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Sprache Deutsch
Stufe Universität
Erstellt / Aktualisiert 22.02.2018 / 23.02.2018
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Erläutern Sie das Prinzip der Koordinatenmesstechnik

  • Bei der klassischen Fertigungsmesstechnik werden die verschiedenen Maße mit Einzelmesszeugen erfasst (,,2-Punkt-Messung). znB. Bügelmessschraube
     Form- und Lageabweichungen müssen  mit speziellen Geräten oder Lehren bestimmt werden.
  • Mehrstellenmessanlagen ermöglichen die nahezu gleichzeitige Erfassung verschiedener Maße und Form- und Lageabweichungen, sind aber werkstückspezifisch aufgebaut und daher nur bei großen Losgrößen sinnvoll.
  • Koordinatenmessgeräte (KMG) messen durch Antasten des Werkstücks Koordinaten im Raum, aus denen Maße, Form und Lage des Werkstücks errechnet werden können.
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Welche Vorteile hat die Koordinatenmesstechnik gegenüber der konventionellen?

  • Höchste Messgenauigkeit, hohe Wiederholgenauigkeit
  • Universelle Einsatzbarkeit, minimale Rüstzeiten
  • Hohe Flexibilität, Maße, Form, Lage
  • Hoher Automatisierungsgrad
  • Schnelligkeit, CNC Betrieb, Eilgang
  • Hohe Wirtschaftlichkeit
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Skizzieren Sie den grundlegenden Aufbau von Koordinatenmessgeräten und bezeichnen Sie die wesentlichen Baugruppen

imagination

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Nennen Sie übliche Tastsysteme für KMG!

Taktil  
Schaltend
Messend

Stationäres KMG (Stationäres KMG mit Gelenkarm)
Einzelpunktantastung
Scannen
Leica, Faro

Optisch

Schaltend( Photoelektrischer Sensor)
messend (Bildanalyse)

 

Stationäres KMG mit Opt Sensor
Lasertracker
Handscanner
Messarm mit opt. Scanner

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Erläutern Sie das Funktionsprinzip von messenden und schaltenden Tastern

Schaltende Taster à kein Scannen möglich (Erfassung einzelner Punkte)

  • Einfache und kostengünstige Bauart
  • Tastsysteme erkennen durch Auslenkung des Taststiftes den Materialkontakt
  • Bei Wirkung einer Gegenkraft auf den Taststift werden Schaltelemente aktiviert
  • Koordinaten der Kugelmitte werden bei Auslenkung des Taststiftes festgestellt

Messende Taster  Erforderlich bei Scannbetrieb und Formmessungen (Erfassung vieler Punkte/Scannen)

  • Teure jedoch sehr genaue Bauart
  • Kontinuierliche Aufnahme von Messpunkten
  • Bei Antastung erfolgt eine Verschiebung eines Kräfteparallelogramms, welches die Aufnahme des Tastpunktes erwirkt
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Welche Vor- und Nachteile haben optische Tastsysteme?

Vorteile

  • geringer mechanischer Verschleiß da berührungslos
  • hervorragend für filigrane und empfindliche Werkstücke eingesetzt werden
  • Berührungslose Datenerfassung
  • Hohe Punktdichte
  • Flächenhafte Bauteilerfassung
  • Offline Datenverarbeitung
  • Geringe Messzeit
  • Geringe Genauigkeitsanforderungen an die Sensorführung

Nachteile

  • Probleme bei optisch „nicht kooperativen“ Flächen (Glanz, Absorption, Transparenz)
  • Leistungsstarker Computer für die Bilderkennung notwendig
  • VDI erst seit ca. 10 Jahren - erst noch in der Entwicklungsphase
  • Form und Lage bei optischen Messergebnissen oftmals schlechter, da hier viel mehr (zu viel?) Informationen erfasst werden
  • Datenumfang hoch

Weniger genau im vgl. zu taktilen Messverfahren (0,01 zu 0,001mm)

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Warum müssen Taster nach jedem Wechsel des Taststifts oder einer Kollision neu kalibriert werden?

da die Lageabweichung des Tasters die Messunsicherheit des KMG bei weitem überschreitet.
Taster Auslenkung, Taster Radius und Durchbiegung des Taststifts müssen kompensiert werden

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Erläutern Sie die Vorgänge bei der Tasterkalibrierung

  • Die Kalibrierung erfolgt mit Hilfe von Routinen an Kalibrierkugeln oder –würfeln, deren genaue Abmessung bekannt sind.
  • Zur Tasterradiuskorrektur werden Normalenvektoren und mittlere Durchbiegungen benutzt, die Kalibrierkugel wird an mehreren Punkten angetastet
  • Die Koordinatenwerte, die sich auf den Mittelpunkt der Tastkugel beziehen, werden anschließend an den Auswerterechner übertragen
  • (meist Keramikkugel als Normal, da genau fertigbar (1/10 micrometer), kaum thermische Ausdehnung und hart – muss im Faktor 10 genauer sein als geforderte Messgenauigkeit)