Mit der rasanten Entwicklung der Fertigungsindustrie entwickelt sich die Branche zu einer neuen Art von Prüfverfahren. Die ständig steigende Nachfrage und der Wettbewerb zwingen die Produkthersteller zur Einführung neuerer Technologien. Übliche Forderungen sind höhere Produktionsmengen, Just-in-time-Versand und höhere Qualitätsstandards. Koordinatenmessgeräte haben genau diese Anforderungen erfüllt. Sie sind eine Schlüsselkomponente in der Kette der Fertigungsautomatisierung. In diesem Artikel werden wir uns mit dem Kern von KMGs befassen. Wir werden analysieren, wie sie funktionieren und warum sie für so viele Unternehmen so wichtig sind.
Was ist ein KMG?
Die Koordinatenmessmaschine ist ein industrielles Messgerät. Es ist auf physikalische Messungen und Produktinspektion spezialisiert. KMGs sind mittelgroß bis groß und verfügen über einen Tisch für die Platzierung von Objekten. Sie enthalten einen Taster, der das Werkstück an verschiedenen, vorher festgelegten Punkten berührt. Dieses Verfahren ermöglicht es dem Prozessor, ein CAD-Modell des gemessenen Objekts zu visualisieren. Auf diese Weise kann ein Bediener die Abmessungen des Werkstücks ermitteln. KMGs führen auch geometrische Toleranzen, Oberflächenprüfungen und Konstruktionsvergleiche durch.
Überblick über die CMM-Komponenten
CMMs können auf dem Boden oder auf dem Boden montiert werden. Die Wahl hängt letztlich von der Größe und dem Gewicht der zu bearbeitenden Werkstücke ab. Dies ist eines der Unterscheidungsmerkmale des Geräts. Hersteller sollten dies beachten und ein KMG entsprechend ihrem spezifischen Anwendungsfall auswählen. Jedes KMG hat einen Tisch oder Arbeitsbereich. Dieser befindet sich in der Regel in der Mitte des Geräts und dient als Platz für die Aufnahme des Werkstücks. Das hervorstechendste Merkmal des KMG ist die Arm- und Tastereinheit. Der KMG-Arm ist ein physisches Element, das aus dem Gehäuse oder Rahmen des Geräts herausragt. An seinem Ende befindet sich der Messtaster. Zusammen ermöglichen der KMG-Arm und der Messtaster die charakteristische 3-Achsen-Bewegung. Auf diese Weise misst das KMG präzise die 3D-Eigenschaften eines Objekts. Der KMG-Controller steuert den Bewegungs- und Messmechanismus des Geräts. Schließlich werden die Messungen von der KMG-Software konsolidiert und verarbeitet.
Arbeitsprinzip eines KMG
Aus Gründen der Kohärenz können wir die CMM-Arbeiten in drei Phasen unterteilen. Die erste Stufe ist die 3-dimensionale Bewegung. Wie der Name schon sagt, führen KMGs eine Tasterbewegung entlang der drei kartesischen Ebenen x, y und z aus. Bei manuellen KMGs wird diese Bewegung direkt vom Bediener von Hand gesteuert. Bei automatisierten KMGs wird diese Bewegung durch die Motoren und die Steuerung ferngesteuert.
Der zweite Aspekt der KMG-Arbeit ist die Bewegung des Tasters. Der KMG-Taster enthält berührungsempfindliche Auslöser. Sie kommen mit verschiedenen Teilen des Objekts in Berührung. Jeder Berührungspunkt wird zu einem Datenpunkt, der zur Nachbildung des Objekts in 3D verwendet wird. Diese virtuelle Darstellung des Objekts wird als Punktwolke bezeichnet. Der Begriff Einzelpunktantastung und Scannen charakterisiert die Interaktion der Taster. Bei der Einzelpunktantastung berührt der Taster das Objekt an bestimmten Stellen. Beim Scannen hingegen bewegt sich die Sonde über die Oberfläche des Objekts. Dabei liefert er einen kontinuierlichen Datenstrom als Eingabe.
Sobald die erfassten Daten an die Systemsoftware gesendet werden, werden sie verarbeitet, um die Objektmerkmale zu ermitteln. Dazu gehören Abmessungen, Oberflächenprofile, geometrische Toleranzen und andere relevante Merkmale. Die Punktwolke wird mit dem vorgesehenen CAD-Modell verglichen, um Fertigungsfehler zu erkennen. Sobald die erforderlichen Messungen verarbeitet sind, wird ein ausführlicher Merkmalsbericht erstellt.
Anwendungen von KMGs
Einer der Hauptgründe für die Beliebtheit von KMGs ist ihre Vielseitigkeit. Brücken- und Gantry-KMGs haben sich in der Industrie durchgesetzt. Während Brücken-KMGs für mittelgroße Werkstücke geeignet sind, können Gantry-KMGs auch die schwersten und sperrigsten Objekte aufnehmen. Daher sind diese beiden Werkzeuge in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Automobilindustrie weit verbreitet. Hier kann die Messung und Produktprüfung von Werkstücken unterschiedlicher Größe erfolgen. Ausleger-, Horizontalarm- und tragbare KMGs sind sehr nützlich und bilden eine eigene Gruppe. Sie werden in großem Umfang für die Messung und Prüfung mittlerer bis kleiner Teile eingesetzt. In der Elektronik-, Fertigungs- und Medizinindustrie werden sie häufig zur Rationalisierung der Produktionsprozesse eingesetzt.
Vorteile und Beschränkungen
KMGs haben die industrielle Landschaft verändert. Sie haben hochpräzise Messungen ermöglicht und gleichzeitig die Produktkonsistenz verbessert. Dies ist eine direkte Folge der hervorragenden Wiederholbarkeit. Darüber hinaus verkürzen die KMGs die Produktentwicklungszeiten in allen Bereichen. Der Produktionsausstoß in den Fabriken ist seit der breiten Einführung von KMGs und Automatisierung drastisch gestiegen. KMGs können auch eine Vielzahl von Produktanforderungen erfüllen. Sobald Sie die durchschnittliche Größe Ihres Werkstücks bestimmt haben, können Sie entscheiden, welches KMG Sie einsetzen möchten. Es wird Ihnen garantiert wiederholbare, konsistente und genaue Ergebnisse liefern.
KMGs sind nicht ohne eine Reihe von Nachteilen. Zunächst einmal erfordern sie eine erhebliche Anfangsinvestition. Wenn Sie den Kauf eines KMG in Erwägung ziehen, sollten Sie die Preise vorab online prüfen. Da es sich bei KMGs um hochentwickelte Messgeräte handelt, ist für ihre Bedienung geschultes Personal erforderlich. Dies kann zusätzliche Kosten verursachen, einschließlich Ausbildung und Löhne. Ein hochwertiges, gut gewartetes KMG wird sich jedoch im Laufe der Zeit garantiert auszahlen.
Schlussfolgerung
Die Erfindung des KMG durch Ferranti in den 1950er Jahren war ein echter Wendepunkt für die weltweite Fertigung. Im Laufe der Jahre haben die KMGs ihre Position als wichtige industrielle Messgeräte gefestigt. Mit der bevorstehenden Welle von Industrie 4.0 und Automatisierung werden KMGs verstärkt eingesetzt und innoviert. Unternehmen sind bestrebt, ein optimales Gleichgewicht zwischen Produktionsgeschwindigkeit und Qualität zu erreichen. KMGs erweisen sich als entscheidende Komponente dieser Gleichung. Sie erhöhen die Produktionseffizienz und -genauigkeit und sparen dabei Zeit und menschlichen Aufwand.