Präzise CMM-Messdienstleistungen in Taiwan – Globale Qualitätssicherung in der Produktion

Was ist CMM-Messung?

Eine Koordinatenmessmaschine (KMG/CMM) ist ein Gerät zur Verifizierung von Prototypen und Serienteilen. Die CMM-Messwerte werden durch einen hochempfindlichen Tastkopf (Touch-Trigger oder elektronisch) ermittelt, der präzise eine Reihe von Punkten entlang der X-, Y- und Z-Achsen aus der Geometrie eines Objekts misst. Diese CMM-Messungen sind erforderlich, um bestimmte Produktteile gemäß Spezifikationen zu qualifizieren.

Warum wird eine CMM benötigt?

Traditionelle Prüfmethoden waren stark vom Können des Prüfers abhängig. Zusammen mit anderen Einschränkungen wurden Teile manchmal fehlerhaft gefertigt, ohne erkannt zu werden, und an Kunden ausgeliefert. KMGs wurden genau entwickelt, um solche Probleme zu lösen. In Taiwan ansässige CMM-Hersteller bieten weltweit eine Vielzahl hochwertiger CMM-Lösungen an.

Da Teile durch zunehmend komplexere Fertigungsdesigns anspruchsvoller werden, ist eine Koordinatenmessmaschine erforderlich, um die relevanten Merkmale präzise zu messen. Angesichts der Notwendigkeit schnellerer und genauerer Prüfprozesse können Koordinatenmessmaschinen sicherstellen, dass Teile effektiv und effizient innerhalb eines vorgegebenen Zeitrahmens geprüft werden, wodurch positive, reproduzierbare Ergebnisse erzielt und Kundenanforderungen erfüllt werden.

Komponenten einer Koordinatenmessmaschine

Eine Koordinatenmessmaschine besteht im Wesentlichen aus mehreren Komponenten: dem Tastsystem, Steuerung & Software sowie weiterem Zubehör:

• Der Tastkopf: Anders als optische oder Lasertaster haben die Taster in einer KMG einen sphärischen Durchmesser. Die sphärischen Spitzen bestehen généralement aus Rubin und Zirkonium, können aber auch aus anderen harten Materialien gefertigt sein, die ihre Größe bei Temperaturschwankungen nicht ändern. Gelegentlich wird statt des sphärischen Typs ein nadelförmiger Taster mit spitzer Spitze verwendet.
• Steuerung und Software: KMGs sind zur Datenerfassung und -reduktion fähig, realisiert durch ein System, das typischerweise aus Applikationssoftware, einem Desktop-Computer und einer Maschinensteuerung besteht. Die Software kann entweder von Drittanbietern oder von einem unabhängigen CMM-Hersteller entwickelt sein.
• Granittisch: Die Oberfläche der KMG ist oft mit Steinmaterial belegt, um hochgenaue Messungen zu erzielen. Die Steinoberfläche ist weniger anfällig für Kratzer und Verformungen, was eine längere Lebensdauer bis zum Austausch ermöglicht.
• Spannvorrichtungen: Spannvorrichtungen sind essenziell, um sicherzustellen, dass die KMG wie vorgesehen koordiniert ist. Sie gewährleisten, dass das Messobjekt während eines CMM-Vorgangs nicht bewegt wird, da jede noch so kleine Bewegung zu Fehlern oder Ungenauigkeiten führen kann. Daher sind Spannzangen, Spannplatten etc. üblich, um das Messobjekt festzuhalten.
• Druckluftkompressoren und Trockner: Aufgrund der mechanischen Natur einer KMG ist sie oft mit einem Druckluftkompressor mit Trockner ausgestattet. Dies ist am häufigsten bei Granit- oder Standard-Portal-KMGs anzutreffen.

Wie werden CMM-Messdaten verwendet?

Jedes Mal, wenn der sphärische Taster das Messobjekt berührt und zur Ablenkung aufgefordert wird, werden elektrische Signale erzeugt und im Computer aufgezeichnet. Beliebig viele Punkte können basierend auf den Anforderungen des Objekts erfasst und gemessen werden.

Ziel der Punktesammlung ist, dass die gesammelten Einzelpunkte zur Validierung der Messung der tatsächlichen Teile gegen die vom Kunden bereitgestellten CAD-Datendateien verwendet werden können. Dies sichert die Qualität der erfassten Daten.

Zudem werden die Punkte so erfasst, dass die Form des Teils umrissen werden kann (Punktwolke). Dies ist besonders nützlich, wenn der Prototyp des Messobjekts als Grundlage für das CAD-Programm zur Herstellung weiterer Teile dient, was dem Mechanismus einer CNC-Bearbeitung ähnelt.

Koordinatenmessmaschinen eignen sich auch ideal für die Messung von Punkten in Bereichen, die mit optischen Systemen schwer oder unmöglich zu erreichen sind, da das Licht dort tendenziell streut.

Vorteile der CMM-Messung

Einige Vorteile von KMGs umfassen:

• Präzise und genau: Wie erwähnt, liefern KMGs hochgenaue Messungen im Vergleich zu alten Prüfmethoden. Neben Grundparametern können KMGs Ebenheit, Rundheit, Geradheit und Winkligkeit eines Teils messen.
• Langlebigkeit: KMGs halten bei ordnungsgemäßer Wartung viele Jahre. Die robusten Materialien, aus denen die Maschine gebaut ist, optimieren die Lebensdauer.
• Prüfung zufälliger Teile: CMM-Messung eignet sich für Stichproben, d. h. das Ziehen einer zufälligen Stichprobe aus einem Teilepool. Theoretisch sollte, wenn die gezogene Stichprobe (repräsentative Stichprobe) die Toleranzspezifikationen erfüllt, die gesamte Population die Validierung bestehen.

Einschränkungen der CMM-Messung

Einige Einschränkungen von KMGs umfassen:

• Der Taster muss das Teil berühren: Normalerweise kein Problem. Aber einige Teile haben sehr empfindliche, weiche Oberflächen; die Berührung mit der Tasterspitze kann die Oberfläche beschädigen. Dennoch muss der CMM-Taster beim Messen physisch das Objekt kontaktieren.
• Keine Standardisierung: Die Software von KMGs ist oft einzigartig für einen bestimmten Maschinentyp ausgelegt, sodass die Steuerungssoftware nicht zwischen verschiedenen Maschinen austauschbar ist. Dies ist besonders wichtig für Bediener, die die Maschine verwalten und überwachen, da sie alle Unterschiede zwischen den Softwareprogrammen kennen müssen.
• Hohe Stückzahlen: KMGs eignen sich zweifellos für hochwertige, niedrige Stückzahlen, aber bei hohen Volumen können Probleme auftreten. Zwar behalten KMGs dieselbe Präzision und Genauigkeit, aber das Messen langer Serien kann teuer werden. Beispielsweise ist der Einsatz einer KMG für Hunderte oder Tausende von Automobilteilen möglicherweise keine gute Idee.