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Koordinatenmessgeräte mit Kreuztisch

Kreuztische für kleinere Messbereiche

Das Messmikroskop mit Kreuztisch ist der Urvater aller Koordinatenmessgeräte. Der Bediener visiert mit einem optischen Fadenkreuz die zu messenden Punkte des Objekts an und liest im einfachsten Fall die Koordinaten an den Maßstäben des Messtisches ab. Geräte dieser Bauform werden heute nur noch für einfachste Messaufgaben eingesetzt. Ein wesentlicher Nachteil liegt darin, dass der Bediener durch das visuelle Anfahren der Messpunkte direkten Einfluss auf das Messergebnis ausübt. Bei Messprojektoren wird die Funktion des Mikroskops durch einen Projektionsschirm mit Fadenkreuz übernommen. Auf diesem Schirm kann zusätzlich ein Vergleich mit Transparentzeichnungen erfolgen.

Auch moderne Koordinatenmessgeräte mit optoelektronischen Sensoren basieren häufig auf mechanisch gelagerten Kreuztischen (Abb. 38a). Die z-Achse ist ebenfalls mechanisch gelagert. Diese Geräte sind heute überwiegend in allen drei Achsen voll automatisiert. Der Messbereich beträgt etwa 200 mm bis 400 mm. Wesentlich größere Messbereiche sind in dieser Bauweise nicht wirtschaftlich.

<p>Abb. 38: Gerätebauweisen: a) Kreuztisch b) Führungen in einer Ebene c) festes Portal d) bewegtes Portal e) Computertomografie-Sensorik f) Gerät mit horizontal angeordneter Sensorik und Drehtisch</p>

Führungssystem bestimmt die Genauigkeit

Der Kreuztisch wird in verschiedenen Genauigkeitsklassen realisiert. Der Einsatz einfacher, mechanisch vorgespannter Führungen (Kreuzrollen, Kugelumlaufprinzip) erlaubt nur mittlere Genauigkeiten. Werden z. B. im Messraum oder in der Fertigungskontrolle höhere Anforderungen an die Genauigkeit und Langzeitstabilität der Geräte gestellt, müssen besondere konstruktive Wege beschritten werden. Zum besseren Beherrschen der Temperatureinflüsse wird Aluminium als Systemwerkstoff verwendet. Seine hohe Wärmeleitfähigkeit minimiert die Temperaturunterschiede und somit die Verformungen in den Geräten. Um ausdehnungsbedingte Spannungsänderungen in den Führungssystemen zu vermeiden, wird ein spezielles Führungssystem eingesetzt, bei dem die Vorspannung durch Magnetkraft und durch die Schwerkraft erzeugt wird (Abb. 39). Dieses Führungssystem verringert zugleich erheblich die Reibung und somit das Umkehrspiel. Aus diesem Grund wird auch weitgehend auf Reibung erzeugende Abdeckungen (Faltenbälge) verzichtet.

Führungssystem bestimmt die Genauigkeit
<p>Abb. 39: Spannungskonstantes Führungssystem der Werth-Messtische</p>

Langzeitstabiles Führungssystem

Die Langzeitstabilität des Systems wird auch dadurch unterstützt, dass die Herstellung der Führungsbahnen ohne Justage erfolgt. Sie werden in einem Präzisionsbearbeitungsprozess mit Geradheitsabweichungen von ca. 1 µm gefertigt. In Verbindung mit einer Temperaturkompensation eignet sich dieses Bauprinzip ideal für Einsatzfelder mit größeren Temperaturschwankungen.

Grundausstattung Bildverarbeitung

Bei dem als Beispiel in Abbildung 40 gezeigten Gerät kommt als Sensorgrundausstattung eine Bildverarbeitungssensorik mit einer Werth Zoomoptik zum Einsatz, die hohe Flexibilität mit hoher Genauigkeit verknüpft. Hierfür sind leistungsstarke automatische Durch- und Auflichtbeleuchtungssysteme integriert.

Grundausstattung Bildverarbeitung
<p>Abb. 40: VideoCheck® 400: kompaktes Multisensor-Koordinatenmessgerät mit spannungskonstanten Führungen</p>

Modulare Multisensorik

Die scanningfähige Bahnsteuerung gestattet die Ausrüstung des Systems mit einem Lasersensor (WLP), einem dreidimensional messenden Tastsystem oder dem Werth Fasertaster®. Die Geräte werden damit zu Multisensor-Koordinatenmessgeräten. Dreh- SchwenkGelenke für die Tastsysteme oder Drehachsen für die Messobjekte erweitern bei Bedarf den Einsatzbereich dieser Geräteklasse.