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Große Stückzahl automatisch geprüft

Weißlichtinterferometrie für die Form- und Rautiefenmessung
Große Stückzahl automatisch geprüft

Sicherheitsrelevante Präzisionsteile, wie FI-Schutzschalter oder Sensoren, müssen hohe Anforderungen hinsichtlich Form und Rauheit erfüllen. Die Hersteller benötigen ein Prüfsystem, das zuverlässig, rasch und wirtschaftlich arbeitet. Das Weißlichtinterferometer NewView 7300 ist so konzipiert, dass es innerhalb kurzer Zeit eine große Stückzahl dieser Teile automatisch prüfen und dabei an jedem gleichzeitig mehrere unterschiedliche Oberflächeneigenschaften messen kann.

Dipl.-Ing. Konrad Dengler, Großenseebach, ist Fachjournalist und Übersetzer und hat sich auf Werkstofftechnologie und Werkstoffprüfung spezialisiert

Verschiedene Oberflächeneigenschaften von Werkstücken – beispielsweise Ebenheit, Rautiefen, Kanten, Sitzwinkel (Konus) und Rundungen – mit konventionellen Methoden zu prüfen, ist sehr arbeits- und zeitaufwendig. Prüfgeräte, die mit einem Prüfkörper taktil messen, sind aufgrund ihrer mechanischen Komponenten optischen Systemen deutlich unterlegen und für die oben erwähnten Messaufgaben nicht mehr zeitgemäß. Die berührungslos wirkende Weiß- lichtinterferometrie eignet sich dahingegen sehr gut für prozessbegleitende Prüfaufgaben und wird seit gut 30 Jahren erfolgreich in der Industrie eingesetzt. Der Nutzen dieses Verfahrens wird noch gesteigert, wenn die zu prüfenden Teile innerhalb ein und desselben Messgeräts in einer Aufspannung automatisch mehreren unterschiedlichen Prüfungen unterzogen werden können und somit das zeitaufwendige Transportieren und Justieren der Teile entfällt. Ideal ist es, wenn die Aufspannung oder Transporthalterung von anderen Fertigungsprozessen direkt mitverwendet werden kann. Dabei kann es sein, dass der Probentisch einen Verfahrweg von 150 mm oder 200 mm haben muss.
Die NewView-Messtechnik
Seit mehr als 30 Jahren befasst sich der Prüfgerätehersteller ZygoLOT, Darmstadt, mit optischer Messtechnik, vor allem mit den Einsatzmöglichkeiten der Weißlichtinterferometrie. Die nach diesem Prinzip wirkende, von ZygoLOT entwickelte NewView-Messtechnik hat sich seit dem Jahr 2000 im industriellen Einsatz durchgesetzt. Mittlerweile sind weltweit gut 3.000 NewView-Geräte im industriellen Einsatz, viele davon rund um die Uhr an sieben Tagen in der Woche. Die NewView-Geräte gelten heute als Referenzgeräte für Weißlichtinterferometer im Maschinenbau, in der Medizintechnik und in weiteren Industriebereichen, wo kleinformatige Präzisionsteile gefertigt oder benötigt werden.
Das Weißlichtinterferometer NewView 7300 ersetzt bis zu drei andere Messgeräte, ist universell und flexibel einsetzbar und kann in einem Arbeitsgang vollautomatisch mehrere unterschiedliche Messungen durchführen und auswerten sowie den Befund dokumentieren und grafisch darstellen.
Vielfältige Messmöglichkeiten
Das Weißlichtinterferometer NewView 7300 kann Prüfteile aus praktisch allen Werkstoffen mit einem Durchmesser von weniger als 1 mm bis mehr als 130 mm aufnehmen und an ihnen zahlreiche Prüfungen durchführen. Dazu gehören die Messung von Ebenheit und Rauhigkeit sowie die Messung der Stufenhöhe und der Formabweichung; ebenso können zurückgesetzte Flächen, Winkel, Radien, Kegelwinkel und Konen vermessen werden. Es lassen sich auch Schleifstrukturen und Verschleißerscheinungen bestimmen, Schichtdickenmessungen ausführen und Kanteneffekte analysieren. Im Falle von Ebenheitstoleranzen wird beispielsweise eine Messmittelfähigkeit bei einer Teiletoleranz von 0,5 µm garantiert. Das NewView 7300 führt auch SPC-Messungen durch. Die Messergebnissse werden direkt in eine Statistik übertragen. Der Bediener kann sich anhand auswählbarer 3D-Grafiken auch den Zustand der Prüfteile ansehen. Die Prüfergebnisse jedes Prüfteils lassen sich auf einem Bildschirm oder einem Papierausdruck dreidimensional farbig darstellen, was die Anschaulichkeit fördert.
Das Messgerät NewView 7300 ist nach einem Baukastensystem modular aufgebaut. Der Anwender kann deshalb ein auf seine speziellen Bedürfnisse abgestimmtes Basisgerät erwerben und dieses später entsprechend den hinzukommenden Messaufgaben ausbauen lassen. Das Baukastensystem ist so vielseitig, dass allein mehr als 20 verschiedene Objektive bereitstehen. Die Wirtschaftlichkeit der Messtechnik wird noch weiter erhöht, weil der Bediener viele Teile in eine Mehrfachteileaufnahme einlegen kann, die nach dem Start des Prüfablaufs nach und nach vollautomatisch gemessen werden. Mit dem Messgerät NewView 7300 lässt sich ein sehr hoher Automatisierungsgrad erreichen.
Prüfbeispiel: Sicherheits- relevante Präzisionsteile
Das NewView 7300 kann direkt an einer Maschine aufgestellt werden, beispielsweise einer Schleifmaschine, und gibt dem Bediener die Möglichkeit, während der Fertigung laufend die Qualität der geschliffenen Teile und damit die Qualität des Schleifprozesses zu überprüfen und, wenn nötig, umgehend den Prozess korrigieren zu können. Auch nach dem Auswechseln oder Nachstellen von Werkzeugen, beispielsweise Schleifscheiben, kann der Bediener rasch überprüfen, ob die Maschine wieder ordnungsgemäß arbeitet.
Ein Beispiel für die Anwendung des Messgerätes NewView 7300 ist die Prüfung von Teilen, die eine sicherheitsrelevante Funktion in elektromechanischen FI-Schutzschaltern haben. Von ihnen hängt es ab, ob die Schalter in der Lage sind, innerhalb einer extrem kurzen Zeit automatisch einen Stromkreis zu unterbrechen, wenn ein Fehlerstrom einen gewissen Wert überschreitet und damit beispielsweise Menschenleben in Gefahr bringt. Die Teile mit einer Abmessung von etwa 3 x 2 mm² werden in großen Stückzahlen gefertigt und müssen eine hohe Präzision hinsichtlich Form (Ebenheit < 5 µm) und Struktur (Rauheit < 1 µm) aufweisen, was zu 20 % geprüft werden muss. In der industriellen Praxis werden diese Teile in einer transportablen Halterung gemessen, die 100 Teile aufnehmen kann. Neben einer 100-%-Prüfung ist es auch möglich, automatisch jedes n-te Teil messen zu lassen.
Weitere Teile, deren Oberflächen mit dem Messgerät NewView 7300 geprüft werden können, sind diverse Motorenkomponenten, beispielsweise Teile für Diesel- und Benzin-Einspritzsysteme, Ventile und Pumpenteile, Komponenten für Hydrauliksysteme, aber auch Bauteile für die Mikroelektronik, die Halbleitertechnik, die Optik, darunter Linsen aller Art, die Photovoltaik, beispielsweise Solarzellen, Bauteile für Mikrolaser-Systeme sowie Implantate und andere medizintechnische Komponenten.
ZygoLOT ist Premiumlieferant von Unternehmen wie Carl Zeiss und Bosch, wo zahlreiche NewView-Messgeräte arbeiten. Aber auch viele kleinere und mittelständische Unternehmen haben erfolgreich die NewView-Technologie eingeführt und erweitern ständig ihren Bestand an NiewView-Geräten. Das Messgerät NewView 7300 lässt sich voll in die Produktion integrieren, arbeitet mit kurzen Taktzeiten und hilft, Fertigungsparameter, falls nötig, schnell zu korrigieren und somit kostspieligen Ausschuss zu vermeiden. Das Gerät lässt sich – unabhängig vom handwerklichen Geschick des Bedieners – einfach und sicher bedienen und kann die Produktions- und Produktqualität garantieren. Aufgrund all dieser vorteilhaften Eigenschaften macht sich der Einsatz eines NewView-7300-Messgerätes für den Anwender durch einen raschen „return of investment“ und eine dauerhaft gute Wirtschaftlichkeit bezahlt.
ZygoLOT GmbH, Darmstadt

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