Um korrekt zu messen, muß man z. B. bei räumlich stark gekrümmten Karosserieblechen unter unterschiedlichen Winkeln antasten. Zudem müssen oft Konturen in Hohlräumen angetastet werden. Ein stufenlos schwenkender motorischer Dreh-Schwenkkopf, der auch mit langen Meßtasterkonfigurationen hohe Genauigkeiten gewährleistet, sorgt für eine zuverlässige Automatisierung dieser Meßabläufe auf Koordinatenmeßgeräten.
An Karosserieblechen muß man heute zahlreiche Geometrien messen. Nur so kann sichergestellt werden, daß die einzelnen Blechteile – komplette Seitenteile, Türen, Hauben, Kotflügel – mit den heute geforderten Paßgenauigkeiten montiert werden können.
Vorteilhaft mißt man voluminöse Karosseriebauteile auf Koorditiatenmeßgeräten. Ausleger-Bauarten in Einständer-Ausführung mit drei Linearachsen sowie Duplex-Ausführungen mit sechs Linearachsen haben sich vor allem für großflächige und voluminöse Werkstücke bewährt. Beispielsweise die Wenzel Präzision GmbH in Wiesthal fertigt mehrere Baureihen luft- und rollengelagerter Koordinatenmeßgeräte in Auslegerbauart für Arbeitsräume bis 200 m3 Volumen. Auf diesen numerisch gesteuerten Koordinatenmeßgeräten mißt man z. B. komplette Personenkraftwagen und Fahrerkabinen von Lastkraftwagen.
Darüber hinaus stellt das im Jahr 1968 gegründete und auf Koordinatenmeßtechnik spezialisierte Unternehmen mit heute über 220 Mitarbeitern, eine komplette Baureihe von Koordinatenmeßgeräten in Portalbauart mit Meßbereichen von 500 mm x 600 mm x 400 mm bis 3000 mm x 6000 mm x 2000 mm (X-, Y-, Z-Achse) sowie umfangreiches Zubehör her. Außerdem fertigt Wenzel Prüftische, -platten, Meßlineare und Winkelnormale aus Naturhartstein: dabei bearbeiten die Meßtechnikspezialisten bei Genauigkeiten kleiner 1µm selbst. Vor allein sorgt die im Hause fortlaufend weiterentwickelte Software für einfache, nahezu vollständig automatisierte Meßabläufe auf den Koordinatenmeßgeräten.
Karosseriebleche mit Toleranzen kleiner 1mm
Technik und Optik von Fahrzeugen sind in den letzten Jahren stetig verbessert worden. Daraus hat sich die Forderung ergeben, auch Karosseriebleche und komplette Karosserien zu messen. Beispielsweise dürfen zum automatisierten Schweißen von Karosserien die Bleche an den Stößen maximal etwa 1mm Abweichung haben. Die dazu erforderlichen Genauigkeiten in der Blechfertigung kann man nur durch laufende Prozeßüberwachung gewährleisten.
Wegen ihrer großen Arbeitsräume eignen sich hierfür vor allein Koordinatenmeßgeräte in Auslegerbauart (Bild 1). Allerdings sind geeignete Tastköpfe und Meßtaster erforderlich, um Geometriedetails an den räumlich gekrümmten Konturen von Karosserieble-chen und auch die zur Herstellung der Bleche notwendigen Preßwerkzeuge korrekt antasten zu können. Zum Messen soll der Meßtaster möglichst senkrecht zur Oberfläche antasten. Beispielsweise beim Messen von Bohrungen unter beliebigen Winkeln im Raum muß man die Meßtasterkonfiguration so schwenken können, daß sie in Richtung der Bohrungsachse steht.
Dies ist bei einem automatisierten Meßablauf nur programmgesteuert mit stufenlos motorischen Dreh-Schwenkköpfen möglich (Bild 2).
Genau auch bei großen Verlängerungen
Zum Messen von Durchbrüchen oder Bohrungen in Karosserieblechen muß der Meßtaster oft tief in Hohlräume der Karosseriestrukturen eintauchen (Bild 2). Ohne aufwendige, spezielle Vorrichtungen und zeitaufwendiges Umspannen der Karosseriebleche geht dies nur mit Meßtasterver- längerungen, die zudem in beliebige Winkel schwenkbar sein müssen. Die Dreh-Schwenkköpfe PHS1 von Renishaw sind speziell dafür ausgelegt. Sie können in zwei Achsen stufenlos um +/- 184° bei Geschwindigkeiten bis 150 ‘/s schwenken, Im Meßab-lauf wird dies vorn NC-Programm gesteuert. Kalibriert wird der Dreh-Schwenkkopf durch Antasten einer Kalibrierkugel in einigen ausgewählten Dreh- und Schwenkwinkeln. Danach kann man mit ihm unter beliebigen Winkeln messen, die Zwischenpositionen werden automatisch interpoliert. So erhält man im gesamten Arbeitsbereich hohe Genauigkeiten ohne den Taster in jeder benötigten Winkelstellung separat kalibrieren zu müssen.
Der PHS1 von Renishaw trägt bis zu 1kg schwere und bis zu 750 mm lange Tasterverlängerungen mit schaltenden Meßtastern. Das ermöglicht, auch in schwierig zu erreichende Hohlräume programmgesteuert einzufahren und Meßpunkte anzutasten. Zudem haben diese Tastköpfe Vorteile durch ihre modularen Schnittstellen, die auch den Einsatz von Lasertastern oder optischen Systemen ermöglichen. Zur Verfügung stehen unterschiedliche Meßtasterverlängerungen aus Kohlefaser.
Modulares Wechselsystem für Taster
Über das modulare Tasterwechselsystem ACR2 kann der Dreh-Schwenkkopf diese Meßtasterverlängerungen und unterschiedliche Adapter automatisch wechseln. Dafür stehen Ablageplätze zur Verfügung, auf die das Koordinatenmeßgerät im automatischen Programmablauf ohne manuelle Eingriffe (to Meßtasterverlängerungen bzw. Adapter mit angebauten Meßtastern ablegt. So benutzt das Koordinatenmeßgerät die Meßtaster wie ein Werkzeug.
Für die jeweilige Meßaufgabe wechselt es die benötigte Tasterverlängerung mit dem geeigneten Meßtaster ein. Im unbeaufsichtigten Betrieb kann man dadurch auch umfangreiche Werkstücke mit komplexen Strukturen vollständig messen oder z. B. mit dem analogen Meßtaster SP600 komplexe Designmodelle digitalisieren.
Schutz vor Kollision
Der Dreh-Schwenkkopf hat eine Winkelauflösung von 0,2 Bogensekunden, entsprechend 0,1µm auf 100mm Radius. Deshalb messen die Koordinatenmeßgeräte selbst mit den 750mm langen Meßtasterkonfigurationen noch bei Genauigkeiten, die für Meßaufgaben an Karosserieblechen oder an Preß-werkzeugen ausreichen.
Bei einer Kollision sendet der integrierte Überlaufschutz ein Signal zum Anhalten der Achsbewegungen des Koordinatenmeßgeräts. Das verhindert Schäden am Tastkopf und am Meßtaster.
Mit dem Dreh-Schwenkkopf PHS1 verfügen die Koordinatenmeßgeräte der Wiesthaler Meßgerätehersteller über ein flexibles, universelles Meßwerkzeug zum Messen und Digitalisieren komplexer und voluminöser Werkstücke.
Weitere Informationen A QE 402
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