Wälzlager im Maschinenbau, Asphären in der Optikindustrie – Beispiele für anspruchsvolle Konturmessungen. Was können Konturmessgeräte wirklich? Wie können Konturmessungen rückgeführt werden? Diese und andere Fragen sind von der PTB in Zusammenarbeit mit drei namhaften Herstellern von Konturmessgeräten gelöst worden.
DIE AUTOREN: Dr.-Ing. Michael Neugebauer, Dr.-Ing. Franz Wäldele, PTB, Braunschweig Dr. rer. nat. Otto Jusko, PTB, Braunschweig
Konturmessgeräte sind auf ihrem Gebiet wahre Alleskönner. Entsprechend vielfältig sind die Messaufgaben. Nachzuweisende Toleranzen für Radien, Winkel oder Abstände liegen oft unter 0,05mm und stellen darüber hinaus hohe Anforderungen an Konturmessgeräte. Vom Kauf bis zum erfolgreichen Einsatz muss ein Mess-gerät viele Prüfungen bestehen: Auswahl, Annahmeprüfung und Bestätigungsprüfungen im Rahmen des QM. Die Erfahrung zeigt, dass nur Prüfungen regelmäßig durchgeführt werden, für die gilt: Ein Normal für alle wesentlichen Kenngrößen.Prüfung des gesamten Messbereiches mit nur einer Messung.
Ein Normal nicht nur zur Prüfung von Geräten
Ein Konturnormal, dass diesen Anforderungen gerecht wird, wurde in der PTB entwickelt (Bild unten).
Radien, Winkel und Abstände in vielfältiger Kombination sind in diesem Normal verkörpert. Mit einem vertikalen Bereich von 7,5mm (große Kontur) bzw. 4,5mm (kleine Kontur) sowie einer Länge von 100mm ist es für alle Konturmessgeräte einsetzbar.
Erstmalig konvexe und konkave Elemente:
Völlig neuartig ist die Kombination von konvexen und konkaven Geometrieelementen. Wichtig zum Beispiel bei der Messung von Lagerschalen und Ventilsitzen.
Denn, bietet die bisher praktizierte Überprüfung an Kugeln oder Würfeln wirklich die Gewähr, dass konkave Elemente richtig gemessen werden? Zweifel scheinen da berechtigt.
Höchste Genauigkeit
Nicht nur die Vielfältigkeit, auch die Genauigkeit ist bisher einmalig. Das Verfahren zur Herstellung und Kalibrierung des Normals ist geeignet, für alle Messgrößen sehr geringe Unsicherheiten im Bereich von 1µm bzw. 0,05° zu realisieren. Selbstverständlich, dass bei diesen geringen Unsicherheiten das Normal auch zur Bestimmung der Unsicherheit von spezifischen Messaufgaben nach ISO 15530-3 und zur Verifikation von Messunsicherheiten eingesetzt werden kann.
Konturmesstechnik, wie weiter?
Nach der Entwicklung eines geeigneten Normals ist die Vereinheitlichung von Kenngrößen und Prüfverfahren ein nächster wichtiger Schritt. Der Entwurf einer VDI/VDE-Richtlinie 2629 „Konturmessung mit Tastschnittgeräten; Annahme und Bestätigungsprüfung“ ist erarbeitet worden und wird im Fachausschuss 3.24, Konturmessung, der Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik im VDI/VDE, diskutiert. Die Einrichtung und Akkreditierung von Kalibrierlaboratorien für Konturmessungen im Rahmen des DKD ist auf dem Weg. Mit diesen Maßnahmen wurden die Voraussetzungen geschaffen, auch auf dem Gebiet der Kontur-messtechnik die Rückführbarkeit von Messungen zu gewährleisten.
Halle 1, Stand 1500
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