Präzise PKD- Schneidwerkzeuge sollen zigtausend Schneidvorgängen mit hoher Maßhaltigkeit genauer als 2µm standhalten. Die berührungsfreie optische Lasermesstechnik kommt hier zum Einsatz, um die Einhaltung der Maßtoleranzen zu gewährleisten. Die Messung bei den Z-Mike Lasermikrometern erfolgt mittels Laserstrahl, der von einem Helium-Neon Gaslaser erzeugt wird.
Anders als Laserdioden, steht der Gaslaser für Langzeitstabilität, Unempfindlichkeit gegen Temperaturschwankungen, hohe Strahlqualität sowie permanent exakte Strahlform.
Über einen rotierenden Spiegel wird der Laserstrahl abgelenkt und über eine Kollimatoroptik geführt. Nach der Kollimatoroptik bildet der periodisch durchlaufende Laserstrahl ein paralleles Lichtband. Ein rotationssymmetrischer Prüfling oder ein Präzisionswerkzeug mit gerader als auch ungerader Schneidenanzahl, erzeugt im Lichtband während der Durchlaufperiode einen Schatten auf der Empfangsseite des Lasermikrometers. Dort fokussiert eine Optik das Laserlichtband auf eine Photodiode. Die zeitlich aufeinanderfolgenden hell/dunkel- und dunkel/hell-Schattenkanten werden vom Systemprozessor in einen Durchmesserwert umgerechnet.
Anders als bei einer Bildbetrachtung oder Zeilenkameras entstehen keine Probleme mit Randschärfe oder Graustufen. Auch Fremd- oder Streulicht hat absolut keinen Einfluss.
An PKD- oder anderen Präzisionswerkzeugen werden damit Flugkreis (effektiver Schneidendurchmesser) und Rundlauf gemessen. Die Messung erfolgt bei gerader als auch ungerader Schneidenanzahl durch einen Algorithmus und einer auf die Bearbeitungswerkzeuge abgestimmten Aufnahme. Bei Schaftwerkzeugen mit kleineren Durchmessern wird in der Regel eine Rollomatic -Aufnahme verwendet. HSK Aufnahmen werden größtenteils zwischen Spitzen aufgenommen.
Mittels einer im Prozessor abgelegten Tabelle von DKD Normalen des Prüfzentrums Carl Zeiss Jena sowie einem driftfreien optoelektronischen Geräteaufbau wird mit dem Z-Mike Lasermikrometer eine Messunsicherheit von 0,3 µm erreicht, ohne dass dazu vorher eine Kalibrierung durchgeführt werden muss. Dies gilt auch für das periodische einschalten. Das Z-Mike Lasermikrometer unterliegt keinem Temperatureinfluss und kann somit problemlos fertigungsbegleitend eingesetzt werden. Auch verschiedene Lagepositionen des Werkstücks sowie unterschiedlich glänzende Werkstückoberflächen haben keinen Einfluss auf die Messunsicherheit. Das Z-Mike Lasermikrometer muss weder beim Einschalten noch bei einem Durchmesserwechsel nachjustiert oder nachkalibriert werden. Es ist auch kein relativer Korrekturwert zu berücksichtigen, egal unter welchen Bedingungen. Mehrmonatige Vergleichstests namhafter Automobilzulieferer haben diese Aussagen bestätigt. Zusätzlich zur rückführbaren Herstellerkalibrierung hat der Benutzer die Möglichkeit, eine Kalibrierung mit eigenen Normalen, z.B. bei Verwendung eines Meisterteils in einer Serienmessung, durchzuführen. Bei Einfluss eines Temperaturgangs in der Fertigung auf die Werkstücke, steht im Z-Mike eine Temperaturkompensation zur Verfügung. Präzision, einfache Handhabung, Zuverlässigkeit, Prozesssicherheit, Rückführbarkeit der Messtechnik und Zuverlässigkeit des Z-Mike Lasermikrometers ermöglichen vielerlei Anwendungen.
Der Anschluss an die Datenverarbeitung erfolgt über die Q-DAS zertifizierte RS 232 Schnittstelle. Die qualitätsrelevanten Merkmale eines Lasermikrometers zur Durchmesserbestimmung sind mit wenigen Parametern zu spezifizieren: Messbereich, Wiederholpräzision und Linearitätsabweichung. Der Messbereich gibt den nutzbaren Durchmesserbereich an, die Wiederholpräzision bezieht sich auf den größtmöglichen Durchmesser und die Linearitätsabweichung ist die Abweichung des Messwertes von den im Z-Mike Lasermikrometer abgelegten DKD Normalen an jedem beliebigen Punkt innerhalb des Messbereiches. Zusätzliche Erklärungen, explizit oder in Fußnoten, sind meist kein Zeichen von besonders guten zusätzlichen Eigenschaften, sondern heben oft vollmundig angepriesene Spezifikationen wieder auf oder schränken sie zumindest stark ein.
Z-Mike Lasermesstechnik, Groß-Umstadt www.z-mike.de
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