraschallsignalen und Mittel zur Erzeugung eines auf das Werkstück gerichteten Fluidstrahls, die derart zusammenwirken, dass über den Fluidstrahl Ultraschallsignale in ein Werkstück einkoppelbar sind sowie weiters eine Bearbeitungsmaschine mit einem solchen Ultraschallmesssystem und ein Verfahren zum Betrieb eines Ultraschallmesssystems.
Bearbeitungsmaschinen sind Maschinen zur gezielten Veränderung der Geometrie eines z.B. metallischen Werkstücks, insbesondere Werkzeugmaschinen, wie beispielsweise, aber nicht ausschließlich, Fräsmaschinen, Drehmaschinen, Bohrmaschinen.
Die Überprüfung von Werkstücken und Werkstückgeometrien mittels zerstörungsfreier Werkstoffprüfverfahren ist insbesondere für sicherheitsrelevante Bauteile von großer Bedeutung. Hierbei hat sich die Überprüfung mittels Ultraschall in den letzten Jahrzehnten als eine technisch verlässliche Methode entwickelt, die die internen Texturen, Strukturen und Imperfektionen wie beispielsweise Inklusionen, Risse oder Poren bei einer Vielzahl von Werkstoffen detektieren kann.
Grundsätzlich kommen heute zwei unterschiedliche Ultraschallmessprinzipien zur Anwendung: Die Transmissionsmethode, die separate Ultraschallsender und -empfänger zum Aussenden und Empfangen von Ultraschallsignalen verwendet und die Impuls-Echo-Methode, die einen umschaltbaren Transceiver verwendet.
Für Werkstücke von Bearbeitungsmaschinen ist heute die automatische Ultraschallprüfung auf separaten Prüfanlagen für Halbzeuge, wie zum Beispiel Rohre oder Knüppel, sowie fertigen Produkten wie Schienen gängig. Die Prüfung beschränkt sich hierbei auf Bauteile mit einfachen Geometrien. Hierzu werden Ultraschallsensoren verwendet, welche die Ultraschallimpulse über einen Wasserstrahl oder über eine Wasserstrecke im Tauchbecken in das Bauteil einkoppeln.

Für Drehbänke, mit denen einfache Werkstückgeometrien gefertigt werden, wurden bereits prozessintegrierte Ultraschallmessverfahren entwickelt. So offenbart beispielsweise die DE 19722247 C der OTTO-VON-GUERICKE-UNIVERSITÄT MAGDEBURG ein Verfahren zur Messung von Querschnittsprofilen von in einer Drehmaschine eingespannten rotierenden Werkstücken. Hierbei wird mittels eines Messbügels in dem eine Mehrzahl von Ultraschallsendern und -empfängern angeordnet sind, ein Ultraschallsignal in einen Wasserstrahl, der auf das rotierende Werkstück gerichtet ist, eingekoppelt und die vom Werkstück reflektierten Signale ausgewertet.

Diese automatisierten prozessintegrierten oder separaten Ultraschallprüfverfahren kommen überwiegend nur für einfache Geometrien wie Stangen bzw. Rohre oder Körpern mit Planflächen zum Einsatz. Ein weiterer Nachteil derartiger Anlagen besteht darin, dass sie nicht flexibel auf andere Werkstücke, insbesondere auf Werkstücke mit höherer geometrischer Komplexität, umzustellen sind.

Eine Prüfung der Geometrie und des Werkstoffs bzw. Werkstücks mittels Ultraschallverfahren ist bei komplexen Bauteilen mit Freiformflächen wie beispielsweise bei Turbinenschaufeln weitaus schwieriger und muss zur Zeit noch manuell durchgeführt werden.

Die manuelle Durchführung der Ultraschallprüfung hat viele Nachteile, wie die geringe Messgeschwindigkeit, schlechte Dokumentation der Messergebnisse und die hohe erforderliche Qualifikation des Bedieners. Die handgeführte Messung kann darüber hinaus nur schlecht für eine Visualisierung verwendet werden, da keine Positionsbestimmung an den Messpunkten bzw. Bahnen erfolgt.

Andere Anwendungen von Ultraschallsensoren in Bearbeitungsmaschinen, wie beispielsweise bei der DE 3627796 , beschränken sich lediglich auf eine Werkzeugbruchüberwachung und dienen nicht der Untersuchung der Werkstückqualität des Rohlings oder des gefertigten Bauteils.

Aufgabe der Erfindung ist es, Vorrichtungen und ein Verfahren zur automatischen Ultraschallprüfung von verschiedensten, insbesondere von geometrisch komplexen Werkstücken direkt in einer ein Werkstück bearbeitenden Bearbeitungsmaschine bereitzustellen, wobei die Messsignale insbesondere dazu verwendet werden, eine 3D-Visualisierung der gemessenen Bauteilgeometrie und möglicherweise vorhandenen Werkstofffehlern im Inneren des Werkstücks zu generieren.

Diese Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1, Anspruchs 6, Anspruchs 9 und des Anspruchs 12 gelöst.

Wesentlicher Kerngedanke bei der Erfindung ist es, dass das Ultraschallmesssystem in einer Bearbeitungsmaschine einsetzbar ist und die Mittel zum Senden und zum Empfangen von Ultraschallsignalen sowie die Mittel zur Erzeugung eines Fluidstrahles durch diejenigen Mittel bewegt werden können, die in der Bearbeitungsmaschine zur Bewegung eines Bearbeitungswerkzeuges eingesetzt werden. Somit wird im Wesentlichen zur Bewegung der ersten und zweiten Mittel, bzw. eines diese umfassenden erfindungsgemäßen Ultraschallsensors nur die bestehende Infrastruktur einer Bearbeitungsmaschine benötigt. Die ersten und zweiten Mittel, insbesondere ein Ultraschallsensor werden somit durch die Bearbeitungsmaschine selbst berührungsfrei entlang einer Kontur einer Oberfläche eines Werkstückes entlanggefahren, wobei die ausgesendeten Ultraschallsignale dabei über einen Fluidstrahl in das Werkstück eingekoppelt werden und rücklaufende Ultraschallechos durch den Fluidstrahl wieder zum Sensor zurückgelangen und dort insbesondere hinsichtlich ihrer Laufzeit und der Intensität gemessen werden.

Die Erfindung ermöglicht so eine automatisierte Ultraschallprüfung, insbesondere auch komplex geformter Bauteile z.B. mit Freiformflächen direkt auf einer Bearbeitungsmaschine. Diese Maschine kann somit erfindungsgemäß sowohl zum Bearbeiten als auch zum Prüfen eingesetzt werden, da sie als Messsystemträger dienen kann. Hierdurch kann die Auslastung der Bearbeitungsmaschine erhöht werden. Das Wegfallen einer separaten Ultraschallprüfanlage spart dabei Kosten, Platz, Verbringungs- und Einrichtzeit.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren, welches mit einem solchen Ultraschallmesssystem bzw. in Verbindung mit einer ein solches System umfassenden Bearbeitungsmaschine eingesetzt werden kann, zeichnet sich besonders dadurch aus, dass aus den CAD Daten eines Werkstücks, insbesondere aus den Bewegungspfaden wenigstens eines Bearbeitungswerkzeuges, die Bewegungspfade für einen Ultraschallsensor erzeugt und in für eine Bearbeitungsmaschine ausführbare Steuerbefehle umgewandelt werden können, welche im wesentlichen die Bewegungsachsen der Bearbeitungsmaschine steuern, um den Ultraschallsensor entlang einer Kontur einer Oberfläche eines unbearbeiteten oder zumindest teilweise bearbeiteten Werkstückes zu fahren und Ultraschallsignale auszusenden und deren Echos zu empfangen.

Hierbei wird unter einem Ultraschallsensor im Sinne der beschriebenen Erfindung eine Anordnung aus den zuvor beschriebenen ersten und zweiten Mitteln verstanden. Bevorzugt sind diese in einem gemeinsamen Gehäuse zusammengefasst und bilden so einen Ultraschallsensor. Dies ist jedoch nur bevorzugt und nicht zwingend im Rahmen der Erfindung.

Wesentlich ist hier, dass der Ultraschallsensor mit denselben Mitteln bewegt wird, die auch vorgesehen sind, um ein Bearbeitungswerkzeug in der Bearbeitungsmaschine relativ zu einem Werkstück zu bewegen. Im Wesentlichen kommen somit bei einer 5-Achsen-Maschine alle 5 Achsen auch zur relativen Bewegung des Ultraschallsensors gegenüber dem zu vermessenden Werkstück in Frage.

Als vorteilhaft wird es angesehen, wenn erste und zweite Mittel, insbesondere ein Ultraschallsensor, der diese als Einheit umfasst in einem Werkzeughalter der Bearbeitungsmaschine befestigbar ist. Z.B. kann eine Befestigung an einer Spindel der Bearbeitungsmaschine vorgesehen sein. So ist ersichtlich, dass die Bewegungsbahnen, die zum Bewegen eines Bearbeitungswerkzeuges programmiert sind auch eingesetzt werden können, um die genannten Mittel bzw. den Sensor zu bewegen. GGfs. ist hier nur ein Offset zu berücksichtigen. In jedem Fall können die Bewegungsbahnen der Mittel/des Sensors aus den bestehenden Bewegungsbahnen der eingesetzten Werkzeuge ermittelt werden, z.B. durch eine Umrechnung.

Nicht zwingend ist es nötig, dass die ersten und zweiten Mittel bzw. ein Ultraschallsensor wie ein Bearbeitungswerkzeug in einem Werkzeughalter der Bearbeitungsmaschinen befestigbar sind. Ebenso kann für diese Mittel eine separate Haltevorrichtung vorgesehen sein, die einen festen Platz an der Bearbeitungsmaschine hat, wobei jedoch diese Haltevorrichtung bei einer Bewegung der Achsen der Bearbeitungsmaschine mitbewegt ist, um so das Anfahren im Wesentlichen beliebiger Positionen zu ermöglichen. Es können sodann ein Bearbeitungswerkzeug und ein Ultraschallsensor gleichzeitig in der Bearbeitungsmaschine zum Einsatz kommen. Ggfs. kann so z.B. ein Werkstück bearbeitet werden, wobei gleichzeitig eine andere Stelle desselben Werkstückes durch einen versetzt zum Werkzeug angeordneten Ultraschallsensor vermessen wird. Zumindest würde so ein Einwechseln des Werkzeuges mit einem Ultraschallsensor zum Vermessen unterbleiben können.

Bei der Ausführung, bei welcher ein Ultraschallsensor in einem Werkzeughalter einer Bearbeitungsmaschine einsetzbar sein soll kann es bevorzugt vorgesehen sein, dass der Ultraschallsensor bzw. allgemein die ersten und zweiten Mittel in einem Werkzeugträger z.B. einem Wechselmagazin oder einer separaten Parkvorrichtung im Arbeitsraum der Maschine befestigbar ist, wenn diese Mittel aktuell nicht zum Einsatz kommen. So kann jederzeit das Bearbeitungswerkzeug aus dem Werkzeughalter entnommen und gegen die ersten und zweiten Mittel, insbesondere einen Ultraschallsensor eingetauscht werden, indem eine Entnahme aus dem Werkzeugträger bzw. der Parkvorrichtung vorgenommen wird.

Ein Ultraschallsensor, der die ersten und zweiten Mittel umfasst, kann vorgesehen sein, um sowohl Ultraschallsignale auszusenden und deren Echos zu empfangen als auch einen Fluidstrahl zu erzeugen, mit dem diese Signale in ein Werkstück einkoppelbar sind.

Ein solcher Ultraschallsensor weist erfindungsgemäß Verbindungsmittel auf, die mit Verbindungsmitteln einer Bearbeitungsmaschine derart zusammenwirken, dass elektrische Signale und mindestens ein Fluid zwischen dem Ultraschallsensor und der Bearbeitungsmaschine übertragbar sind.

So können in einer Steuereinheit der Bearbeitungsmaschine z.B. die elektrischen Signale (Pulse) erzeugt werden, die im Ultraschallsensor in einen Ultraschallpuls zum Aussenden gewandelt werden. Ebenso werden empfangene Ultraschallechos im Sensor in elektrische Pulse gewandelt, um sie zur Steuereinheit zu übertragen. Hierfür kann im Ultraschallsensor ein entsprechender Wandler, z.B. ein piezoelektrischer Sensor vorgesehen sein.

Ebenso kann das Fluid zum Einkoppeln durch die Bearbeitungsmaschine durch die Verbindungsmittel zur Verfügung gestellt werden, z.B. kann es sich um den Kühlschmierstoff für die Werkzeuge handeln.

Die Verbindungsmittel zwischen Ultraschallsensor und Bearbeitungsmaschine können so ausgestaltet sein, dass sie fest miteinander verbunden sind. Dann ist sicher zu gehen, dass ein nicht eingesetzter Ultraschallsensor derart geparkt wird, dass die Zuleitung nicht den Arbeitsraum der Bearbeitungsmaschine stört.

In einer bevorzugten Ausführung kann es vorgesehen sein, dass die Verbindungsmittel von Ultraschallsensor und Bearbeitungsmaschine automatisch miteinander verbindbar und auch trennbar sind. So kann der Ultraschallsensor separat von den nötigen Zu- und Abführleitungen in der Bearbeitungsmaschine geparkt werden, z.B. auch in einem Werkzeugmagazin, welches alle übrigen zur Bearbeitung nötigen Werkzeuge umfasst.

In diesem Fall kann es vorgesehen sein, dass der Ultraschallsensor in einem wechselbaren, insbesondere standardisierten Werkzeugträger für eine Bearbeitungsmaschine integriert ist, so dass er in entsprechenden Wechselmagazinen für Werkzeuge aufgenommen werden kann.

Bei dieser Ausführung kann es sodann weiterhin vorgesehen sein, dass die erfindungsgemäße Bearbeitungsmaschine, bzw. ein erfindungsgemäßes Ultraschallmesssystem, welches auch nachträglich in eine Bearbeitungsmaschine nachrüstbar sein kann, ein Schnittstelleneinheit aufweist mit Verbindungsmitteln zum lösbaren, insbesondere automatischen Verbinden mit den Verbindungsmitteln der ersten und zweiten Mittel, bzw. eines vorbeschriebenen Ultraschallsensors.

Eine solche Schnittstelleneinheit kann lösbare Kupplungen aufweisen für die elektrischen Signale und das Fluid, die beide zwischen Ultraschallsensor und Schnittstelleneinheit, bzw. Bearbeitungsmaschine übertragen werden sollen. Die Schnittstelle zur Ankoppelung der Versorgungsleitungen kann dabei so konzipiert sein, das eine einfache Anpassung an verschiedene Werkzeugmaschinen- und Ultraschallprüfkopftypen möglich ist.

In einer bevorzugten Weiterbildung kann eine solche Schnittstelleneinheit zwischen einer Verbindungsposition und einer Park-/Warteposition hin- und herbewegbar sein, wobei beide Positionen bevorzugt im/an der Bearbeitungsmaschine angeordnet sind. In der Verbindungsposition wird die Schnittstelleneinheit positioniert, um eine Ankopplung an den Ultraschallsensor vorzunehmen. Die Positionierung als auch die Ankopplung kann durch die Bewegung der Bearbeitungsmaschine erfolgen. Für das Ankoppeln kann der Ultraschallsensor, der sich in der Werkzeughalterung (z.B. Spindel) befindet in Richtung der Verbindungsposition gefahren werden, wodurch eine Ankopplung der Leitungen erfolgt. Sodann werden Ultraschallsensor und angekoppelte Schnittstelleneinheit von der Maschine mitgenommen zum Messen. Nach der Messung wird wieder die Verbindungsposition angefahren, dort die Schnittstelleneinheit abgesetzt und der Ultraschallsensor durch ein Abziehen entkoppelt. Dann kann der Sensor in den Werkzeugträger und die Schnittstelleneinheit in seine Parkposition gefahren werden, wo die Verkabelung dieser Einheit nicht weiter störend ist.

Bearbeitungsmaschinen, die hier z.B. zum Einsatz kommen können sind Fräsmaschinen, Schleifmaschinen, Drehmaschinen, Bohrmaschinen oder ähnliche, insbesondere mit einer NC-Steuerung und ggfs. einer Möglichkeit zur Verwendung von CAD/CAM Software. Jeweils durch die Verwendung der maschineneigenen Positioniersysteme ist hierbei eine hochgenaue Führung eines Ultraschallsensors gewährleistet.

Fehler im Werkstück können durch Messungen zwischen den Bearbeitungszyklen frühzeitig automatisch und ohne Umspannen des Werkstücks in eine andere Maschine erkannt und insbesondere durch Einkoppeln in die Maschinensteuerung nach oder auch während einer Bearbeitung korrigiert werden.

Eine 3D-Visualisierung der Werkstücke und möglicher geometrischer oder werkstofflicher Fehler ist anhand der gewonnenen Messwerte zum Beispiel mit Ultraschalltomographie möglich, des Weiteren ist es möglich im Werkstück liegende Fehler auszumessen.

Durch die automatisierte Messung und Auswertung ist eine Werkerselbstprüfung ohne hochqualifiziertes Prüfpersonal möglich.

Das Verfahren zum Betrieb eines beschriebenen Ultraschallmesssystems bzw. einer Bearbeitungsmaschine mit einem solchen ist derart, dass eine Oberfläche eines Werkstückes mittels des Sensors abgefahren wird, wobei Ultraschallsignale, insbesondere Pulse über das aus dem Sensor ausfließende Fluid in das Werkstück eingekoppelt wird. Zwecks einerseits optimaler Einkopplung und andererseits Sicherstellung, dass reflektierte Ultraschallsignale, also Ultraschallechos den Weg zum Sensor zurückfinden, wird bevorzugt die Ausrichtung der Werkstückoberfläche derart gewählt, dass der Fluidstrahl im Wesentlichen senkrecht auf die Werkstückoberfläche auftrifft. Hierbei ist bevorzugt die Ausrichtung des Fluidstrahles vertikal, d.h. der Schwerkraft folgend und das Werkstück wird entsprechend ausgerichtet durch Drehung und Neigung des Montagetisches in der Bearbeitungsmaschine.

Messwerte werden z.B. gebildet durch die Positionen der (insbesondere aller) Bewegungsachsen der Bearbeitungsmaschine zu einem Messzeitpunkt sowie durch die zugehörigen und somit diesen Positionen zugeordneten Ultraschallechos, d.h. deren Laufzeit (bezogen auf den Aussendezeitpunkt) und deren Intensität. Jeder so während einer Bewegung des Ultraschallsensors relativ zum Werkstück aufgenommene Messwert wird dabei bevorzugt zur späteren oder auch simultanen Bearbeitung in einer Signalverarbeitungseinheit gespeichert, die Teil der Bearbeitungsmaschine und/oder des Ultraschallmesssystems sein kann.

So kann insbesondere auch im Nachgang zu einer Messung aus den so gewonnenen Daten eine dreidimensionale Darstellung des ausgemessenen Werkstückes erstellt werden, welche neben den Grenzflächen von Fluid/Werkstück, Luft/Werkstück auch im Inneren liegenden Imperfektionen, Kavitäten, Risse, Einschlüsse, Poren o.Ä. zeigen können. Hierfür können spezielle Tomografieprogramme eingesetzt werden. So können auch im Rahmen einer Qualitätssicherung Bearbeitungsvorgaben verglichen werden mit erzielten Bearbeitungsergebnissen und gegebenenfalls nachgearbeitet werden.

Hierbei kann gerade bei der Messung eine erhöhte Präzision dadurch erreicht werden, dass zu einem Messpunkt nicht nur ein einzelner Ultraschallpuls ausgesendet und dessen Echo/s ausgewertet wird, sondern dass Mehrfachmessungen zu einer Position durchgeführt werden und eine Mittelung vorgenommen wird über die Laufzeiten mehrerer Echos.

Bei den Messungen ist zu berücksichtigen, dass ein Ultraschallpuls vom Ort der Erzeugung am Ultraschallwandler zunächst seinen Weg durch das Koppelfluid nimmt bis zur Grenzfläche zum Werkstück. Im erhaltenen Echosignal kann diese Grenzfläche z.B. erkannt werden anhand des ersten auftretenden Echos. Dieses Echo muss an der zum Wandler nächstliegenden Grenzschicht entstanden sein. Die örtliche Lage der Grenzfläche an einem Messpunkt zum Sensor (dessen Lage z.B. durch Ansteuerung der Maschine bekannt ist) kann ermittelt werden aus der bekannten Schallgeschwindigkeit im Koppelfluid.

Um hier eine möglichst hohe Messgenauigkeit zu erhalten kann es im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass das Koppelfluid temperiert und insbesondere auf einer konstanten Temperatur gehalten wird, wofür in der Bearbeitungsmaschine eine Temperiereinheit vorgesehen sein kann. Auch kann das Koppelfluid bevorzugt wiederverwendet und gefiltert werden.

In Kenntnis der örtlichen Lage der Grenzfläche können sodann unter Zugrundelegung der bekannten Schallgeschwindigkeit im Werkstück die räumlichen Lagen von Ultraschallechos erzeugenden Störstellen, Grenzschichten oder Imperfektionen ermittelt werden. Die Ultraschallechos werden somit bevorzugt relativ zum ersten Oberflächenecho vermessen.

Ein gemessenes Ultraschallecho kann so einer bestimmten räumlichen Lage im Werkstück zugeordnet werden. Um diese Zuordnung zu erhalten kann es vorgesehen sein, dass die Messwerte, die wenigstens die Positionen der Bewegungsachsen (z.B. 5) sowie die Laufzeiten und Intensitäten von ggfs. mehreren Ultraschallechos umfassen und somit in Bezug auf die Maschinenkoordinaten vorliegen umgerechnet werden in Messwerte, die in dreidimensionalen Raumkoordinaten des Werkstückes, also z.B. relativ zum Montagetisch vorliegen. Jeder solchen Raumkoordinate des Werkstückes kann dann eine Intensität eines ggfs. vorhandenen Ultraschallechos zugeordnet sein, welches durch eine Störung an dieser Raumkoordinate entstanden ist. Diese Messwerte können z.B. in dreidimensionalen Matrizen gespeichert und verarbeitet werden.

Bei beliebigen Freiformflächen eines zu vermessenden Werkstückes kann es vorkommen, dass einige Positionen im Werkstück aufgrund von mehrfacher Beschallung aus verschiedenen Richtungen mehrfach ausgemessen werden. Es können sich so redundante Messwerte ergeben, d.h. zu einer Raumposition des Werkstückes können sich mehrmals während eines Messvorganges Ultraschallechos ergeben haben. Es kann sodann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass der jeweiligen Raumkoordinate der Wert des Ultraschallechos mit der höchsten Intensität zugeordnet wird. Dies erfolgt bevorzugt während der Wandlung der Messwerte von Maschinenkoordinaten in Raumkoordinaten des Werkstückes. Sollte sich bei dieser Transformation ein Echo-Messwert zur selben Koordinate ergeben, so wird geprüft, ob an dieser Koordinate schon eine Echointensität gespeichert ist und wenn ja, ob der gespeicherte Intensitätswert durch den neuen zu ersetzen ist, was gemacht wird, wenn der neue Wert größer ist.

Es ergeben sich so mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens dreidimensionale Darstellungen des vermessenen Werkstückes mit optimaler Kontrastausnutzung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den nachfolgenden Figuren beschrieben. Es zeigen:
1: Ultraschallmessverfahren (Stand der Technik)
2: Ultraschallmessung an einem Bauteil mittels Impuls-Echo-Methode
3: Maschinenintegrierbarer Inline-Ultraschallsensor
3a: Maschinenseitige Schnittstelleneinheit zur Sensorankopplung
3b: eine an den Sensor angekoppelte Schnittstelleneinheit
3c–e: mehrere verschiedene Ausführungen einer Sensorankopplung an die Bearbeitungsmaschine
4: 3D-Ansicht der inneren Struktur eines Prüfkörpers
5: Inline-Ultraschalltomographie-Messung
6a: Messdatengewinnung
6b: Datenfluss des Ultraschallmesssystems
7: Koordinatentransformation
8: Einsatz des integrierten Inline-Ultraschallmesssystems
Die 1 zeigt die im Stand der Technik bekannten Verfahren zur automatisierten Ultraschallmessung an Werkstücken. Wesentlich für das erfindungsgemäße Verfahren ist die links in der Figur dargestellte Impuls-Echo Methode, bei der durch einen Ultraschallsensor U mit schallerzeugendem Wandler ein Ultraschallpuls erzeugt wird, der durch das aus dem Sensor austretende Koppelfluid F auf das Werkstück W trifft. Sowohl an der Oberseite, der Unterseite als auch an Imperfektionen, d.h. Störstellen im Werkstück W können Reflexionen des ausgesendeten Ultraschallpulses, d.h. Echos auftreten. Der Ultraschallsensor U ist hier zwischen Sendemodus (S) und Empfangsmodus (E) umschaltbar. Die rechtsseitig in der 1 dargestellten Möglichkeiten sind im Rahmen der Erfindung ebenfalls einsetzbar.
Die 2 zeigt eine Ultraschallmessung an einem Werkstück W mittels der erfindungsgemäßen Impuls-Echo-Methode in Freistrahlankopplung über ein Fluid F und einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine. Hierbei wird der Ultraschallsensor U entlang vorher berechneter Bewegungspfade über die Oberfläche des Werkstücks W geführt. Ein Ultraschallsignal wird von dem Ultraschallsensor U mittels eines Fluidstrahls F in das Werkstück W eingekoppelt und die Position des Ultraschallsensors U bestimmt, bzw. diese ist bekannt aus der Ansteuerung mittels der Maschine.
Durch die Messung der Laufzeit eines Ultraschallsignals bzw. dessen Echo durch das Werkstück W können Informationen über die Tiefe eines möglichen Werkstofffehlers oder von Grenzflächen etc. gewonnen werden.
Die so gewonnenen Messwerte können in einer Mehrzahl orthogonal aufeinander stehenden Messebenen, einer vertikalen Ebene (B-Scan) und einer horizontalen Ebene (C-Scan) abgebildet werden. Insbesondere können B-Scan und C-Scan als Bitmaps gespeichert sein. Die als Bitmaps gespeicherten B-Scans und oder C-Scans können durch ein geeignetes Verfahren zu einer 3-dimensionalen Ansicht des Messergebnisses modelliert werden.
3 zeigt den Inline-Ultraschallsensor U. Der Ultraschallsensor U ist ausgebildet als Hülse 4a, die an ihrem unteren Ende einen Ultraschallprüfkopf UPK umfasst, der mit einer Fluiddüse 5, welche einen auf das Werkstück gerichteten Fluidstrahl erzeugt, in einer weiteren Hülse 4b angeordnet ist, die in die erstgenannte Hülse 4a z.B. einschraubbar ist. So können unterschiedliche Prüfkopftypen schnell und einfach gewechselt werden, da je nur die untere Einschraubhülse 4b an den Ultraschallprüfkopf UPK und die Düse 5 anzupassen ist. Mit dem Ultraschallprüfkopf piezoelektrisch erzeugte Ultraschallimpulse werden über den Fluidstrahl in das Werkstück eingekoppelt.
Der Sensor arbeitet gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung nach dem Impuls-Echo-Verfahren. In Abhängigkeit der Messaufgabe, können unterschiedliche Ultraschallprüfköpfe UPK im Ultraschallsensor U angeordnet sein. Alternativ oder ergänzend können auch eine Sensoranordnung auf der Basis der Ultraschall-Transmissionsmethode oder mit V-Anordnung von Sender und Empfänger angewendet werden.
Die Einkopplung der Ultraschallsignale in das Bauteil erfolgt hier über den Kühlschmierstoff der Bearbeitungsmaschine, der durch die Düse 5 auf das Werkstück W fließt. Alternativ kann eine Einkopplung auch über andere geeignete flüssige oder gasförmige Fluide erfolgen. Aufgrund der Verfügbarkeit in Werkzeugmaschinen, wird vorteilhafterweise Kühlschmierstoff (KSS) als Kopplungsfluid verwendet. Es kann jedoch auch jedes andere geeignete Fluid verwendet werden.
Der Ultraschallsensor U verfügt des Weiteren über eine Schnittstelle durch die der Sensor, insbesondere über eine Werkzeugträgerschnittstelle 1, mit der Bearbeitungsmaschine verbunden wird. Um schnelle und automatische Sensorwechselzyklen zu realisieren, ist die Schnittstelle 1 gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung derart ausgebildet, dass sie darüber hinaus auch in einem Werkzeugwechselsystem verwendet werden kann. Hierfür kann am oberen Ende der Hülse 4a als Schnittstelle 1 ein standardisierter Werkzeughalter (z.B. HSK 63A etc.) verwendet werden. Hierdurch wird es insbesondere möglich, den gesamten Sensor über ein automatisches Werkzeugwechselsystem (automatic tool changer (ATC) magazine) in das Werkzeugmagazin einer Bearbeitungsmaschine einzubringen.
Der erfindungsgemäße Ultraschallsensor U weist weiterhin Verbindungsmittel 11 und 12 auf, die mit korrespondierenden Verbindungsmitteln der Bearbeitungsmaschine derart zusammenwirken, dass insbesondere eine Übertragung von Messdaten vom Ultraschallsensor U zur Bearbeitungsmaschine und eine Zuleitung von Kopplungsfluid F, insbesondere Kühlschmierstoff, von der Bearbeitungsmaschine zur Fluiddüse 5 des Ultraschallsensors U realisiert wird. So kann eine Flüssigkeitskupplung 12 und eine elektrische Kupplung 11 eingesetzt werden. Beide Kuppelanschlüsse 11,12 können auf einer Trägerplatte 3 seitlich der Hülse 4a angeordnet sein (z.B. über Verschraubungen 2) und sind in der Hülse 4a elektrisch über eine Leitung 19 und fluidtechnisch über eine Leitung 17 mit der Prüfkopfanordnung UPK in der unteren Hülse 4b verbunden.
Der Ultraschallsensor U ist hier derart ausgestaltet, dass er wie ein Zerspanungswerkzeug im Werkzeugmagazin gelagert und automatisch in den nicht gezeigten Werkzeughalter einer Bearbeitungsmaschine eingewechselt werden kann. Hierbei kann eine automatische An-/Abkopplung an den Verbindungselementen 11/12 vorgenommen werden, oder es gibt an dieser Stelle eine feste Verbindung zur Bearbeitungsmaschine.
Die 3a zeigt eine Schnittstelleneinheit SE, mittels der eine lösbare Verbindung zu den vorgenannten Verbindungselementen 11/12 am Ultraschallsensor U erfolgen kann. Hierfür ist auf einer Kupplungsplatte 22 sowohl eine Fluidkupplung 29 zur Verbindung mit dem Verbindungselement 12 als auch eine elektrische Kupplung 28 (z.B. für LEMO 00-Stecker) für das elektrische Verbindungselement 11 am Ultraschallsensor U vorgesehen. Die Fluidkupplung 29 ist mit einem Schlauch 26 verbunden, mittels dem Kühlfluid von der Bearbeitungsmaschine zur Schnittstelleneinheit SE geführt wird. Die elektrische Kupplung 28 ist mit einer Leitung 25 zur Führung der elektrischen Signale von und zu einer Auswerteeinheit verbunden. Die Schnittstelleneinheit SE selbst ist in der Bearbeitungsmaschine durch die flexible Verbindung zum Schlauch 26 und zur Leitung 25 mobil und kann nach Ankopplung an den Ultraschallsensor U mit diesem mitgeführt werden.
Zum An- und Abkoppeln kann die Schnittstelleneinheit SE auf einem Halter 44 im Arbeitsraum (3b) der Bearbeitungsmaschine abgesetzt werden.
Die 3b zeigt die Situation bei der die Schnittstelleneinheit SE an den Ultraschallsensor U angekoppelt wurde und von der Halterung 44/43 abgenommen wurde, um diese während der Messung mitzuführen. Nach der Messung kann die Schnittstelleneinheit SE auf der Halterung 44/43 abgesetzt und der Ultraschallsensor U entkoppelt werden. Der Ultraschallsensor U kann dann ins Werkzeugmagazin verbracht werden. Die auf der Halterung 44/43 im Arbeitraum ruhende Schnittstelleneinheit SE kann ergänzend noch aus dem Arbeitsraum hinausgebracht werden, z.B. auf eine zweite Halterung 44.
Die 3c zeigt in einer schematischen Übersicht die zuvor beschriebene Gesamtanordnung Im Arbeitsraum A einer Bearbeitungsmaschine.
Die 3d zeigt eine Anordnung bei der abweichend von der vorherigen Beschreibung eine Kupplung der Versorgungsleitungen V (Elektrik, Fluid) direkt an der Spindel der Bearbeitungsmaschine realisiert ist. So kann ein Sensor ohne zusätzliche mitbewegte Schnittstelleneinheit mit der Bearbeitungsmaschine verbunden und auch wieder abgekoppelt werden.
Die 3e zeigt eine weitere Ausführung, bei der der Ultraschallsensor U der vorbeschriebenen Art fest verbunden ist mit den nötigen Leitungen V für Elektrische Signale und Fluid. Eine Abkopplung ist bei dieser Ausführung nicht vorgesehen. Um einen Wechsel vom Sensor U zu einem Bearbeitungswerkzeug vorzunehmen wird der Sensor U in eine extra für diesen vorgesehene Halterung 44, die im Arbeitsraum A angeordnet sein kann, geparkt. Dabei bleiben die Leitungen V angeschlossen und der Sensor U wartet auf seinen nächsten Einsatz.
Die 4 zeigt eine dreidimensionale Darstellung von Messwerten, die von einem beispielhaften Werkstück W gewonnen wurde. Hierbei können die Messwerte bei einer Führung des scannenden Ultraschallsensors gemäß 5 aufgenommen worden sein.
Erkennbar ist unabhängig von der Aufnahmemethode dass hier das Auftreten von Echos eingekoppelter Ultraschallsignale durch eine Aufhellung im Bild verdeutlicht wird. So gibt es eine durchgängig helle Oberfläche, die ganzflächige Echos erzeugt hat. Darüber hinaus gibt es Echos an Bohrungen, die im Werkstück W verteilt sind. Die Anordnung der Bohrungen ist in der Werkstückdarstellung der 4 und 5 erkennbar.
Die untere Grundfläche gibt ebenfalls ganzflächig, bis auf Schattenbereiche durch die Bohrungen, Ultraschallechos. So können in dieser Aufnahme die begrenzenden Flächen und Fehlstellen erkennbar gemacht werden.
6a zeigt eine 5-achsige Bearbeitungsmaschine mit der Ultraschallmessungen auf ebenen Oberflächen oder zylindrischen Formen durchgeführt werden. Das beanspruchte Verfahren und die beanspruchte Vorrichtung kann auch auf Bearbeitungsmaschinen mit mehr als 5 Bearbeitungsachsen und weniger als 5 Bearbeitungsachsen angewendet werden.
Entsprechend des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zur ultraschallgestützten Werkstoff- und Geometrieprüfung zunächst durch eine CAD/CAM-Software ein auf das zu prüfende Bauteil angepasster Scan-Pfad für den Ultraschallsensor berechnet. Bei einfachen Geometrien ist ebenfalls eine manuelle Scanbahngenerierung möglich.
Die generierten NC-Daten werden nachfolgend an die Bearbeitungsmaschine übermittelt.
Diese führt den Sensor gemäß der errechneten Scan-Pfade entlang der Werkstückkontur berührungsfrei über die Oberfläche des Werkstücks. Der Sensor erfasst und übermittelt hierbei Ultraschallsignale. Die Sensorpositionen werden über Zählerkarten im Messrechner erfasst, die an die Positionsmesssysteme der Bearbeitungsmaschine angeschlossen sind. Alternativ kann die Sensorposition über Datenschnittstellen der Maschinen ausgelesen werden. Alle Informationen werden an eine Signalverarbeitungseinheit übermittelt, die diese verarbeitet und speichert. Die Messsignale können insbesondere als Bitmaps oder als Punktwolkendatei (I,X,Y,Z) gespeichert sein. Die Bitmaps können anschließend über geeignete Bildverarbeitungsalgorithmen automatisiert auf Fehlstellen geprüft werden. (siehe 6b)
Um einen maximalen Echo-Kontrast zu gewährleisten, ist die Steuerung des Sensors derart auszulegen, dass der Flüssigkeitsstrahl möglichst senkrecht auf die Werkstückoberfläche auftrifft. Hierzu wird z.B. die Werkstückoberfläche von der Bearbeitungsmaschine gegenüber dem vertikal verlaufenden Flüssigkeitsstrahl ausgerichtet.
Durch die Verwendung aller Maschinenachsen und einer Messbahngenerierung aus CAD-Daten des Bauteils können so auch komplexe 3D-Freiformgeometrien gemessen werden.
8 zeigt den Einsatz des integrierten Inline-Ultraschallmesssystems während der Bauteilherstellung. Zunächst wird ein Werkstück, vorzugsweise automatisch durch ein Robotersystem, in einem Spannfutter einer Bearbeitungsmaschine fixiert. Anschließend wird die exakte Position des Werkstücks bestimmt, so dass das NC-Maschinenprogramm an die eingemessene Werkstückposition angepasst werden kann.
Nach der Einwechselung des Sensors in den Werkzeughalter, der insbesondere als die Spindel ausgestaltet sein kann, erfolgt die automatische Ankopplung der Daten- und Kühlschmierstoffleitungen über eine Schnittstelle im Arbeitsraum der Maschine. Während der Messung werden die Ultraschallsignale und die Positionen der Maschinenachsen von einem separaten Messrechner mit einer Messsoftware gespeichert.
Während der Ultraschallmessung bewegen vorzugsweise NC-gesteuerte Achsen der Bearbeitungsmaschine den Sensor entlang der Werkstückkontur über die Oberfläche des Werkstücks. Die Steuerung und Signalverarbeitung des Ultraschallsystems kann durch einen externen Computer oder durch Integration der Ultraschall-Hardware und Software in die Maschinensteuerung realisiert werden. Die Definition von Scan-Pfaden kann für komplexe Bauteile mit Hilfe eines CAD/CAM-Tools erzeugt werden (vgl. 6a).
Optional wird zunächst der Rohling vor der Bearbeitung mit dem Ultraschallmesssystem ausgemessen. Dies ist insoweit vorteilhaft, als dass bei teueren Werkstoffen oder bei Werkstoffvorbehandlungen Fehler vor einer langwierigen und kostenintensiven spanenden Bearbeitung erkannt werden. Defekte in Rohlingen für sicherheitsrelevante Bauteile wie beispielsweise Motorgehäuse, Getriebeglocken, Schiffspropeller, Extruderschnecken, Schmiedegesenken oder Turbinenschaufeln können so aussortiert werden.
Nach dem Abarbeiten des Messzyklusses wird das Sensorwerkzeug von den Versorgungsleitungen abgekoppelt und ins Werkzeugmagazin ausgewechselt. Die Prüfung kann vor der Bearbeitung am Rohteil, prozessintermittierend oder am Fertigteil erfolgen.
Nach einer Koordinatentransformation der Achspositionen (7) und Laufzeitinformationen der Ultraschallechos können die Messdaten des Bauteilinneren über eine Computertomographie-Software dreidimensional visualisiert werden, wie z.B. in 4. Die Aufnahme von Achspositionen und Ultraschalldaten sowie deren anschließende Koordinatentransformation kann des weiteren zur dreidimensionalen Visualisierung der Bauteilkontur und Geometriemessungen verwendet werden.

Claims

Ultraschallmesssystem, welches zur Werkstoff- oder Geometrieüberprüfung von Werkstücken in eine Bearbeitungsmaschine integrierbar ist, umfassend erste Mittel zum Senden und Empfangen von Ultraschallsignalen und zweite Mittel zur Erzeugung eines auf ein Werkstück gerichteten Fluidstrahls, die insbesondere in einem Sensor integriert sind und die derart zusammenwirken, dass über den Fluidstrahl Ultraschallsignale in das Werkstück einkoppelbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Mittel, insbesondere der Sensor (U) mit dritten Mitteln zur Steuerung der Bewegungsachsen einer Bearbeitungsmaschine derart zusammenwirken, dass die ersten und zweiten Mittel, insbesondere der Sensor (U), berührungsfrei entlang der Kontur einer Oberfläche des Werkstücks (W) führbar sind.
Ultraschallmesssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass erste und zweite Mittel, insbesondere der Sensor (U) in einem Werkzeugträger der Bearbeitungsmaschine oder in einer separaten Parkvorrichtung im Arbeitsraum der Bearbeitungsmaschine fixierbar sind.
Ultraschallmesssystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass erste und zweite Mittel, insbesondere der Sensor (U) mit einer Schnittstelleneinheit (SE) lösbar verbindbar sind, wobei über die Schnittstelleneinheit (SE) elektrische Signale und ein Koppelfluid (F) zwischen den Mitteln und einer Bearbeitungsmaschine führbar sind.
Ultraschallmesssystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass erste und zweite Mittel, insbesondere der Sensor (U) über ein Werkzeugwechselsystem in einen Werkzeughalter der Bearbeitungsmaschine einführbar sind oder in eine Haltevorrichtung an der Bearbeitungsmaschine einführbar sind, deren Bewegungsbahn zu der eines Werkzeughalters korreliert ist.
Ultraschallmesssystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsmaschine eine Fräsmaschine, Schleifmaschine, Drehmaschine und/oder Bohrmaschine umfasst.
Ultraschallsensor, insbesondere für ein Ultraschallmesssystem gemäß einem der vorherigen Ansprüche, umfassend Mittel zum Senden und Empfangen von Ultraschallsignalen und Mittel zur Erzeugung eines auf ein Werkstück gerichteten Fluidstrahls, die derart zusammenwirken, dass über den Fluidstrahl Ultraschallsignale in ein Werkstück einkoppelbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallsensor (U) Verbindungsmittel (11, 12) aufweist, die mit Verbindungsmitteln (29, 28) einer Bearbeitungsmaschine derart zusammenwirken, das elektrische Signale und mindestens ein Fluid (F) zwischen dem Ultraschallsensor (U) und der Bearbeitungsmaschine übertragbar sind.
Ultraschallsensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel (11, 12) des Sensors (U) derart ausgestaltet sind, dass sie automatisiert mit den Verbindungsmitteln (28, 29) der Bearbeitungsmaschine verbindbar und/oder trennbar sind.
Ultraschallsensor nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass er in einen wechselbaren, insbesondere standardisierten Werkzeugträger für eine Bearbeitungsmaschine integriert ist.
Bearbeitungsmaschine mit einem Ultraschallmesssystem nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 5 und insbesondere mit einem Ultraschallsensor (U) nach einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 8.
Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass, sie eine Schnittstelleneinheit (SE) aufweist mit Verbindungsmitteln (28, 29) zum lösbaren Verbinden mit den Verbindungsmitteln (11, 12) eines Ultraschallsensors (U) nach einem der vorherigen Ansprüche.
Bearbeitungsmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelleneinheit (SE) zwischen einer Verbindungsposition (44) und einer Park-/Warteposition (44), die beide in/an der Bearbeitungsmaschine angeordnet sind, hin- und herbewegbar ist, insbesondere durch Ansteuerung wenigstens einer der Bewegungsachsen der Bearbeitungsmaschine.
Verfahren zum Betrieb eines Ultraschallmesssystems, insbesondere eines Ultraschallmesssystems nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass aus den CAD Daten eines Werkstücks (W), insbesondere aus den Bewegungspfaden wenigstens eines Bearbeitungswerkzeuges, die Bewegungspfade für einen Ultraschallsensor (U) erzeugt und in für eine Bearbeitungsmaschine ausführbare Steuerbefehle umgewandelt werden, welche im wesentlichen die Bewegungsachsen der Bearbeitungsmaschine steuern, um den Ultraschallsensor (U) entlang einer Kontur einer Oberfläche eines unbearbeiteten oder zumindest teilweise bearbeiteten Werkstückes (W) zu fahren und Ultraschallsignale auszusenden und deren Echos zu empfangen.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionen der Bewegungsachsen der Bearbeitungsmaschine und die dazugehörigen empfangenen Ultraschallechos, insbesondere deren Laufzeiten und Intensitäten in einer Signalverarbeitungseinheit als Messwerte gespeichert werden.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Daten der Ultraschallmesssignale und den Daten der Bewegungsachsenpositionen der Bearbeitungsmaschine dreidimensionalen Darstellungen erzeugt werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Signalverarbeitungseinheit gespeicherten Daten zur Erzeugung einer 3-dimensionaler Darstellung des Ultraschallmessergebnisses derart verwendet werden, dass den Daten der Positionen der Bewebungsachsen die entsprechenden Daten der empfangenen Ultraschallechos, insbesondere deren Laufzeiten und Intensitäten zugeordnet werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der gemessenen Ultraschallechos Bearbeitungsvorgaben mit Bearbeitungsergebnissen verglichen werden, insbesondere wobei zur Bestimmung eines Messergebnisses eine Mittelung über die Laufzeiten mehrerer Ultraschallechos erfolgt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erkennung der Grenze zwischen Koppelfluid und Werkstück die Laufzeit eines ersten Ultraschallechos ausgewertet wird, insbesondere aus der der Abstand zwischen Sensorfläche und Werkstückoberfläche ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass Ultraschallechos aus dem Werkstückinneren relativ zum Oberflächenecho vermessen werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die in Maschinenkoordinaten vorliegenden Messwerte umgerechnet werden, in Messwerte in Werkstückkoordinaten und insbesondere in eine Matrix übernommen werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass zu Werkstückkoordinaten mit mehreren vorliegenden Intensitätsmesswerten der Messwert mit der größten gemessenen Intensität gespeichert wird.