Was ist eine Formmessmaschine?
Formmessmaschinen sind Geräte zur Erfassung, Analyse und Messung der Konturform einer Objektoberfläche durch genaues Abtasten ihrer Form.
Formmessmaschinen können in zwei Haupttypen unterteilt werden. Der berührende Typ verwendet einen Taststift (Taster) und der berührungslose Typ verwendet einen Laser oder andere Mittel, um die Oberfläche abzutasten. Bei berührungslosen Formmessmaschinen ist die Messaufgabe relativ einfach, kann aber stark vom Material und den Eigenschaften der Oberfläche des Objekts abhängen. Aus diesem Grund sind berührende Formmessmaschinen der häufigste Typ von Formmessmaschinen.
Die Auflösung von Formmessmaschinen ist hoch und Konturprofile können mit einer Genauigkeit von 0,001 mm oder weniger erfasst werden. Allerdings sind Messungen über den Bewegungsbereich des Tylus hinaus nicht möglich, so dass bei Messungen in großen Höhenrichtungen besondere Vorsicht geboten ist.
Anwendungen von Formmessmaschinen
Formmessmaschinen werden bei der Entwicklung, Herstellung und Qualitätskontrolle von Industrieprodukten, insbesondere von Metallen, eingesetzt. Mit Formmessmaschinen werden Maße, Winkel, Stufen, Gewindesteigung usw. des zu messenden Objekts gemessen, die alle mit der Messung und Analyse seiner Konturform zusammenhängen.
CNC-gesteuerte Formmessmaschinen können durch die Programmierung einer Reihe von Messvorgängen zur automatischen Messung in der Produktionslinie eingesetzt werden. So werden beispielsweise standardisierte Produkte wie die Gewindeform von Kunststoffflaschendeckeln im Allgemeinen durch Formmessmaschinen qualitätskontrolliert. Darüber hinaus werden die Konturen von Produkten, deren Form beispielsweise patentiert ist, detailliert bestimmt.
Funktionsweise von Formmessmaschinen
In diesem Abschnitt wird die Funktionsweise der berührenden Formmessmaschinen beschrieben, die den Haupttyp der Formmessmaschinen darstellen. Berührende Formmessmaschinen zeichnen die Kontur des zu messenden Objekts als Verschiebung eines horizontal beweglichen Messfühlers und als vertikale Bewegung eines am Messfühler befestigten Tasters auf.
Die Konturform wird aufgezeichnet, indem die X-Koordinate der horizontalen Bewegung und die Y-Koordinate der vertikalen Position des Taststiftes in einem Abstand von etwa 0,001 mm auf einer digitalen Skala kontinuierlich aufgezeichnet werden, während der Taststift bewegt wird.
Bei den meisten Formmessmaschinen erfolgt die vertikale Bewegung des Tastereinsatzes in Form einer Bogenbewegung um ein Zentrum, das als Drehpunkt bezeichnet wird. Je größer die vertikale Bewegung des Tastereinsatzes gegenüber der horizontalen Position ist, desto größer ist der durch den Bogen verursachte horizontale Fehler. Die Position der Tasterspitze muss erfasst werden, wobei dieser Fehler ständig kompensiert werden muss.
Da die Spitze des Tastereinsatzes ständig mit dem Messobjekt in Kontakt ist, nutzt sich der Tastereinsatz ab. Wenn sich der Tastereinsatz abnutzt, ändert sich die Position der Tasterspitze entsprechend dem Grad der Abnutzung. Die Form der Tasterspitze muss regelmäßig überprüft und entsprechend dem Verschleiß korrigiert werden.
Weitere Informationen zu Formmessmaschinen
1. Unterschied zwischen Formmessmaschinen und Konturmessmaschinen
Normalerweise bezeichnen Formmessmaschinen und Konturmessmaschinen das Gleiche. Es gibt jedoch Situationen, in denen die Bezeichnungen mit streng getrennten Bedeutungen verwendet werden müssen, wie z. B. in den folgenden Fällen:
Die strikte Unterscheidung zwischen den beiden Begriffen beruht darauf, ob das Konturprofil kontinuierlich oder diskontinuierlich gemessen wird. Mit anderen Worten: Formmessmaschinen sind kontinuierliche Messungen, bei denen der Taststift in ständigem Kontakt ist, während Formmessmaschinen nicht kontinuierliche Messungen umfassen. So kann die Form beispielsweise dargestellt werden, indem die Verschiebungen in einem gewissen Abstand in gleichmäßigen Abständen gemessen und die Messpunkte miteinander verbunden werden.
Da die Verschiebungen zwischen den Messpunkten nicht gemessen werden können, muss die Teilung verkürzt oder ergänzt werden, indem eine Näherungsformel aus den Koordinaten der Messpunkte gefunden wird. Daher ist die Genauigkeit, wie z. B. die Abtastkraft und die Mindestauflösung, mit der die Form genau gemessen werden kann, je nach der Feinheit der Messteilung unterschiedlich.
2. Handgehaltene Formmessmaschinen
Handgehaltene Formmessmaschinen werden zur Messung von Objekten eingesetzt, die für die Messung mit stationären Formmessmaschinen zu groß sind, oder für einfache Messungen an der Linie.
Bei der Messung großer Objekte mit einer handgehaltenen Formmessmaschine ist es nicht möglich, die gesamte Form zu messen. Verwenden Sie die handgehaltene Formmessmaschine nur in Bereichen, in denen strenge Maßtoleranzen erforderlich sind oder in denen Formänderungen einen erheblichen Einfluss auf Funktion, Leistung oder Sicherheit haben.
3. Situationen, in denen Oberflächenrauhigkeitsmessgeräte als Formmessgeräte eingesetzt werden
Das Messprinzip eines Oberflächenrauheitsmessgerätes kombiniert die horizontale X-Achse und die vertikale Verschiebung des Taststiftes in Richtung der Z-Achse. Dies ist das gleiche Messprinzip wie bei Formmessmaschinen, so dass es möglich ist, ein Oberflächenrauheitsmessgerät als Formmessmaschine zu verwenden, solange die X-Achse und die Z-Achse innerhalb des messbaren Bereichs liegen.
Die Bewertung der Oberflächenrauheit erfordert jedoch eine höhere Präzision als die Formmessung, so dass auch die Form der Tastspitze und der Detektor eine höhere Auflösung haben müssen.