Messungen sind ein wichtiger Bestandteil der Fertigung, und hohe Präzision ist entscheidend. Montagelinien arbeiten nacheinander, und schon die Abweichung von einem Millimeter kann zu Fehlern führen. Aus diesem Grund werden Messmaschinen statt herkömmlicher Instrumente wie Messschieber und Lehren eingesetzt.
Hier kommt die Technologie der computergestützten Messung ins Spiel. Messmaschinen wie VMMs und CMMs optimieren die Fertigung durch die Vereinfachung von 3D-Messungen. Sie sind vielseitige Instrumente, die Winkel, Krümmungen und Abstände messen können. Sie unterscheiden sich jedoch in ihren Fähigkeiten. Am Ende dieses Artikels werden wir Ihnen ein umfassendes Verständnis für die Vor- und Nachteile von Messmaschinen vermitteln.
Was ist ein VMM?
Vision Messmaschinen (VMMs) sind optische Messgeräte. Sie sind kompakt und ideal für die Messung kleiner Objekte. VMMs analysieren ein Objekt, ohne es zu berühren, und ermöglichen so berührungslose Messungen.
Der Hauptbestandteil einer VMM ist der Bildsensor, der eine Kamera und eine optische Linse umfasst. Darüber hinaus gibt es den Laser- und den Tastsensor. Der Lasertaster wird für die Messung transparenter und halbtransparenter Objekte verwendet. Der Messtaster ermöglicht die Messung von 3D-Distanzen. VMMs erfassen das Bild eines Objekts mit einer Kamera und erstellen mithilfe einer Computersoftware ein 3D-Modell. Anhand dieses Modells kann der Bediener Entfernungen messen.
VMMs erfassen lineare Attribute wie Punkte, Linien und Winkel. Sie messen geometrische Attribute wie Geradheit oder Ebenheit. Sie werden auch als Videomesssysteme oder Bildmesssysteme bezeichnet.
Was ist ein KMG?
Koordinatenmessgeräte verwenden mechanische Taster und Computersoftware zur Analyse von Objekten. Sie können Winkel, Kreisform und Entfernung messen. Sie sind größer als VMMs. Der Arbeitsbereich besteht aus einem Granittisch, der für schwere Gegenstände geeignet ist. Darüber erstreckt sich eine Brücke, an der die Messtaster befestigt sind.
KMGs analysieren Objekte, indem sie verschiedene Punkte mit Messtastern berühren. Diese Koordinaten werden dann in ein CAD-Modell umgewandelt. Mithilfe einer Computersoftware wird dieses Modell gemessen, um die Abstände auf dem Objekt zu ermitteln.
Die Hauptunterschiede zwischen VMM und CMM
Sowohl VMM als auch CMM quantifizieren die geometrischen Merkmale eines Objekts. Sie weisen jedoch einige wesentliche Unterschiede auf. Im Folgenden werden einige wichtige Aspekte erläutert, durch die sich Bildverarbeitungssysteme und koordinatenbasierte Messmaschinen unterscheiden.
Messmethoden
VMM
VMMs nutzen die optische Messtechnik zur Messung der Abmessungen eines Objekts. Die wichtigste Messkomponente ist ein Bildsensor, der aus einer Kamera und einem optischen Zoomobjektiv besteht. Zusätzlich verfügt ein VMM über einen Lasertaster und einen Messtaster. Die Kamera nimmt ein Bild des Objekts auf, das dann mit einer Computersoftware analysiert wird.
CMM
KMGs hingegen verwenden taktile Messtaster als Hauptmesskomponente. Diese Taster berühren das Objekt an den Punkten, die gemessen werden müssen. Anhand der Koordinaten der Punkte, die der Taster berührt hat, wird ein 3D-Modell erstellt. Dieses 3D-Modell wird verwendet, um Abstände auf dem Objekt zu messen. KMGs haben einen größeren Tisch als VMMs und können daher größere und schwerere Teile messen.
Präzision und Genauigkeit
VMM
Da VMMs optische Linsen und Computer-Software-Tools verwenden. Sie bieten ein hohes Maß an Präzision bei der Messung kleiner Objekte. Sie können Abstände mit einer Genauigkeit von bis zu 0,25 Mikrometern messen. Sie bieten Funktionen wie automatische Kantenerkennung, Nachführung, Autofokus und Werkzeuge zur Lichteinstellung.
CMM
KMGs bieten im Vergleich zur konventionellen Messtechnik auch eine hohe Präzision. Sie können Abstände mit einer Genauigkeit von 2 bis 5 Mikrometern messen. Sie können mit dem kartesischen, dem zylindrischen und dem sphärischen Koordinatensystem betrieben werden.
Eignung der Teiletypen
VMM
Sie werden in Industrien eingesetzt, in denen präzise Messungen unerlässlich sind. Die wichtigsten Branchen sind Elektronik, Fertigung, Maschinenbau und Kunststoff. Die Tischfläche eines VMM liegt unter einem Fuß. Daher ist sie nur für kleine Teile geeignet. Zu den häufig verwendeten Teilen gehören Schrauben, Zahnräder, Formen, Gummi, Weichkomponenten, Leiterplatten, Federn usw.
CMM
Da KMGs eine große Tischfläche haben, eignen sie sich für die Messung großer Industrieteile. In der Luft- und Raumfahrt sowie in der Automobilindustrie werden sie häufig zur Berechnung der Parameter von Maschinenteilen eingesetzt. KMGs eignen sich hervorragend für die Messung von Teilen wie Automobilprototypen, CNC-Vorrichtungen wie Spindeln und Stößel sowie schweren Maschinenkomponenten.
Kosten und Wartung
VMM
VMMs sind im Allgemeinen erschwinglich. Sie sind leichter zu warten, da sie aus weniger Bauteilen bestehen. Sie erfordern eine geringe Anfangsinvestition. Ihr Preis wird jedoch von Faktoren wie dem Bewegungsmodus der VMM, dem Sensortyp, der Softwarefunktionalität und der Hardwarekonfiguration beeinflusst.
CMM
Sie erfordern eine höhere Anfangsinvestition als VMMs. Sie sind auch sperriger und haben komplexe bewegliche Teile. Aus diesem Grund kann sich ihre Wartung als schwierig erweisen. KMGs erfordern einen geschulten Bediener, um sie zu bedienen. Faktoren wie Berufsausbildung, Arbeitsstunden und Schichtzeiten können die Kosten für den Betrieb eines KMG beeinflussen. Weitere Kostenfaktoren können Lizenzgebühren, Kalibrierungskosten und der Ersatz von Tastspitzen sein.
Die Wahl der richtigen Maschine
Möchten Sie wissen, welche die richtige für Sie ist? Stellen Sie sich zunächst diese Fragen:
- Denken Sie an den Platz. Ist Ihre Werkstatt groß oder klein? KMGs sind groß und eignen sich möglicherweise nicht für kleine Werkstätten. VMMs hingegen sind kompakte Maschinen. Wenn Sie in einem kleinen Raum arbeiten, sind sie die ideale Wahl.
- Wie viele Teile müssen Sie an einem Tag bearbeiten? Viele Werkstätten bearbeiten täglich große Mengen von Teilen. In diesem Fall kann ein VMM ideal für Sie sein. Wenn Sie jedoch mit weniger Teilen arbeiten, sind KMGs gut geeignet. KMGs sind auch besser in der Lage, Objekte unterschiedlicher Größe zu analysieren.
- Die Art des Werkstücks, das Sie messen wollen, bestimmt auch die benötigte Maschine. Wenn Sie 3D-Objekte messen, kann ein Bildmesssystem die erforderlichen Operationen nicht durchführen. Denn die Stärke eines VMM liegt in seiner hohen Auflösung, mit der es genaue 2D-Bilder erzeugen kann.
- Wollen Sie extreme Präzision bis auf den Mikrometer genau? In diesem Fall sind VMMs vielleicht besser für Sie geeignet. Obwohl beide Maschinen hervorragend sind, bieten VMMs eine Präzision von bis zu 0,25 Mikron.
- Sind die Teile, die Sie messen, zerbrechlich oder verformbar? In diesem Fall sollten Sie sich für die VMM entscheiden. Sie sind berührungslose Maschinen. Sie können formbare Objekte messen, während KMGs dies nicht können.
Schlussfolgerung
Ob Sie sich nun für VMMs oder KMGs entscheiden, beides sind leistungsstarke Messinstrumente. Sie beschleunigen garantiert Ihren Fertigungsprozess. Mit der Wahl des richtigen Geräts optimieren Sie Ihre Mess- und Konstruktionsabläufe. Obwohl beide ähnliche Funktionen haben, sind ihre Einsatzmöglichkeiten sehr unterschiedlich. Für ein schnelleres Arbeitstempo, höhere Präzision und kleine Objekte sollten Sie sich für VMM entscheiden. Für Vielseitigkeit, 3D-Mapping und schwere Teile sollten Sie sich für das KMG entscheiden. Wenn Sie die wichtigsten Punkte aus diesem Artikel beherzigen, wird der Kauf einer Messmaschine problemlos und einfach sein.
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