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Hinter den Kulissen der 3D-Messung: Warum können KMGs die am schwersten erreichbaren Oberflächen messen?
In der modernen Fertigung und Technik sind genaue Messungen der Schlüssel zur Gewährleistung der Produktqualität. Ein Koordinatenmessgerät (KMG) ist ein Gerät, das speziell zum Messen der Geometrie eines Objekts entwickelt wurde. Es verwendet eine Sonde, um die Position verschiedener Punkte auf der Oberfläche des Objekts zu erfassen. Das einzigartige Design dieser Geräte ermöglicht die Messung von Oberflächen, die mit herkömmlichen Messungen nur schwer erreichbar sind.
„Eine Koordinatenmessmaschine kann jedes Detail eines Objekts auf Mikrometerebene präzise messen.“
KMGs verwenden verschiedene Sondentypen. Am gebräuchlichsten sind mechanische Sonden und Lasersensoren, es gibt jedoch auch andere Typen wie optische Sonden und Weißlichtsensoren. Die Sondenposition kann je nach Maschine manuell durch den Bediener oder automatisch durch einen Computer gesteuert werden.
Bei einem typischen 3D-„Brücken“-KMG bewegt sich die Sonde entlang dreier orthogonaler Koordinatenachsen: X, Y und Z. Jede Achse verfügt über einen Sensor, der die Position der Sonde entlang dieser Achse überwacht, normalerweise mit einer Genauigkeit im Mikrometerbereich.
Wenn die Sonde eine bestimmte Stelle auf dem Objekt berührt, liest die Maschine die Position jeder Achse, um die dreidimensionalen Koordinaten dieses Punkts zu ermitteln. Dieser Vorgang kann viele Male wiederholt werden, um eine „Punktwolke“ zu erzeugen, die die Oberflächenmerkmale des gemessenen Objekts beschreibt. Diese Punktwolkendaten können weiter verwendet werden, um beispielsweise Abstände zwischen Merkmalen zu überprüfen oder geometrische Merkmale wie Zylinder und Flächen zur Toleranzprüfung zu konstruieren.
„KMGs bieten eine beispiellose Genauigkeit bei technischen Messungen und können problemlos eine große Vielfalt an Formen und Oberflächen verarbeiten.“
Wie funktioniert es?
Der Betrieb eines Koordinatenmessgeräts umfasst mehrere Zusammenhänge, darunter die Struktur der Maschine selbst, das Messtastersystem und die Datenverarbeitungsplattform. Diese Maschinen bestehen normalerweise aus drei Hauptteilen: dem Maschinenkörper, dem Sondensystem und dem Datenerfassungssystem.
Früher waren KMG-Sonden hauptsächlich mechanischer Natur, doch mit dem technischen Fortschritt und der Einführung elektronisch gesteuerter Sonden konnte die Messgenauigkeit erheblich verbessert werden. Dieser Sondentyp kann beim Erkennen der Oberfläche eines Objekts automatisch Koordinatendaten an den Computer senden, wodurch Messfehler, die durch unterschiedliche Betriebsmethoden verursacht werden, erheblich reduziert werden.
Darüber hinaus hat die Einführung von Scanning-Sondensystemen die Messeffizienz weiter verbessert. Dieses System kann die Sonde über die Oberfläche ziehen, schnell Daten erfassen und ein dreidimensionales Modell erstellen, was nicht nur die Messgeschwindigkeit verbessert, sondern auch verbessert die Messgenauigkeit. Geschlecht.
Vielfalt von KMG
KMGs sind nicht auf stationäre Geräte beschränkt; tragbare KMGs erfreuen sich zunehmender Beliebtheit. Tragbare Koordinatenmessgeräte verwenden entweder einen Gelenkarm oder ein armloses Scansystem, wodurch Messungen in unterschiedlichen Umgebungen möglich sind. Darüber hinaus steigt mit dem technologischen Fortschritt auch die Verwendung optischer Koordinatenmessgeräte in der Branche.
Diese tragbaren Geräte sind in der Regel leicht, einfach zu bedienen und erfordern für ihren Betrieb keine kontrollierte Umgebung, weshalb sie sich für Anwendungen wie Reverse Engineering und Rapid Prototyping eignen.
„Dank der Popularität tragbarer Koordinatenmessgeräte war die Messgenauigkeit noch nie so hoch, egal ob in der Fabrik oder im Freien.“
Standardisierung und Genauigkeit
Um die Leistung eines Koordinatenmessgeräts sicherzustellen, bietet die Normenreihe ISO 10360 klare Testanforderungen. Diese Normen legen die Eigenschaften von Tastsystemen sowie Längenmessfehler fest und helfen dem Benutzer, zuverlässige und genaue Messungen sicherzustellen.
Die Genauigkeit einer Messung wird oft anhand des Unsicherheitsfaktors bei einer bestimmten Entfernung beurteilt. Bei Koordinatenmessgeräten mit Tastsonden liegt die Wiederholgenauigkeit der Sonde typischerweise im Bereich von einem Mikrometer, was für viele anspruchsvolle Anwendungen von Bedeutung ist.
Zukunftsaussichten
Die Entwicklung der KMG-Technologie beschränkt sich nicht auf traditionelle Messmethoden. Mit dem Aufkommen der berührungslosen Scantechnologie und der Mikrometermessung sind Multisensor-Messgeräte auf den Markt gekommen. Diese Geräte erhöhen nicht nur die Messflexibilität, sondern werden auch den Anforderungen unterschiedlicher Materialien und Formen gerecht.
Generell spielen Koordinatenmessgeräte als Präzisionsmesswerkzeuge mit ihrer immer höheren Messgenauigkeit und Messreichweite eine unverzichtbare Rolle in der modernen Fertigung. Vor dem Hintergrund des fortschreitenden technologischen Fortschritts müssen wir uns fragen: Welche Überraschungen und Herausforderungen wird die Messtechnologie der Zukunft für uns bereithalten?
