3D Koordinatenmesstechnik - 3D Messtechnik
Wenzel LH 108 CNC
Technische Daten:
Meßbereich: 1000 x 1600 x 800 mm
Schwenkkopf Renishaw PH10
Taster Renishaw SP 25
Messsoftware: "Metrosoft CM 3.90"
DEA-Wenzel
Technische Daten:
Meßbereich: 900 x 600 x 600 mm
Schwenkkopf Renishaw PH10
Taster Renishaw TP20
Messsoftware: "Metrosoft CM 3.90"
DEA-Mistral
Technische Daten:
Meßbereich: 690 x 650 x 340 mm
Schwenkkopf Renishaw PH10
Taster Renishaw TP20
Messsoftware: "Tutor"
Informationen über 3D Koordinatenmesstechnik und 3D Messtechnik
Bei der Koordinatenmesstechnik werden in der Regel die Antastpunktpunkte eines Objekts mit X, Y, Z- Wert sowie der zugehörige Antastvektor festgehalten und im Computer abgespeichert. Diese 3D Koordinatenmesstechnik ist in einem modernen Industriebetrieb nicht mehr wegzudenken.
Das Werkstück wird durch geometrische Elemente (z. B. Ebene, Kreis, Punkt usw.) bzw. Freiformflächen definiert. Die Auswahl der jeweiligen Elemente und deren Sollabmessungen sind so zu treffen, dass die geforderten Funktions- bzw. Qualitätsmerkmale abgebildet werden können. Es ist zu beachten, dass aus den gewählten Regelgeometrieelementen mindestens 6 Punkte zur Raumkoordinatenbestimmung herangezogen werden müssen. Sinnvoll ist es eine Ebene aus 4 Punkten danach eine Achse aus 2 Punkten und einen Punkt heranzuziehen.
Das antasten der vorher festgelegten Messpunkte erfolgt in der Regel CNC gesteuert und ergibt die IST-Werte der definierten Messpunkte. Der Computer legt jetzt die festgelegten Elemente in die ermittelten Messpunkte. Dadurch entsteht im Computer die Ist-gestalt des Werkstücks. In einem Messprotokoll wird die Abweichung Ist zu Soll dokumentiert.
Messtaster bei der 3D Koordinatenmesstechnik
Messtaster mit Rubinkugel als Messspitze. Der Tastkopf bei Koordinatenmessgeräten und -Maschinen ist der sogenannte Messtaster. Dieser besteht üblicherweise aus einem dünnen Stab mit einem kugelförmigen Halbedelstein am Ende. Die Kugelform ermöglicht eine genaue Positionsbestimmung aus jeder Anfahrrichtung an ein Objekt, weil der Abstand einer Kugelaußenfläche zu ihrem Zentrum immer gleich ist.
Messtaster Mechanik - 3D Koordinatenmesstechnik
Der Messstab ist flexibel gelagert, um ein Abbrechen bei Kontakt zu vermeiden und einen Bewegungsspielraum für den Stab zu ermöglichen. Die Lagerung des Stabes ist in drei Dimensionen flexibel und durch Mechaniken mit elektronischen Schaltern verbunden. Im Bewegungsspielraum des Stabes erfolgt dann bei einer bestimmten Auslenkung oder Anhebung des Stabes eine Betätigung der Schalter, es wird die Position im Raum gemessen. Neben der Verwendung von meist hochwertigem Rubin ist besonders die Mechanik der Messstablagerung und Schalterbetätigung höchstwertige Feinmechanik, die teuren Messtaster bei der Positionsmessung eine Auflösung und Wiederholgenauigkeit von bis zu 1/1000 mm ermöglicht. Die Mechanik ist dabei so empfindlich, dass sie durch ein Gehäuse vor Staub und Verunreinigung geschützt werden muss.
Messvorgang - 3D Koordinatenmesstechnik
Ein Koordinatenmessgerät ist im Aufbau vergleichbar mit einer Werkzeugmaschine. Es ist eine Maschine mit verfahr baren Achsen, wodurch das Werkzeug (hier der Taster) jeden Punkt in einem Raum erreichen kann, der durch die Verfahr Wege der Konstruktion definiert/begrenzt ist. Bei der Messung wird das Werkstück oder der Sensor an verschiedene Messpunkte bewegt. Jeder Punkt im Messvolumen wird mit seinen kartesischen Koordinaten (X, Y, Z) ermittelt. Die ermittelten Punkte werden zu geometrischen Elementen verarbeitet und als vollständiges Messergebnis ausgegeben.
Messgerät - Messgeräte bei der 3D Koordinatenmesstechnik
Das Kernstück eines Koordinatenmessgerätes ist der Tastkopf. Abhängig von der Antastart ist dieser als schaltender, messender oder optischer Tastkopf verfügbar. Am Tastkopf befestigt sind Taster Konfigurationen bzw. Tastenkombinationen, die der Messaufgabe entsprechend verschiedenartig ausgelegt sind. Die eigentliche Tastung am Prüfstück wird durch Messtaster unterschiedlichster geometrischer Formen (häufig Kugel) und Materialien (oft Industrierubin, Siliziumnitrid) durchgeführt. Die Messabläufe erfolgen im manuellen oder im automatischen CNC-Betrieb. Koordinatenmessgeräte werden zur Qualitätsüberwachung in vielen Industriezweigen eingesetzt. Im Gegensatz zur konventionellen Messtechnik ist der Vorteil eine Zeiteinsparung, bei gleichzeitiger Verringerung der Messunsicherheit. Das messbare Teilespektrum ist vielfältig (z.B. Gehäuse, Zahnräder, optische Linsen, Formteile). Eine Qualitätssicherung ist in vielen Industriezweigen ohne Koordinatenmessgeräte undenkbar geworden.
Messmaschinen für die 3D Koordinatenmesstechnik
Messmaschinen sind die aufwändigsten und teuersten Messgeräte. Im Regelfall stehen sie in klimatisierten Räumen der Qualitätssicherung. Besonders auffällig an einer Messmaschine ist der Tisch eine dicke Platte aus hochwertigem Granit. Eine Messmaschine, dient der automatisierten Aufnahme und Speicherung von Messdaten an zu vermessenden Werkstücken. So werden beispielsweise Abstände zwischen bestimmten Punkten über die Abstände zu vorher vermessenen Referenzpunkten ermittelt und gespeichert. Winkel zwischen den Oberflächen des Werkstückes lassen sich über die Messdaten errechnen. Die Messaufnahme kann mechanisch oder optisch, manuell oder automatisiert, berührungslos oder taktil, mit fest installierten oder mobil einsetzbaren Messaufnehmern erfolgen. Mit einer Messmaschine lassen sich auch automatisiert Werkzeuge oder Prototyp- oder Serienbauteile abtasten. Anschließend kann man aus den resultierenden Messergebnissen über weiterverarbeitende Programme 3D-Datensätze für CAD-Konstruktionsprogramme erzeugen. Messmaschinen müssen, um reproduzierbare Ergebnisse zu erhalten, in regelmäßigen Abständen kalibriert werden.