Scanner verhelfen zu hoher Datendichte

Von unserem Redaktionsmitglied Uwe Böttger

Dass sich die linke und die rechte Hälfte einer Automobilkarosserie spiegelbildlich gleichen, ist für den Kunden selbstverständlich. Ebenso wird heute im Zuge der Globalisierung erwartet, dass komplizierte Ersatzteile exakt zusammenpassen – wo auch immer auf der Welt sie zusammengeführt werden. Speziell die Automobil-Zulieferer können ein Lied von der Maßhaltigkeit von Produkten singen. Wer in dieser Branche einmal daneben liegt, ist aus dem Geschäft.

Die Carl Zeiss Messtechnik GmbH nutzte die Control, um die „Mittelklasse in der Koordinatenmesstechnik neu zu definieren“. Auf der Fachmesse für Qualitätssicherung in Sinsheim stellten die Oberkochener mit der Contura ein Koordinatenmessgerät vor, das speziell für mittlere Betriebe und Werkzeugbauer konzipiert wurde. Das Messvolumen liegt bei 700 mm im X-, 700 mm bis 1000 mm im Y- und 600 mm im Z-Bereich. Mit einer Messunsicherheit von U3/E = 2,7+L/300 lassen sich die meisten Anwendungen abdecken.

Der Hersteller rückt bei der Contura die so genannte Vast-Messtechnologie in den Vordergrund. Dr. Rainer Ohnheiser, Leiter des Geschäftsbereichs Portalmessgeräte bei Zeiss: „Die traditionelle Antasttechnologie in der Mittelklasse ist die Einzelpunktantastung, die heute bei marktüblichen Systemen angewendet wird. Im Gegensatz dazu führt unser Produkt ein Scanning durch, bei dem tausende von Antastpunkten in kurzer Zeit aufgenommen werden.“ Nach Ansicht des Zeiss-Managers ergeben sich daraus einige Vorteile:

– Prismatische Werkstücke mit Kreisen, Zylindern, Kegeln und Ebenen lassen sich schnell scannen.

– Die Technik eignet sich sowohl für das Scannen von bekannten Konturen (Kurven und Freiformflächen), als auch von unbekannten Konturen. Letzteres ist ideal für Digitalisieraufgaben im Werkzeug- und Formenbau.

– Schlitze und Vertiefungen lassen sich mit der so genannten selbstzentrierenden Antast-Technologie vermessen.

– Bei einfachen Messaufgaben wird das schnelle Antasten von Einzelpunkten empfohlen. Dadurch ist die Antastkompatibilität mit konventionellen Maschinen gegeben.

Der neue Tastkopf lässt sich mit einem breiten Spektrum an Tastern einsetzen. Sie können nicht nur bis zu 300 mm lang werden. Auch die Tastermasse bis maximal 300 g erlaubt den Einsatz mehrerer „Fühler“ – beispielsweise Sterntaster – mit denen sich ein Werkstück von mehreren Seiten oder mit unterschiedlichen Taststiftdurchmessern vermessen lässt. Möglich sind Durchmesser bis zu 1 mm.

Die Steuerung des neuen Zeiss-Modells basiert auf einem 32-Bit-Pentium-Prozessor. Der Controller wurde in das Untergestell integriert, um eine minimale Aufstellfläche für das Gerät zu erreichen. Eine spezielle thermische Isolation mit Entlüftung verhindert, dass thermische Effekte des Controllers auf das Messgerät einwirken und somit Messergebnisse verfälscht werden.

Der Hersteller garantiert die Messgenauigkeit im Temperaturbereich von 18 bis 22 °C. Damit sei das Modell gerüstet für den geplanten Einsatzort – und den kennen die Zeissianer gut. Dr. Rainer Ohnheiser: „Bei mittelständischen Betrieben befinden sich die Messräume gleich neben dem Fertigungsbereich. Typisch ist eine leichte Klimatisierung, der Zugang erfolgt meist über eine Doppelflügeltür.“

Mit dem Modell RH 20-16 präsentierte die Wenzel Präzision GmbH, Wiesthal, eine neue rollengelagerte Portalmessmaschine mit großem Messvolumen. Das Gerät soll die „Genauigkeitslücke“ zwischen den Portal- und den Ständermessmaschinen schließen. Dank einer robusten Konstruktion ist die Maschine nicht nur temperatur- und schwingungsunabhängig, sondern lässt sich auch in fertigungsnahen Umgebungen einsetzen. Typische Einsatzgebiete sind nach Angaben des Herstellers Presswerkzeuge, Bemusterung, Design, Großmaschinenbau sowie präzise Stahl- und Schweißkonstruktionen.

Die neue PMM-C 700 P Koordinatenmessmaschine der Brown & Sharp GmbH, Wetzlar, kombiniert laut Hersteller die Genauigkeit eines Labormessgeräts mit einer hohen Geschwindigkeit und einer verbesserten Beschleunigung. Dadurch sollen sich beim Anwender die Messzeiten und Prüfkosten reduzieren. Die Maschine besitzt einen Messbereich von 1200 mm x 1000 mm x 700 mm und erreicht eine volumetrische Messabweichung von E=0,6+L/600 µm. Die Antastabweichung liegt bei 0,6 µm. Eine Verfahrgeschwindigkeit von 400 mm/s sowie die Beschleunigung von 3000 mm/s² machen das Modell zu der schnellsten Messmaschine in der Referenzklasse. Wartungsfreie Luftlager in allen Achsen, ein servicefreundliches Elektronikkonzept sowie ein Kollisionsschutz für die gesamte Maschine sollen für niedrige Wartungs- und Betriebskosten sorgen.

Zur Control demonstrierte LK Deutschland die maschinenbauliche und steuerungstechnische Integration eines 600 g leichten Laser-Digitalisierkopfes. Mit einer Abtastrate von 12 500 Punkten/s sorgte das Produkt für Aufsehen.

Moderne Koordinatenmessmaschinen sind ideale Messmittel, denn sie arbeiten flexibel, schnell und sehr genau. Allerdings brauchen die taktilen Systeme viel Zeit, um eine brauchbare Messwertdichte zu generieren. Laser-Digitalisierköpfe wären hier eine sinnvolle Ergänzung, sind aber meist steuerungs- und softwaretechnisch schwer zu integrieren. Auf der Fachmesse Control demonstrierte die LK Deutschland, wie es gemacht wird: Das Offenbacher Unternehmen integrierte einen 600 g leichten Laser-Digitalisierkopf in eine Messmaschine. Es sollen Abtastraten bis zu 12 500 Punkten/s möglich sein. Zudem sei der Messkopf kompatibel zu den Renishaw-Messköpfen PH 10 und PHS. Der Digitalisierkopf lässt sich wie jeder andere Renishaw-Taster wechseln. Der Laserkopf interagiert ständig mit der LK-eigenen Steuerung. Dadurch erfolgen die Übertragung der aufgenommenen Messpunkte und die lageoptimale Führung des Scankopfes in Echtzeit.

Den Laser-Digitalisierkopf wird es mit drei unterschiedlichen Gesichtsfeldern geben, nämlich 35, 60 und 120 mm. Als Messgenauigkeit nennt der Hersteller entsprechend 25, 40 und 80 µm.