Thermisch stabile Konstruktionsmaterialien sind wichtig. Die Hauptbauteile der Maschine sollten aus Materialien bestehen, die weniger empfindlich auf Temperaturschwankungen reagieren. Berücksichtigen Sie dabei die Brücke (die X-Achse der Maschine), die Brückenstützen, die Führungsschiene (die Y-Achse der Maschine), die Lager und die Z-Achsen-Schiene. Diese Teile beeinflussen die Mess- und Bewegungsgenauigkeit der Maschine direkt und bilden deren Kernkomponenten.
Viele Unternehmen fertigen diese Komponenten aus Aluminium, da es leicht, gut bearbeitbar und vergleichsweise kostengünstig ist. Materialien wie Granit oder Keramik eignen sich jedoch aufgrund ihrer thermischen Stabilität deutlich besser für Koordinatenmessgeräte. Aluminium dehnt sich fast viermal so stark aus wie Granit, zudem bietet Granit überlegene Schwingungsdämpfungseigenschaften und eine exzellente Oberflächengüte, auf der die Lager gleiten können. Granit gilt daher seit Jahren als allgemein anerkannter Standard für Messungen.
Für Koordinatenmessgeräte (KMG) hat Granit jedoch einen Nachteil: sein Gewicht. Die Herausforderung besteht darin, ein Granit-KMG manuell oder servogesteuert um seine Achsen zu bewegen, um Messungen durchzuführen. Ein Unternehmen, die LS Starrett Co., hat hierfür eine interessante Lösung gefunden: die Hohlgranit-Technologie.
Diese Technologie verwendet massive Granitplatten und -träger, die zu hohlen Bauteilen gefertigt und zusammengefügt werden. Diese Hohlkonstruktionen wiegen so viel wie Aluminium, behalten aber die vorteilhaften Wärmeeigenschaften von Granit. Starrett setzt diese Technologie sowohl für die Brücke als auch für die Brückenträger ein. In ähnlicher Weise wird bei den größten Koordinatenmessmaschinen (KMM) für die Brücke hohle Keramik verwendet, wenn hohler Granit unpraktisch ist.
Lager. Nahezu alle Hersteller von Koordinatenmessgeräten (KMG) haben die alten Wälzlagersysteme hinter sich gelassen und setzen stattdessen auf die deutlich überlegenen Luftlager. Diese Systeme benötigen im Betrieb keinen Kontakt zwischen Lager und Lagerfläche, wodurch kein Verschleiß entsteht. Zudem haben Luftlager keine beweglichen Teile und erzeugen daher weder Geräusche noch Vibrationen.
Luftlager weisen jedoch auch systembedingte Unterschiede auf. Idealerweise sollte man ein System wählen, das porösen Graphit anstelle von Aluminium als Lagermaterial verwendet. Der Graphit in diesen Lagern ermöglicht es der Druckluft, direkt durch die natürliche Porosität des Graphits zu strömen, wodurch sich eine sehr gleichmäßige Luftschicht auf der Lageroberfläche bildet. Diese Luftschicht ist zudem extrem dünn – etwa 0,05 mm. Herkömmliche, gelochte Aluminiumlager hingegen weisen üblicherweise einen Luftspalt zwischen 0,025 mm und 0,076 mm auf. Ein kleiner Luftspalt ist vorteilhaft, da er das Springen der Maschine auf dem Luftkissen reduziert und somit eine deutlich steifere, präzisere und wiederholgenaue Maschine ergibt.
Manuell vs. DCC. Die Entscheidung zwischen einer manuellen und einer automatisierten Koordinatenmessmaschine (KMM) ist recht einfach. In einer produktionsorientierten Umgebung ist eine direkt computergesteuerte Maschine (DCC) langfristig meist die beste Wahl, auch wenn die Anschaffungskosten höher sind. Manuelle KMMs eignen sich ideal für die Erstmusterprüfung oder das Reverse Engineering. Wenn Sie beides häufig durchführen und nicht zwei Maschinen anschaffen möchten, ist eine DCC-KMM mit abschaltbaren Servoantrieben eine gute Alternative, die bei Bedarf auch manuelle Bedienung ermöglicht.
Antriebssystem. Bei der Auswahl einer DCC-Koordinatenmessmaschine (CMM) ist auf ein spielfreies Antriebssystem ohne Hysterese zu achten. Hysterese beeinträchtigt die Positioniergenauigkeit und Wiederholgenauigkeit der Maschine. Reibradantriebe nutzen eine Direktantriebswelle mit einem Präzisionsantriebsband, wodurch Hysterese vermieden und Vibrationen minimiert werden.
Veröffentlichungsdatum: 19. Januar 2022