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Koordinatenmessgeräte für zweidimensionale Messungen

Schnell und robust

Werkstücke mit zweidimensionalen Merkmalen wie Profilschnitte, Stanzbiegeteile und Leiterplatten lassen sich in der Regel mit einem Bildverarbeitungssensor messen.

Schnelle Messung ohne Bewegung

Sind die Messobjekte nicht zu groß oder die Genauigkeitsanforderungen im Verhältnis zum Messbereich nicht zu hoch, können solche Teile komplett »im Bild« gemessen werden. Spezielle Geräte hierfür sind teilweise mobil, sodass nach Bedarf zwischen verschiedenen Einsatzorten im Unternehmen gewechselt werden kann. Es werden telezentrische Objektive und hochauflösende Kameras (bis 16 Megapixel, Stand 2019) eingesetzt. Dabei sind Messbereiche von wenigen Millimetern bis zu ca. 250 mm mit Längenmessabweichungen bis hinab zu einigen 0,1 µm erzielbar (Werth-QuickInspect-Baureihe).

Rasterscanning HD: große Objekte »im Bild« messen

Werden bei größeren Messbereichen höhere Anforderungen an die Genauigkeit gestellt, ist es wirtschaftlicher, Objektive mit hoher Vergrößerung und kleinerem Bildfeld einzusetzen. Die auf dem Messtisch platzierten Werkstücke können automatisch ausgerichtet und unter Einsatz mechanischer Achsen durch »Rasterscanning HD« erfasst werden. Für Messobjekte verschiedener Dicke sind solche Geräte mit einer Fokusfunktion der Messsoftware oder einer CNC-gesteuerten Positionierachse ausgestattet. Sind große Messbereiche bis über 600 mm gefordert, können prinzipiell auch die beschriebenen 3D-Messgeräte für 2D-Messungen mit »Rasterscanning HD« verwendet werden. Die dritte Messachse ist wegen der variierenden Werkstückdicken zumindest zum Fokussieren erforderlich. Diese Lösung ist aber nicht benutzerfreundlich und relativ teuer. Durch Anordnung der Bildverarbeitungssensorik unter der Glasplatte für die Auflage der Messobjekte liegt die Messebene dagegen immer in gleicher Höhe und die genannten Nachteile werden vermieden.

Messen ohne Fokussieren

In Verbindung mit dem Einsatz telezentrischer Objektive kann auf das Fokussieren vollständig verzichtet werden. Die Führungen sind auf einem steifen Rahmen in etwa einer Ebene angeordnet. Die flächenhafte Durchlichteinrichtung lässt sich über dem Messobjekt aufklappen. Durch die FlatLight-Bauweise (s. Bildverarbeitungssensoren, S. 13 ff.) wird die Apertur der Beleuchtung an das Abbildungssystem angepasst, um geringe Messabweichungen zu ermöglichen. Abbildung 47 zeigt ein solches Messgerät. Der gesamte Aufbau ist zum Schutz vor Umwelteinflüssen fertigungsgerecht gekapselt und optional schwingungsisoliert. Eine typische Anwendung der 2D-Geräte ist die Messung von Profilschnitten aus Kunststoff, Gummi oder Aluminium. Hier beträgt die Herstellzeit für eine Charge meist nur wenige Stunden. Da in dieser Zeit große Mengen produziert werden, ist es erforderlich, die Qualität möglichst schnell nach dem Anpressen zu überprüfen.

Messen ohne Fokussieren
<p>Abb. 47: FlatScope® 650: Gerät zur Messung von flachen Teilen oder Profilabschnitten – bei der FlatLight-Beleuchtung wird diffuses Licht eines Flächenstrahlers mit einer Lochblendenanordnung gerichtet (oben rechts).</p>

Schnelles Messen nahe am Fertigungsprozess

Die geringe Messzeit der hier beschriebenen 2D-Messgeräte kommt dieser Forderung entgegen (ca. 1 s bei »Im Bild«-Messung mit QuickInspect, einige 10 s bei FlatScope® mit »Rasterscanning HD«). Wegen der Fertigungsprozessnähe kommt langwieriges manuelles Programmieren während der laufenden Fertigung nicht in Frage. Wenige Maße können einfach interaktiv gemessen werden.

Messprogramme vorab erstellen

Bei Messung vieler Merkmale muss das Programm vorab anhand der CAD-Daten erstellt werden. Mit der Werth CAD-Offline®-Softwarefunktion können die Prüfpläne schon während der Konstruktion vorab erstellt werden (s. Messen mit CAD-Daten, S. 85 ff.). Hilfestellung beim fertigungsnahen Einsatz bieten eine einfache Bedienerführung sowie die grafische Ausgabe des Prüfprotokolls als Zeichnung mit allen Maßen. Andere Anwendungsfelder von 2D-Geräten sind z. B. Kabelschnitte, Uhrenteile, Stanzteile und Dichtungen.

QuickInspect

KMG mit Bildverarbeitung