Koordinatenmessmaschinen sind Geräte, die geometrische Analysen durchführen. Hersteller verwenden KMGs für 3D-Messungen, Toleranzen und Qualitätsprüfungen. Seit mehr als 50 Jahren sind KMGs ein fester Bestandteil in verschiedenen kritischen Branchen. Der Grund dafür ist ganz einfach. Fabriken sind bestrebt, menschliche Fehler aus ihren Prozessen zu eliminieren. Herkömmliche Messgeräte wie Messschieber, Höhenmessgeräte und Mikrometer sind dafür sehr anfällig. KMGs hingegen verringern persönliche Fehler im Fertigungsprozess. Sie sparen Geld, Zeit und Rohmaterial.
Was ist eine CMM-Maschine?
Der Hauptzweck einer CMM ist die Messung von Teilen. Sie erfolgt mit einem physikalischen oder optischen Messsystem. Ein KMG besteht aus einem Bereitstellungsbereich, einem Gehäuse, einem Tragebalken, einem Messtaster, einem Tastereinsatz und einem Computer. Der Tastereinsatz ist auf dem Tastarm montiert. Er ist in der Lage, sich orthogonal in drei Richtungen in der kartesischen Ebene zu bewegen. Diese Bewegung wird bei jedem KMG mit unterschiedlichen Methoden erreicht. An der Spitze des Tastereinsatzes befindet sich ein Tasterschalter. Der Taster erfasst die Koordinaten jedes Punktes auf dem Werkstückkörper und sendet diese Informationen an den Computer. Der Computer erstellt aus dieser "Punktwolke" ein 3D-CAD-Modell. KMGs ermöglichen hochpräzise 3D-Messungen.
Die verschiedenen Arten von KMGs
Brücken-KMG
Das Brücken-KMG ist eines der am häufigsten verwendeten KMGs in der Industrie. Es eignet sich hervorragend für die Messung kleiner bis mittelgroßer Teile. Es besteht aus zwei tragenden Säulen und einem Querbalken. Der Tastarm ist am Querträger befestigt und ermöglicht eine vertikale Bewegung. Der bewegliche Rahmen und die Arme bilden die beiden anderen Messachsen.
Profis
Das Brücken-KMG ist nicht nur vielseitig, sondern auch hochpräzise. Es ist die ideale Wahl für Maschinenteile mit hohen Toleranzen. Es gibt zwei Varianten: den Typ mit beweglicher Brücke und den Typ mit fester Brücke. Es eignet sich für verschiedene Arten von Werkstätten. Brücken-KMGs können verschiedene Aufgaben wie Messen, Profilieren und Scannen erfüllen.
Nachteile
Die Kosten sind einer der begrenzenden Faktoren für Brücken-KMGs - sie sind tendenziell teuer. Außerdem ist ihr Volumen durch ihre Konstruktion begrenzt. Die Arbeiter müssen die Teile zur Prüfung auf die Bühne tragen, was nicht immer ideal ist. Schließlich sind qualifizierte Bediener erforderlich, und die Geräte reagieren empfindlich auf Störungen der Umgebung.
Gantry-KMG
Ein Gantry-KMG hat einen Querbalken, der auf zwei parallelen Rahmen auf beiden Seiten gelagert ist. Die Traverse bewegt sich frei auf dem Träger auf und ab. Der an der Traverse befestigte Tastarm bewegt sich ebenfalls seitwärts. Wie beim Brücken-KMG verschiebt sich der Taster schließlich vertikal, um die endgültige Bewegungskoordinate zu bestimmen. Gantry-KMGs sind für die Analyse großer Maschinenteile konzipiert und werden häufig direkt in der Werkstatt montiert.
Profis
Gantry-KMGs sind hochgenaue und zuverlässige Optionen für die Messung von Automobilteilen. Ihr großes Bereitstellungsvolumen gewährleistet, dass die meisten mittelgroßen und großen Teile aufgenommen werden können. Da Gantry-KMGs auf dem Boden montiert sind, lassen sich schwerere Maschinenteile leichter be- und entladen.
Nachteile
Wie Brücken-KMGs sind auch Gantry-KMGs recht teuer. Da es sich jedoch um einen speziellen KMG-Typ handelt, sind sie die Investition wert. Wenn Sie in sie investieren, sollten Sie bedenken, dass sie sehr groß sind. Gantry-KMGs beanspruchen viel Platz in der Werkstatt. Da es sich um ein stationäres KMG handelt, ist ihr Gesamtvolumen begrenzt.
Horizontalarm-KMG
Bestimmte Teile wie Automobilverkleidungen und -platten sind überwiegend eindimensional. Sie können kurz, aber sehr lang sein. Diese unkonventionellen Teile können nicht bequem mit Brücken- oder Gantry-KMGs gemessen werden. Horizontalarm-KMGs bestehen aus einem seitlich angebrachten Tastarm. Anstatt vertikal zu verfahren, bewegt er sich horizontal. Auf diese Weise lassen sich Objekte mit langen Profilen mühelos messen. Die beiden Gerätetypen in dieser Kategorie sind plattenmontierte und bahnmontierte KMGs.
Profis
Horizontalarm-KMGs können Objekte mit langen Profilen messen. Sie sind einfach zu installieren und zu bedienen und eignen sich hervorragend für Teile, die weniger Toleranz erfordern. Außerdem sind sie platzsparend und kostengünstig.
Nachteile
Sie bieten eine geringere Genauigkeit als andere Arten von KMGs. Aufgrund ihrer horizontalen Bauweise sind sie in erster Linie auf eine Dimension beschränkt. Auch wenn sie kompakt sind, muss das Teil zu ihnen gebracht werden, so dass sie nicht den Vorteil der Mobilität haben.
Freischwinger-KMG
Als die Firma Ferranti in den 1970er Jahren in Schottland zum ersten Mal KMGs entwickelte, stellte sie den Typ Cantilever her. Dieses KMG hat eine starre Grundstruktur, an der ein horizontaler Balken befestigt ist. Der Träger enthält den Tastarm und den Taster. Es unterscheidet sich vom Brücken-KMG dadurch, dass es nur einen Rahmen hat. Es ermöglicht einen offenen Zugang auf drei Seiten der Maschine. Das freitragende KMG bietet eine hohe Präzision und ist für kleine bis mittelgroße Objekte geeignet.
Profis
Freischwinger-KMGs haben eine hohe Genauigkeit und eine geringe Wahrscheinlichkeit von Messfehlern. Sie sind besonders effizient bei der Messung kleiner Teile wie elektronischer Komponenten. Da sie an drei Seiten offen sind, kann der Bediener die Teile bequem ein- und ausladen. Ausleger-KMGs haben eine ausgezeichnete Messgeschwindigkeit. Sie eignen sich für Werkstätten, die einen schnellen Output benötigen.
Nachteile
Aufgrund der starren Struktur des X-Achsen-Trägers sind Freischwinger-KMGs in der Größe der Objekte, die sie messen können, begrenzt. Außerdem sind sie nicht tragbar. Sie müssen an einer Station in der Werkstatt aufgestellt werden, zu der der Bediener die zu messenden Teile bringt.
Tragbarer Messarm CMM
Tragbare Arm-KMGs eignen sich hervorragend für Messungen an Ort und Stelle und haben den KMG-Betrieb in den Werkshallen verändert. Sie bestehen aus einem Knickarmtaster mit Tastspitze. Das KMG kann zu verschiedenen Stationen in der Werkstatt transportiert werden, um Teile zu messen. Tragbare Messarme sind mit sechs- bis siebenachsigen Systemen ausgestattet, was die Profilierung komplexer Teile erleichtert. Sie können Objekte in verschiedenen Stadien der Montage analysieren, von einzelnen Teilen bis hin zu ganzen Maschinen.
Profis
Als leichtestes und wendigstes KMG kann der tragbare Messarm die Art und Weise der Dimensionsanalyse in der Werkstatt verändern. Sie sind mit Leapfrog-, Multi-Sensor- und Scanning-Technologien ausgestattet. Tragbare Messarme sind preiswert und einfach zu bedienen.
Nachteile
Aufgrund ihres tragbaren Charakters haben diese Arten von KMGs einige Nachteile. Sie sind nicht so genau und präzise wie Brücken-KMGs, was bedeutet, dass sie nicht für hochempfindliche oder kleinteilige Maschinen geeignet sind.
Optisches KMG
Dank der Fortschritte in der maschinellen Bildverarbeitung haben sich die optischen KMGs zu einer bahnbrechenden Messtechnik entwickelt. Optische KMGs verwenden keine physischen Taster, sondern setzen stattdessen optische Methoden zur Messung von Objekten ein. Sie führen Dimensionsanalysen mit Lasertriangulation, Photogrammetrie und bildgebenden Systemen durch. Dadurch sind optische KMGs ideal für die Messung empfindlicher und verformbarer Teile. Optische KMGs ermöglichen die Inline-Prüfung von Objekten während der Montage. Sie sind für die Fertigung und Automatisierung unverzichtbar und bilden das Rückgrat der Industrie 4.0.
Profis
Wie Messarm-KMGs sind auch optische KMGs mobil und leicht. Sie zeichnen sich durch kurze Erfassungszeiten aus. Sie sind vielseitig einsetzbar und können problemlos scannen, antasten und profilieren. Sie sind kostengünstig in der Anschaffung und einfach einzurichten. Da sie einfach zu bedienen sind, eignen sie sich für eine große Anzahl von Anwendungsfällen. Optische KMGs eignen sich am besten für die Messung kleiner und verformbarer Maschinenteile.
Nachteile
Optische KMGs sind weniger genau als herkömmliche KMGs, z. B. Brücken- oder Gantry-KMGs. Sie benötigen eine spezielle Beleuchtung, um optimal arbeiten zu können. Darüber hinaus haben optische KMGs manchmal Schwierigkeiten bei der Messung glänzender und reflektierender Oberflächen. Ebenso können optische KMGs transparente Materialien nicht genau messen.
Die Wahl des richtigen KMG für Ihre Bedürfnisse
KMGs haben sich als die führende Messlösung zur Verringerung menschlicher Fehler in der Fertigung etabliert. Durch die Verbesserung der Qualitätskontrolle und der Dimensionsmessungen verbessern KMGs den Produktionsprozess in der Fabrik. Im Laufe der Zeit führt dies zu einem geringeren Rohstoffverbrauch, betrieblichen Einsparungen und einem höheren Ausstoß.
Bei der Auswahl eines KMG sollten Sie Ihre spezielle Anwendung berücksichtigen. Freischwinger-KMGs sind zwar sehr genau, aber nicht sehr vielseitig. Die am flexibelsten einsetzbaren KMG sind Brücken- und Gantry-KMGs.
Das Horizontalarm-KMG ist für die Messung langer Objekte geeignet. Tragbare Messarme und optische KMGs eignen sich am besten für mobile und modulare Arbeiten. Wenn Sie weitere Fragen zur Auswahl von KMGs haben, wenden Sie sich an uns. Wir freuen uns darauf, von Ihren Messanforderungen zu hören.