Inhaltsverzeichnis
1. Koordinatenmeßgeräte
1.1 Einsatzschwerpunkte von Koordinatenmeßgeräten
1.2 Anforderungen an Koordinatenmeßgeräten
1.3 Grundbauarten von Koordinatenmeßgeräten
1.4 Tastsysteme
1.5 Vorteile von Koordinatenmeßgeräte gegenüber konventionellen Messen
1.6 Nachteile von Koordinatenmeßgeräte gegenüber konventionellen Messen
1.7 Literaturnachweis
1. Koordinatenmeßgeräte
Merkmal aller Koordinatenmeßgeräte sind drei Meßachsen (Wegmeßsysteme), die senkrecht aufeinander stehen und ein räumliches Koordinatensystem bilden. Die drei Achsen werden mit X , Y , Z bezeichnet.
Es können durch die verschiedenen Taster viele Meßpunkte an einem Werkstück in einer Werkstücklage ermittelt werden. Das zeitaufwendige Ausrichten des Werkstücks auf der Meßplatte entfällt.
Koordinatenmeßgeräte werden eingesetzt um viele Meßpunkte an komplexen Werkstückformen präzise und schnell erfassen zu können. Es können Istmaße bzw. Formund Lagetoleranzen gemessen und dokumentiert werden. Desweiteren ist es möglich, theoretische Maße die im „Raum“ liegen und mit herkömmlichen Meßmittel nicht zu erfassen sind, über Meßpunkte zu berechnen.
1.1 Einsatzschwerpunkte
- Die Stichprobenmessung der Werkstücke zur fortlaufenden Prozeßüberwachung und - regelung
- Die Zwischenkontrolle der Werkstücke vor dem Umspannen und weiteren nachfolgenden Bearbeitungsstufen
- Die automatische Dokumentation der Meßdaten
- Die Maßkontrolle der Werkstücke beim Einfahren neuer Programme und das Einrichten der Fertigungseinrichtungen
- Die indirekte Werkzeugverschleißkontrolle, eventuell in Verbindung mit dem automatischen Nachführen der Werkzeug-korrekturwerte in der CNC
- Das Messen und Überprüfen der Spannvorrichtungen
1.2 Anforderungen
- Werkstatt-Tauglichkeit
Die Maschine sollte gekapselt sein, um gegen Schmutz, Temperatur Feuchtigkeit und Schwingungen hervorgerufen durch die Umgebung , geschützt zu sein.. Dises ist erforderlich um genaue Meßwerte zu ermitteln.
- Werkstatt-Freundlichkeit
Die Handhabung der Meßmaschine und der Spannmittel muß vom Werkstattpersonal ohne Schwierigkeiten durchgeführt werden können.
- Vernetzbarkeit
Um die Daten jederzeit Abzurufen bzw. Flexible Fertigungssytem zu verketten.
- Univeralität und Flexibilität
Meßmaschinen sollten wegen der hohen Investion in der Lage sein, ein breites Spectrum unterschiedlicher Werkstücke ohne großen Aufwand zu messen
- Intregationsfähig
Meßmaschinen sollten in den Materialfluss eingegliedert werden, um Neben und
Wartezeiten auf ein minimum zu reduzieren, um möglichst viele Teile in kurzer Zeit zu messen.
- Geringe Meßunsicherheit
Durch die höhere Genauigkeit der Meßwerte können die Toleranzen besser ausgenutzt werden
1.3 Grundbauarten von Koordinatenmeßgeräten
Die unterschiedlichen Anforderungen führen zu verschiedenen Bauarten von Koordinatenmessgeräten. Diese lassen sich in vier Grundbauarten zusammenfassen.
Portalmeßgeräte
- für kleine bis mittelgroße Teile geeignet, z.B. Getriebe oder Kettenräder
- Tiefenmessungen mit senkrecht stehendem Taster möglich
- sehr genaue Meßergebnisse aufgrund stabiler Bauweise
- beeinträchtigte Zugänglichkeit durch das Portal
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Ständermeßgeräte
- kleine Messbereiche
- gute Zugänglichkeit
- geringe Messunsicherheit
- Tiefenmessungen möglich
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Brückenmeßgeräte
- sehr große Messbereiche, z.B Karosserien
- mittlere Messunsicherheit
- eingeschränkte Zugänglichkeit
- Maßkontrolle durch zwei parallel laufende, gleichzeitig messende Ausleger
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Auslegermeßgeräte
- große Meßbereiche
- gute Zugänglichkeit
- größere Messunsicherheiten
- durch geringe bewegte Massen sind hohe Verfahrgeschwindigkeiten möglich
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
1.4 Tastsysteme
Mit dem Tastsystem des Koordinatenmessgerätes werden zwischen den Antastpunkten der Werkstückoberfläche und des Gerätekoordinatensystems ein Bezug hergestellt. Durch die hohe Genauigkeit des Aufbaus des Tastsystems erreicht man bei jeder Antastung gleichbleibende Bedingungen und damit eine geringe Messunsicherheit. In der Koordinatentechnik kommen meist schaltende oder messende Tastsysteme elektromechanischer oder optoelektronischer Bauart zum Einsatz. Im Gegensatz zu elektromechanischen arbeiten optoelektronische Tastsystem berührungslos und verschleißfrei. Der Vorteil ist, das mit diesen Systemen auch weiche und empfindlich Werkstücke vermessen werden können. Optoelektronische Tastsysteme werten Lichtrefflektionen von vorher auf die Oberfläche projizierten Lichts aus.
Messendes Tastsystem
Beim messenden Tastsystem kann eine Werkstückkontur mit stetiger Messwertübernahme in vorgegebener Schrittweite abgefahren werden(Bild 1). Diese Verfahren nennt man das Scanning-Meßverfahren. Als optoelektronisches System werden in diesen Fall Triangulations-Tastsysteme verwendet (Bild 3)
Schaltendes Tastsystem
Beim schaltendem Tastsystem werden keine Konturen abgefahren, sondern vorher bestimmte Messpunkte nacheinander angetastet. Nach der Messwertübernahme muß das Tastsystem entgegen der Antastrichtung vom Werkstück zurückbewegt werden(Bild 1). Als berührungsloses Verfahren werden optoelektronische Reflextaster verwendet(Bild 2).
Bild 1
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Optoelektronischer Reflextaster
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Optoelektronisches Triangulatuionstastsystem
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
1.5 Vorteile gegenüber konventionellem Messen
- Das aufwendige Ausrichten der Werkstücke auf dem Meßtisch wird wesentlich vereinfacht
- Minimierung der Zeiten bis zum Vorliegen der Meßergebnisse · Optimale Auswertmöglichkeiten
- CNC - Prüfprogramme ermöglichen beliebig häufige Wiederholbarkeit eines Meßvorgangs (Serienmessungen)
- Möglichst kurze Reaktionszeiten für korrigierende Eingriffe
- In einer Aufspannung können sowohl Maß als auch Form- oder Lage- toleranzen erfaßt werden
- Verlagern der Qualitätsverantwortung in die Fertigung
- kürzeste Wege zwischen Bearbeitung und Qualitätsprüfung
1.6 Nachteile gegenüber konventionellem Messen
- Hohe Anschaffungskosten
- Nur für große Losgrößen geeignet
- Hoher Schulungsbedarf der Mitarbeiter
- Klimatisierte und schwingungsfreie Räumlichkeiten
- Wartungsaufwand und Kalibrierdienst durch Fremdfirma
1.7 Literaturnachweis
Prof.Dr.-Ing. Ditmar Schmid, 1991 : CIM Automatisierung der Fertigung, Europa Lehrmittel,Haan
Häufig gestellte Fragen
Was sind Koordinatenmessgeräte und wie funktionieren sie?
Koordinatenmessgeräte (KMGs) sind Geräte mit drei senkrecht zueinander stehenden Messachsen (X, Y, Z), die ein räumliches Koordinatensystem bilden. Sie ermöglichen die präzise und schnelle Erfassung vieler Messpunkte an komplexen Werkstückformen, wodurch Istmaße, Form- und Lagetoleranzen gemessen und dokumentiert werden können. Zudem können theoretische Maße, die im Raum liegen, berechnet werden.
Wo werden Koordinatenmessgeräte hauptsächlich eingesetzt?
KMGs werden für Stichprobenmessungen zur Prozessüberwachung, Zwischenkontrollen vor weiteren Bearbeitungsschritten, automatische Dokumentation von Messdaten, Maßkontrolle beim Einfahren neuer Programme, indirekte Werkzeugverschleißkontrolle und zur Überprüfung von Spannvorrichtungen eingesetzt.
Welche Anforderungen werden an Koordinatenmessgeräte gestellt?
Wichtige Anforderungen sind Werkstatt-Tauglichkeit (Schutz vor Schmutz, Temperatur, Feuchtigkeit, Schwingungen), Werkstatt-Freundlichkeit (einfache Handhabung), Vernetzbarkeit (Datenabruf, flexible Fertigungssysteme), Universalität und Flexibilität (Messung verschiedener Werkstücke), Intregationsfähigkeit (Eingliederung in den Materialfluss) und geringe Messunsicherheit.
Welche Grundbauarten von Koordinatenmessgeräten gibt es?
Es gibt vier Grundbauarten: Portalmessgeräte (für kleine bis mittelgroße Teile, genaue Ergebnisse, beeinträchtigte Zugänglichkeit), Ständermessgeräte (kleine Messbereiche, gute Zugänglichkeit, geringe Messunsicherheit), Brückenmessgeräte (sehr große Messbereiche, mittlere Messunsicherheit, eingeschränkte Zugänglichkeit) und Auslegermessgeräte (große Messbereiche, gute Zugänglichkeit, größere Messunsicherheiten).
Welche Arten von Tastsystemen werden bei Koordinatenmessgeräten verwendet?
Es werden hauptsächlich schaltende und messende Tastsysteme eingesetzt, entweder elektromechanischer oder optoelektronischer Bauart. Messende Systeme (Scanning-Verfahren, Triangulations-Tastsysteme) ermöglichen die stetige Messwertübernahme beim Abfahren einer Kontur, während schaltende Systeme (optoelektronische Reflextaster) einzelne Messpunkte nacheinander antasten.
Welche Vorteile bieten Koordinatenmessgeräte gegenüber konventionellen Messmethoden?
Vorteile sind die vereinfachte Ausrichtung der Werkstücke, Minimierung der Messzeiten, optimale Auswertmöglichkeiten, wiederholbare Messvorgänge durch CNC-Programme, kurze Reaktionszeiten für Korrekturen, Erfassung von Maß-, Form- und Lagetoleranzen in einer Aufspannung, Verlagerung der Qualitätsverantwortung in die Fertigung und kürzere Wege zwischen Bearbeitung und Qualitätsprüfung.
Welche Nachteile haben Koordinatenmessgeräte im Vergleich zu konventionellen Messmethoden?
Nachteile sind die hohen Anschaffungskosten, Eignung eher für große Losgrößen, hoher Schulungsbedarf der Mitarbeiter, Notwendigkeit klimatisierter und schwingungsfreier Räumlichkeiten sowie Wartungsaufwand und Kalibrierdienste durch Fremdfirmen.
- Quote paper
- Jens Flegelskamp (Author), 2000, Koordinatenmessmaschinen, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/101569
