Die genaue Größe und Geometrie von Teilen sind beim Prototypenbau oder der tatsächlichen Produktfertigung von entscheidender Bedeutung. Jeder Fehler in den Abmessungen kann einen erheblichen Einfluss auf den gesamten Produktionsprozess haben.
Um dieses Problem zu lösen, wurden hochpräzise Messmaschinen entwickelt, die als Koordinatenmessgeräte (CMM) bekannt sind. In diesem Artikel bieten wir eine Einführung in CMMs und beantworten die häufig gestellte Frage: “Was ist ein CMM?”
Das Koordinatenmessgerät (CMM) ist ein entscheidendes Werkzeug im Herstellungsprozess, um präzise Geometrie und physische Abmessungen sicherzustellen.
Traditionell wurden Messungen mit Handwerkzeugen oder optischen Vergleichsmessgeräten durchgeführt, aber diese Methoden hatten ihre Grenzen und Fehlerpotenziale. Das CMM bietet hingegen eine genaue und effiziente Lösung.
Ein CMM-Gerät nutzt Koordinatentechnologie, um die Abmessungen von Maschinen- oder Werkzeugteilen zu messen. Es kann Höhe, Breite und Tiefe entlang der X-, Y- und Z-Achsen messen.
Je nach Komplexität des CMM-Geräts kann es auch Messdaten aufzeichnen. Diese fortschrittliche Messmaschine eignet sich besonders für die Messung von großen und komplexen Komponenten.
Das CMM wird entweder von einem Computer oder einem Bediener gesteuert. Es bietet 6 Freiheitsgrade (DOF), die es ermöglichen, Messungen aus verschiedenen Winkeln und Richtungen zu lesen. Aufgrund seiner Vielseitigkeit und Präzision ist es ein unverzichtbares Werkzeug in modernen Fertigungsprozessen geworden.
Die Bedeutung von Koordinatenmessgeräten ist in der heutigen Messtechnikindustrie von größter Wichtigkeit. Traditionelle Methoden der Handinspektion haben ihre Grenzen und sind stark von der Fähigkeit des Inspektors abhängig.
Dies lässt Raum für schlecht hergestellte Komponenten, die unentdeckt bleiben und letztendlich den Endkunden erreichen.
Mit dem Fortschritt in den Produktionsdesigns und der Komplexität der Komponenten können bestimmte Eigenschaften jedoch nur mit einem CMM genau gemessen werden.
Die Auswirkung ist tiefgreifend, da CMMs Unternehmen sowohl Zeit als auch Geld sparen und ihre Fertigungsprozesse verbessern.
Diese Verbesserung ermöglicht es ihnen, einen Wettbewerbsvorteil zu erlangen, was zu einer erhöhten Rentabilität führt.
Es gibt vier Arten von Koordinatenmessgeräten (CMMs), jedes mit seiner eigenen Struktur und Vorteilen.
Der erste Typ ist das Brückentyp-CMM, welches am häufigsten vorkommt. Brückentyp-CMMs können weiter in mobile Arbeitstisch- und mobile Brückentypen unterteilt werden. Diese Maschinen haben ein stabiles Verankerungsdesign, das genaue Messungen gewährleistet. Sie sind sowohl in stationären als auch in tragbaren Optionen verfügbar, wobei letztere verstärkt sind, um den rauen Bedingungen einer Werkstatt standzuhalten. Allerdings sind Brückentyp-CMMs in der Regel auf die Messung von kleinen bis mittelgroßen Teilen beschränkt, die leicht gehoben und auf einen Tisch gelegt werden können.
Der zweite Typ ist das Ausleger-Typ-CMM. Ausleger-Typ-CMMs haben einen einzelnen Arm mit einem Taster am Ende. Dieses Design ermöglicht flexible Messungen in engen Räumen oder Bereichen, die schwer zugänglich sind. Ausleger-Typ-CMMs werden oft für die Messung von komplizierten und komplexen Teilen verwendet.
Portal-Typ-CMMs verfügen über zwei senkrechte Säulen mit einem Querträger, der sie verbindet. Diese Konfiguration bietet während der Messung eine hervorragende Stabilität und eignet sich somit für größere und schwerere Teile. Portal-Typ-CMMs sind häufig in Branchen wie der Automobil- und Luftfahrtindustrie zu finden.
Der vierte Typ ist das Horizontalarm-CMM, bei dem der Taster an einem horizontalen Arm befestigt ist, der entlang von Schienen bewegt wird, die an einem Überkopfträger oder einer Oberflächenplatte montiert sind. Dieses Design ermöglicht die großflächige Messung schwerer Objekte ohne Genauigkeitsverlust.
Ein Koordinatenmessgerät (CMM) arbeitet, indem es mit einem Taster physischen Kontakt zu verschiedenen Punkten am Objekt herstellt und wertvolle Daten über dessen Dimensionen und Form sammelt. Diese Daten werden sorgfältig analysiert und genutzt, um hochpräzise Messungen und umfassende Berichte zu erstellen.
Das CMM operiert durch ein ausgeklügeltes System von XYZ-Achsen, was es ihm ermöglicht, den Taster mit äußerster Genauigkeit entlang verschiedener Ebenen zu bewegen.
Darüber hinaus beinhalten moderne CMMs optische oder Laser-Sensoren für berührungslose Messungen. Obwohl fortgeschrittene CMMs eine Vielzahl von zusätzlichen Fähigkeiten bieten, bleibt die dimensionale Messung die grundlegende Anwendung dieser leistungsstarken Technologie.
Koordinatenmessgeräte (CMM) sind wesentliche Instrumente im Produktionsbereich. Sie bieten zahlreiche Vorteile, die ihre Einschränkungen weit übertreffen.
Wir werden eine umfassende Untersuchung der vielfältigen Vorteile durchführen, die mit der Verwendung eines CMM verbunden sind, und auch einige wichtige Überlegungen bezüglich seiner Einschränkungen ansprechen.
Koordinatenmessgeräte sind aufgrund ihrer Genauigkeit ein unverzichtbarer Bestandteil des Fertigungsprozesses geworden. Insbesondere bei der Herstellung komplizierter Werkzeuge ist ein Koordinatenmessgerät eine gute Wahl für dimensionale Messungen, was letztendlich zu erheblichen Einsparungen bei den Produktionskosten und dem Zeitaufwand führt.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Methoden der Messung von mechanischen Teildimensionen bieten dreidimensionale Koordinatenmessgeräte ein zuverlässiges Werkzeug zur Sicherstellung der Qualität. Sie können Teile digital messen und analysieren und bieten eine breite Palette von Dienstleistungen wie dimensionale Analyse, CAD-Vergleich, Werkzeugzertifizierung und Reverse Engineering, um strenge Qualitätsstandards aufrechtzuerhalten.
Da CMM-Maschinen computergesteuert sind, wird die menschliche Beteiligung reduziert. Diese Reduzierung dient dazu, potenzielle Risiken im Zusammenhang mit Bedienungsfehlern zu verringern.
Um ein Teil genau zu messen, muss der Taster, der in der Koordinatenmessmaschine verwendet wird, Kontakt mit dessen Oberfläche aufnehmen. Allerdings muss bei empfindlichen oder zerbrechlichen Oberflächen darauf geachtet werden, da anhaltender Kontakt Schäden am Teil verursachen kann.
Verschiedene Arten von Tastern werden in CMM-Maschinen eingesetzt. Die Wahl des Tasters hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie der Größe des Teils, den Desigspezifikationen und den Fähigkeiten des Tasters. Die falsche Auswahl eines Tasters kann die Messpräzision beeinträchtigen.
Verschiedene Arten von Tastern werden in CMM-Maschinen eingesetzt. Die Wahl des Tasters hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie der Größe des Teils, den Desigspezifikationen und den Fähigkeiten des Tasters. Die falsche Auswahl eines Tasters kann die Messpräzision beeinträchtigen.
Das 3D-Koordinatenmessgerät ist ein hochentwickeltes Messsystem, das Licht, Mechanik, Elektrik, Computer und Steuerungstechnik kombiniert.
Daher können zahlreiche Faktoren die Unsicherheit seiner Messergebnisse beeinflussen. Bei kleineren und mittelgroßen Koordinatenmessgeräten ist jedoch der signifikanteste Faktor, der die Messunsicherheit beeinflusst, die Abweichung der Umgebungstemperatur von der Standardmessungstemperatur (20°C).
Um genaue Ergebnisse vom dreidimensionalen Koordinatensystem zu gewährleisten, ist es entscheidend, die Umgebungstemperatur strikt im im Gerätehandbuch angegebenen Bereich zu kontrollieren.
Die häufigsten Fehlerarten bei Koordinatenmessgeräten können in statische Fehler und dynamische Fehler unterteilt werden.
Statische Fehler sind durch ein konsistentes, stabiles Fehlerniveau gekennzeichnet, während dynamische Fehler mit der Zeit zunehmen.
Um Fehler effektiv zu kompensieren, ist es wichtig, diese beiden Fehlerarten zu verstehen und die entsprechende Methode auszuwählen.
Die am häufigsten verwendeten Fehlerkompensationsmethoden für Koordinatenmessgeräte sind Temperaturkompensation, Softwarekorrekturkompensation und andere Arten von Kompensation.
Die Methode der Softwarekorrekturkompensation ist besonders in der praktischen Anwendung verbreitet, da sie dynamische Fehler in dreidimensionalen Koordinatenmessgeräten effektiv kompensiert.
Es gibt mehrere Lösungen, um eine ausgeglichene und stabile Temperatur im Messraum zu halten.
Die Messmaschinensoftware kann lineare Korrektur und Temperaturkorrektur verwenden, um den Temperatureffekt basierend auf den Umgebungsbedingungen während der Vor-Ort-Kalibrierung anzupassen.
Es ist wichtig, Wärmequellen wie elektrische Geräte und Computer in angemessenem Abstand von der Messmaschine zu halten. Bei der Auswahl einer Klimaanlage wird empfohlen, ein Inverter-Modell mit starken Temperaturregelungsfähigkeiten zu wählen.
Darüber hinaus ist eine sorgfältige Planung des Installationsorts der Klimaanlage entscheidend, um sicherzustellen, dass sie nicht direkt auf die Messmaschine bläst.
Um eine ausgeglichene Raumlufttemperatur zu erhalten, ist es ratsam, die Klimaanlagenwindrichtung nach oben zu justieren, um eine ausreichende Luftzirkulation im Raum zu stimulieren.
Wärmedämmmaßnahmen sollten in Computerräumen durchgeführt werden, wobei Türen und Fenster fest geschlossen bleiben sollten, um Temperaturverluste zu minimieren und Sonneneinstrahlung zu vermeiden.
Letztlich sollte ein strenges Management des Messraums durchgeführt werden, um unnötiges Verweilen von Personal im Bereich zu verhindern.
Die Messergebnisse eines dreidimensionalen Koordinatenmessgeräts können durch sein Erkennungssystem beeinflusst werden.
In diesem Prozess kommt der Taster mit dem zu messenden Werkstück in Kontakt und sendet ein Signal. Das Steuersystem und der Computer sammeln dann die Koordinaten des Tasters und führen die notwendigen Berechnungen durch, um die gewünschten Messergebnisse zu erhalten.
Derzeit sind die meisten Sonden von Koordinatenmaschinen als Schalttyp konzipiert, was zu unterschiedlichen Kontaktpunkten führen kann, wenn sie an verschiedenen Positionen detektieren.
Dieses Designprinzip führt zu Erkennungsfehlern, die die Unsicherheit der Messergebnisse direkt beeinflussen. Daher ist es entscheidend, diese Fehler zu minimieren, um genaue Messungen zu gewährleisten.
Während CMMs verschiedene Vorteile bieten, übertreffen unsere 3D-Scanner, einschließlich des KSCAN-Magic 3D-Scanners, lo SIMSCAN 3D-Scanners, lo Farb-3D-Scanners, il TrackScan 3D-Systems, usw., diese Vorteile.
Sie sind tragbarer, bieten beispiellose Genauigkeit, Einfachheit, Geschwindigkeit und Effizienz, während sie die Präzision der Messtechnik beibehalten.
Um optimale Messungen zu gewährleisten und die Qualitätskontrolle zu vereinfachen, empfehlen wir Ihnen, unsere Handheld-3D-Scanner zu entdecken. Mit unseren fortschrittlichen Scannern können Sie präzise und effiziente Messungen durchführen und Ihre gesamten Fertigungsprozesse verbessern.
