Tastereinsätze und Tasterverlängerungen: Kleines Zubehör hat einen großen Einfluss auf die KMG-Genauigkeit

Alle Bilder Quelle: ZEISS Industrial Quality Solutions

Zuverlässige Messergebnisse von Koordinatenmessgeräten (KMGs) sind entscheidend für die Überwachung von Fertigungsprozessen und die Lieferung hochwertiger Teile. Absolutes Vertrauen in die Teilequalität kann nur erreicht werden, wenn die Messunsicherheit auf ein Minimum beschränkt wird.

Tastereinsätze und Tasterverlängerungen können bei den meisten Messungen diese Sicherheit bieten. Allerdings stellen tiefe Bohrlöcher und schwer zugängliche Stellen Herausforderungen dar.

Verzichten Sie nicht auf Qualität, indem Sie die falschen Taster und Messtasterverlängerungen verwenden. Finden Sie die richtigen Werkzeuge aus den richtigen Materialien für Ihre Qualitätsanforderungen.

Tastköpfe werden am Arm und Taster direkt am Kopf eines KMG montiert. Wie Matt Danford von Modern Machine Shop erklärt, bewegen sich einige CMM-Scanköpfe eigenständig und andere erfordern Erweiterungen. Erweiterungen sind an allen gängigen Maschinen zu finden und in verschiedenen Ausführungen erhältlich.

„Heute wird eine große Auswahl an KMG-Messköpfen angeboten, von festen Köpfen über indexierende Köpfe bis hin zu kontinuierlich beweglichen Köpfen“, heißt es in Metrology News. „Der feste Tastkopf wird immer noch auf KMGs mit extrem hoher Genauigkeit verwendet und eignet sich auch besonders zum Tragen langer Verlängerungsstangen, die zum Messen und Scannen tiefer Innenteilmerkmale benötigt werden.“

Dieses Zubehör erweitert die Tasterreichweite und ermöglicht einen optimalen Zugang zu komplexen oder großen Teilen. Verlängerungen sind besonders bei festen Sondenköpfen von Vorteil, um schwer zugängliche Merkmale tief in Hohlräumen oder unter Teilen zu erreichen.

Erweiterungen haben direkten Einfluss auf die Messunsicherheit eines gesamten Messsystems. Folglich verschlechtert sich die Genauigkeit dessen, was ein KMG laut Spezifikation leisten kann, bei Verwendung ungeeigneter Erweiterungen nur.

Die Erweiterungsleistung kann durch drei entscheidende Faktoren beeinträchtigt werden:

Bediener sollten außerdem die Best Practices kennen, wenn sie Verlängerungen sowohl für Taster als auch für Messtaster verwenden. Wie das National Physical Laboratory erklärt: „Hersteller von Sondenköpfen und Zubehör geben im Allgemeinen die maximal empfohlenen Längen für Sondenverlängerungen an.“ Die Verwendung von Verlängerungen, die diese Längen überschreiten, kann die Genauigkeit und Wiederholbarkeit der Messwerte des Sondenkopfs erheblich beeinträchtigen.“

Das gewünschte Ergebnis bei jeder Qualitätssicherungslösung sind konsistentere Messergebnisse. Die Wahl des richtigen Materials für Stiftverlängerungen kann unter wechselnden Bedingungen für mehr Stabilität sorgen.

Eine Eigenschaft, die berücksichtigt werden muss, ist ein niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient. Das thermische Wachstum ist längenabhängig, insbesondere bei langen Stiften und Verlängerungen.

Es gibt viele Möglichkeiten für Verlängerungsmaterialien, und jede Option wird auf unterschiedliche Weise von Temperaturschwankungen beeinflusst. Zu diesen Materialien gehören Aluminiumlegierungen, Titan und Kohlefaser.

Aluminium war vor Jahrzehnten das vorherrschende Material, als die Messtechnik hauptsächlich in Qualitätslabors durchgeführt wurde. Da die Qualitätssicherung und -kontrolle in die Produktionslinie verlagert wurde, wurden neue Materialien benötigt. In den Laboren wurde die Temperatur kontrolliert, aber Aluminium verträgt Temperaturschwankungen nicht gut und ist für die Messtechnik in der Produktionslinie schlecht geeignet.

Wo Metall benötigt wird – für Gelenke, Knöchel usw. – bietet Titan die beste Kombination aus geringem Gewicht, Festigkeit, thermischer und struktureller Stabilität und Dichte. „Aber Titanverlängerungen mussten aus Gewichtsgründen im Durchmesser und in der Wandstärke reduziert werden, um mit Aluminiumverlängerungen vergleichbar zu sein“, sagt Jörg Esswein, Leiter Produktmanagement Zubehör bei ZEISS Industrial Quality Solutions. „Diese Reduzierung führt zu einem Verlust an Steifigkeit.“

Kohlefaser ist das am häufigsten verwendete Material und die beste Option für lange Stifte und Verlängerungen. Das Polymer ist steif, leicht, hat eine hohe Biegefestigkeit und aufgrund seiner thermischen Stabilität übertreffen die Vorteile andere Materialien wie Aluminium, Edelstahl, Stahl, Titan und Keramik.

Trotz ihrer einzigartigen Vorteile verfügen alle drei Materialien – Aluminium, Titan und sogar einige Kohlefasern – möglicherweise nicht über die richtige Kombination von Eigenschaften, um die besten Ergebnisse bei Haarverlängerungen zu gewährleisten.

Es ist wichtig, ein Erweiterungsportfolio zu finden, das die perfekte Kombination wesentlicher Faktoren bietet. Erweiterungspakete sollten an die unterschiedlichen Genauigkeitsanforderungen verschiedener KMGs angepasst werden. Diese Erweiterungen würden die Genauigkeit immer auf dem höchstmöglichen Niveau halten, gepaart mit einem sehr guten Preis-Leistungs-Verhältnis.

Durch die Verwendung der richtigen Kohlefaserverlängerungen kann der Einfluss der Verlängerung auf die Messunsicherheit des KMG im Vergleich zu Titan um das bis zu Fünffache verringert werden. Anwender würden außerdem ihre Produktivität steigern, da dank der erhöhten statischen Steifigkeit deutlich höhere Scangeschwindigkeiten bei gleichbleibender Genauigkeit möglich sind. Darüber hinaus können die Verlängerungen aufgrund der erhöhten Temperaturbeständigkeit für alle Messumgebungen geeignet sein.

Im Idealfall gibt es je nach Anforderung drei Genauigkeitsstufen.

Sie benötigen ein komplettes Carbonfaser-Verlängerungsportfolio, das Ihren Genauigkeitsanforderungen gerecht wird. Im Idealfall sind diese auf Ihr KMG zugeschnitten. Erhalten Sie maximale Genauigkeit und optimale Leistung, ohne Ihr Budget zu belasten.

Industrielle Qualitätslösungen von ZEISS . Für weitere Informationen senden Sie eine E-Mail an [email protected] oder besuchen Sie zeiss.com/metrology.