Taktile Messtechnik

 
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Die taktile Messtechnik dient zur dimensionellen Messung, Formmessung und Oberflächenmessung von Werkstücken durch berührende Taster bzw. Sensoren. Dimensionelle Messungen ermöglichen die Feststellung von Maßabweichungen. Die Formmessung ermittelt Gestaltabweichungen von Form- und Lageelementen. Formelemente sind z. B. die Geradheit, Ebenheit, Rundheit, Zylindrizität sowie beliebige Linien oder Flächen. Aus der Beziehung von mindestens zwei Formelementen ergeben sich Lageelemente wie z. B. die Parallelität, Rechtwinkligkeit, Neigungswinkel oder Symmetrie etc. Maß- und Formabweichungen sind Grobgestaltabweichung und zählen zu den Abweichungen erster Ordnung mit einem Verhältnis von Wellenlänge zur Wellentiefe von über 1000:1.
Die Oberflächenmesstechnik dient zur Welligkeits- und Rauheitsmessung. Welligkeit und Rauheit sind Feingestaltabweichungen, die zu den Abweichungen zweiter bis fünfter Ordnung zählen. Die Welligkeit bezeichnet Gestaltabweichungen zweiter Ordnung mit einem Verhältnis von Wellenlänge zu Wellentiefe von 1000:1 bis 100:1, die Rauheit Abweichungen dritter bis fünfter Ordnung von 100:1 bis 5:1. 
Die Erkennung von Oberflächendefekten wie z. B. Kratzer, Dellen, Ausbrüchen und offene Poren ist keine Aufgabe der taktilen Messtechnik, sondern gehört in den Bereich der Sichtprüfung bzw. der Oberflächeninspektion.

Funktionsprizip


In der Regel wird der Prüfling auf einem Messtisch in einer Werkstückhalterung fixiert und durch berührende Wegaufnehmer abgetastet. In der Praxis werden auch berührungslose pneumatische oder optische Sensoren mit taktilen Tastern kombiniert. Die Vermessung kann erfolgen, indem der Prüfling feststeht und von den Messtastern Punkt für Punkt gemessen oder abgescannt wird. Umgekehrt kann auch der Prüfling bewegt werden, indem z. B. der Prüfling rotiert und von feststehenden Messtastern angetastet wird. Die Handhabungssysteme der Messtaster oder der Werkstücke sind mit Wegaufnehmern ausgestattet, deren Position relativ zum Messtisch bzw. zum Werkstück bekannt und kalibriert ist oder es wird zur Messung eine Bezugsebene hergestellt. 
Die taktile Messtechnik basiert auf mechanisch beweglichen schaltenden oder messenden Messtastern, die gegen die Messfläche gedrückt werden. Schaltende Messtaster lösen bei Antasten der Messobjektoberfläche einen Schaltimpuls aus, der die aktuellen Positionen Tasters abfragt. Für den nächsten Messvorgang muss der Taster wieder von der Oberfläche abgehoben werden. Messende Taster messen die Bewegung eines federnd beweglich gelagerten Taststifts, der kontinuierlich gegen die Oberfläche gedrückt wird, wodurch die Oberfläche abgescannt werden kann. Aus dem Schaltpunkt bzw. dem vom Messtaster erfassten Weg relativ zum Nullpunkt des Tasters und aus der gemessenen Position der Handhabungssysteme errechnet die Auswerteeinheit die Koordinaten des angetasteten Messpunktes. Aus den Koordinaten der einzelnen Messpunkte lässt sich nun als Koordinaten-Datensatz die Ist-Gestalt der Werkstückoberfläche errechnen.

Einsatzbereich


Die taktile Messtechnik dient zur geometrischen Kontrolle von Grob- oder Feingestaltabweichungen von Werkstücken. Einsatzbereiche sind die Qualitätskontrolle durch Stichproben oder zur 100-%-Prüfung, die statistische Prozessregelung sowie die Geometrieerfassung von Modellen. Die Messtechnik kann im Messraum oder in der Fertigungsumgebung eingesetzt werden. Durch das berührende Messprinzip eignet sie sich nur zur Messung von ausreichend festen Oberflächen unabhängig von Farbe, Werkstoff und Lichtverhältnissen. Die Systeme zur Koordinatenmesstechnik, Formmesstechnik sowie zur Oberflächen- und Konturmesstechnik sind grundsätzlich universell einsetzbar. Mehrstellenmesseinrichtungen sind dagegen stets aufgabenspezifische Sondermesseinrichtungen oder -vorrichtungen.
Geprüft werden Erzeugnisse wie wellenförmige, nabenförmige und kubische Metallteile, Zahnräder oder komplette Fahrzeugkarosserien oder Turbinenschaufeln. Anwenderbranchen sind u. a. die Automobilzuliefer- und Automobilindustrie, die Luftfahrzeugindustrie sowie der Maschinen- und Werkzeugbau.