Daniel Wilhelm
Ihr 3D-Messtechnik Spezialist für taktile Messtechnik.
Exakte Bauteilvermessung durch optische 3D Messsysteme
Die Messung der Dimensionen von Bauteilen geschieht auch heute noch vielerorts rein manuell. Mithilfe von Messschiebern und Messschrauben werden an einem Bauteil alle relevanten Maße kontrolliert.
Dieses Verfahren ist jedoch so langsam, dass für eine laufende Qualitätskontrolle nur ein mit Stichproben arbeitendes, statistisches Prüfsystem durchführbar ist.
Die gestiegenen Kundenanforderungen in Bezug auf Toleranzen und Messgenauigkeit lassen diese stochastischen Prozesse aber immer seltener zu.
Um eine fortlaufende Qualitätskontrolle auch bei großen Serien zu gewährleisten, ist eine optische 3D Bauteilvermessung ein gut funktionierender Ansatz.
Parameter der optischen Bauteilvermessung
Bei der Bauteilvermessung werden folgende Parameter abgeprüft:
- Maßhaltigkeit der Außenkonturen
- Form- und Lagetoleranzen eingearbeiteter Innenkonturen
- Rundheit von Bohrungen und Zapfen
- Prüfung aller Passungen
- Abweichungen, Optimierungsbedarf in Messberichten
Vor allem bei Bauteilen, die in Baugruppen integriert werden, ist eine Einhaltung aller Toleranzvorgaben äußerst wichtig. Von der Maßgenauigkeit eines Produkts hängen viele Faktoren ab.
Klemmfreier Einbau, optimale Gleitfähigkeit, effiziente Gewichtsersparnis und vieles mehr ist direkt von der Einhaltung der vorgegebenen Maße abhängig. Die Außenkonturen sind dabei nur der erste Schritt, die bei der 3D Messtechnik erfasst und ausgewertet werden.
Die exakte Einhaltung der Form- und Lagetoleranzen aller Sacklöcher, Aussparungen, Gewindebohrungen, Ölkanäle oder Schmiernuten ist zumeist wichtiger als die Einhaltung der Außenkonturen.
Die Rundheit von Bohrungen oder Zapfen ist für den Zusammenbau mit anderen Bauteilen relevant. Gleiches gilt für alle linearen oder radialen Passungen am Bauteil.
Die Oberflächenstruktur bzw. Rauheit ist kein Parameter der Bauteilvermessung bzw. Oberflächenmessung. Die verfügbaren Verfahren können jedoch Kontrollschritte anbieten, bei denen auch die Oberfläche eines Bauteils analysiert werden kann.
Diese Analyse nimmt heute nur noch wenig Zeit in Anspruch und lässt sich mit den entsprechenden Prüfgeräten sehr gut in die Endkontrolle eines Produktionsprozesses integrieren.
Verfahren der 3D Bauteilvermessung
Ziel der Vermessung von Bauteilen ist es stets, den Ist-Zustand mit dem Soll-Zustand abzugleichen.
Eine 100 % Übereinstimmung ist praktisch unmöglich, deshalb geben die Kunden stets Toleranzen vor, innerhalb dessen sich die Dimensionsabweichungen am Produkt bewegen dürfen. Diese Dimensionsabweichungen sind jedoch heute sehr eng und werden zunehmend enger.
Die optische Bauteilvermessung kann in vielen Bereichen noch durch einfache Schablonen oder fotometrische Verfahren gewährleistet werden.
Vor allem flächige Bauteile, wie Dichtungen lassen sich durch diese Vorgehensweisen schnell und effizient nachprüfen.
Bei komplex geformten Volumenkörpern stoßen diese Verfahren schnell an ihre Grenzen. Deshalb ist für die Vermessung von Bauteilen, bei denen in allen drei Dimensionen geprüft werden muss, die 3D Bauteilvermessung am vorteilhaftesten. Für noch genauere Messungen, die auch eine Innenansicht ermöglichen, ist industrielle Computertomographie eine beliebte Methode. Sie ermöglicht weiterhin das Verfahren der Oberflächenrückführung, bei der ein CAD-Modell eines bereits bestehenden Bauteils rekonstruiert wird.
Hierzu bietet die Industrie zahlreiche Ansätze an, mit denen sich die Dimensionen von Bauteilen in nahezu beliebiger Präzision kontrollieren lassen. Gegenwärtig sehr weit verbreitet sind die linearen Laser-Messsysteme. Diese können aus einfachen, hintereinander geschalteten Messstationen bestehen.
Dabei prüft jede Messstation immer nur eine exakt definierte Stelle eines Bauteils ab. Dieses Verfahren eignet sich besonders für komplexe aber vergleichsweise kleine Bauteile, wie beispielsweise Zylinderköpfe.
Bauteilvermessung großer Bauteile
Große Bauteile, wie beispielsweise Schweißkonstruktionen, werden in der 3D Messtechnik entweder durch taktile Verfahren oder durch Laserscanning kontrolliert.
Bei den taktilen Verfahren fährt eine Messsonde an vorher definierte Punkte heran und gibt die exakten Positionen an eine Recheneinheit weiter. Laserscanner arbeiten hingegen berührungslos. Sie sind sehr schnell und können eine große Menge an Daten erfassen.
Die Fortschritte in der Digitaltechnik hat die fotometrische Verfahren so weit entwickeln lassen, dass sie für eine 3D Messtechnik anwendbar sind.
Dabei wird ein Produkt aus mehreren Perspektiven fotografiert. Aus den ermittelten Daten errechnet ein Computer ein 3D-Abbild. Diese Abbilder können heute erstaunlich hohe Auflösungen erreichen. Mit diesen am Produkt erstellten 3D Modellen lässt sich anschließend ein Soll/Ist Vergleich durchführen.
Die Technologie der 3D Bauteilvermessung bietet heute für praktisch jeden Anwendungsfall eine passende Lösung an.
