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Der richtige Mix macht‘s

Vor- und Nachteile verschiedener Messgeräte und -verfahren
Der richtige Mix macht‘s

Ein tragbares Koordinatenmessgeräts ist für den Einsatz im Fertigungsbereich prädestiniert Bilder: Creaform
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Die ultimative Geheimwaffe für Qualitätssicherungsteams ist es, unterschiedliche Messoptionen für die Prüfung von Teilen zu haben. Da jede Lösung ihre Vor- und Nachteile hat, ist der Schlüssel zu perfekten Qualitätskontrollen, je nach Art der Prüfung oder Form des zu messenden Prüfkörpers auf unterschiedliche Systeme zurückgreifen zu können.

Verantwortliche für Qualitätssicherung müssen sicherstellen können, dass gefertigte Teile den vom Kunden vorgegebenen Anforderungen, Spezifikationen und Toleranzen entsprechen. Dafür greifen sie auf Koordinatenmessgeräte zurück — die genauesten Messgeräte, die es für Qualitätsprüfungen gibt.

Häufig muss man für diese Genauigkeit jedoch mit einer zeitaufwendigen Bedienung teuer bezahlen. Das Koordinatenmessgerät kann möglicherweise zum Beispiel nicht für eine Erstmusterprüfung eingesetzt werden oder es ist ausgelastet, weil ein Fehler erst am Ende der Fertigung eines Teils entdeckt wurde. Anschließend gibt es ein ewiges Hin und Her zwischen Koordinatenmessgerät und Fertigungsbereich, um festzustellen, an welcher Stelle das Problem aufgetreten ist.
Fest installierte Koordinatenmessgeräte sind für QS-Verantwortliche die erste Wahl bei Messgeräten. Kein Wunder: Ihre Genauigkeit ist unschlagbar. Mit ihnen kann man nahezu jedes Merkmal und Maß mit sehr hoher Genauigkeit messen. Sie sind sehr effizient bei der Messung komplexer Teile. Sie sind sehr flexibel. Berichte lassen sich mit ihnen automatisch erstellen.
Doch haben fest installierte Koordinatenmessgeräte auch Nachteile: So wird die Kontur des Messkörpers durch die Größe des Messtischs beschränkt. Die Betriebskosten sind hoch. Die Anwender benötigen umfangreiche technische Kenntnisse. Sie müssen zudem fest am Boden installiert sein. Dazu bedarf es einer starren Einrichtung.
Doch gibt es Alternativen dazu: Eine Unterkategorie sind Laser-Tracker. Sie werden häufig eingesetzt, um große Teile zu messen. Während fest installierte Koordinatenmessgeräte durch die Messtischfläche und tragbare Koordinatenmessgeräte durch ihr Messvolumen begrenzt werden, können Laser-Tracker Teile wie Tragflächen oder Fahrzeugrahmen sowie große Werkzeuge messen. Zu den Nachteilen gehört jedoch, dass sie eine starre Einrichtung erfordern und äußerst bewegungsempfindlich sind.
Als weitere Alternative sind Handmessgeräte zu nennen: Am weitesten verbreitet sind dabei Bügelmessschrauben, Messschieber, Winkelmesser und Prüflehren. Diese Werkzeuge werden vornehmlich für einfache Prüfungen und grundlegende Messungen herangezogen wie zum Beispiel Messen eines Durchmessers, einer Wandstärke oder anderer Maße, für die kein Bericht erforderlich ist.
Die Vorteile von Handmessgeräten: Sie lassen sich einfach verwenden. Es sind dabei nur technische Grundkenntnisse erforderlich. Sie weisen eine hohe Genauigkeit auf und lassen sich für einfache Messungen und Merkmale schnell einsetzen. Zu den Nachteilen gehört die nicht gegebene Wiederholbarkeit, da die Messung auf der Handhabung des Anwenders beruht. Außerdem gestaltet sich die Auswahl des am besten geeigneten Werkzeugs als schwierig, da für jede Messung ein anderes Gerät erforderlich ist. Zudem ist der Einsatz bei komplexen Teilen schwierig.
Darüber hinaus gibt es tragbare Koordinatenmessgeräte. Sie kommen dann als Alternative infrage, wenn ein Teil nicht vom Fertigungsbereich in das Messlabor transportiert werden kann. Sie verfügen über die Vorteile eines fest installierten Koordinatenmessgeräts und sind mobil, sodass man das Gerät in den Fertigungsbereich, ein anderes Gebäude oder das Werk eines Lieferanten mitnehmen kann. Das Messgerät kommt somit zum Bauteil – und nicht umgekehrt.
Koordinatenmessgeräte sind ungeeignet für Messungen in instabilen Fertigungsbereichen
Tragbare Koordinatenmessgeräte sind außerdem einfach einzusetzen. Die Nachteile: Sie sind empfindlich gegenüber Vibrationen uns somit nicht für Messungen in instabilen Fertigungsbereichen geeignet. Es ist auch hier eine starre Einrichtung erforderlich. Die Erfahrungen und Fertigkeiten des Anwenders können sich auf die Messgenauigkeit auswirken. Außerdem muss man Genauigkeitsverluste in Kauf nehmen.
Eine Unterkategorie sind optische tragbare Koordinatenmessgeräte: Sie bieten dieselben Vorteile wie einfache tragbare Koordinatenmessgeräte, haben aber einen entscheidenden Vorteil: Eine starre Einrichtung entfällt. Das bedeutet, dass wirklich alles – also Tracker, Messgerät und Messkörper – während der Messung bewegt werden kann. Dadurch wird etwas Druck von den Anwendern genommen. Außerdem müssen ihre technischen Kenntnisse nicht stark ausgeprägt sein, da weniger Fehler aufgrund zusätzlicher Handgriffe und Ausrichtungen entstehen. Somit sind optische tragbare Koordinatenmessgeräte perfekt auf Messungen im Fertigungsbereich abgestimmt.
Eine weitere Alternative für sehr genaue Messungen sind 3D-Scanner. Genauso wie tragbare Koordinatenmessgeräte können fast alle dieser Messgeräte flexibel im Fertigungsbereich bewegt werden. Und sie sind – ebenso wie optische tragbare Koordinatenmessgeräte – in der Lage, in komplexen Fertigungsbereichen zu messen, die sich häufig durch Temperaturschwankungen, Vibrationen, unerfahrene Anwender und so weiter auszeichnen. Durch die Informationsdichte der erfassten Daten und die Analysemöglichkeiten sind 3D-Scanner anderen Messgeräten gegenüber jedoch im Vorteil. Aus diesem Grund werden sie bevorzugt bei Erstmusterprüfungen eingesetzt, bei denen jede Dimensionsvermessung entscheidend ist. In deren Verlauf muss das Bauteil (Abmessungen und Ästhetik) vollständig geprüft und genehmigt werden. Die Vorteile von 3D-Scannern: Sie bieten über eine hohe Erfassungsgeschwindigkeit und Informationsdichte zur Analyse. Bis zur Auswertung eines vollständigen Teils müssen Anwender nicht lange warten. Mit ihnen ist die effiziente Digitalisierung komplexer Formen mit einer großen Anzahl von Punkten und vollkommen kontaktlos möglich. Für das Prüfen von Freiformoberflächen sind sie somit die beste Lösung. Die Nachteile: Der Messkörper muss sich auf der Sichtachse des Scanners befinden. Für die Prüfung einfacher geometrischer Formen wie Stifte und Löcher ist die Lösung zu umfangreich. ■

Der Autor

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Daniel Brown
Produktmanager
Creaform
www.creaform-metrology.com/de

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