Präzisions-Granitbrückenfundament für Koordinatenmessgeräte

Eine Struktur, die zum Stillstand gebaut wurde

Jede Koordinatenmessmaschine ist nur so genau wie ihr Gestell. Dieses Gestell wird auf Messen kaum beachtet – keine Servomotoren, keine Sensoren, keine Leuchtanzeige – und doch entscheidet genau diese Komponente darüber, ob alle anderen Systeme der KMM die im Datenblatt angegebene Genauigkeit erreichen. Genau dafür ist dieses Brückengestell konzipiert.

Dieses aus einem massiven Block dichten schwarzen Granits gefräste Bauteil bildet die für Horizontalarm- und Brücken-Koordinatenmessgeräte typische Portalbrücke: Zwei vertikale Stützpfeiler erheben sich von einer breiten Grundplatte und sind durch einen horizontalen Träger verbunden, der die bewegliche Brückenachse der Maschine trägt. Die gerippten Nuten entlang des Trägers sind nicht dekorativ – es handelt sich um präzisionsgeschliffene Führungsschienen, auf denen das Linearführungssystem der Maschine läuft. Daher müssen Geradheit und Parallelität über die gesamte Länge des Trägers im Mikrometerbereich liegen, nicht nur an einigen Messpunkten.

Was Sie tatsächlich sehen

Die Grundplatte des Bauteils weist ein dichtes Raster aus Gewindebohrungen auf, das sich über die gesamte Oberfläche erstreckt. Dieses Muster ermöglicht es Systemintegratoren, Vorrichtungen, Werkstückklemmen oder zusätzliches Messzubehör an beliebiger Stelle auf dem Tisch zu befestigen, ohne für jede Anwendung eine individuelle Bohrung vornehmen zu müssen. Die beiden Säulen verfügen jeweils über eine große, mittig verlaufende Aussparung zur Gewichtsreduzierung. Dadurch wird die Masse reduziert, ohne die Biegesteifigkeit der Säulen zu beeinträchtigen – ein Detail, das wichtiger ist, als es zunächst scheint, denn jedes eingesparte Kilogramm an einer statischen Struktur bedeutet ein Kilogramm weniger Gewicht, das das Temperaturregelungssystem der Maschine stabilisieren muss.

Die Oberfläche weist einen feinen, gleichmäßigen, mattschwarzen Schliff auf allen Flächen auf – ohne Polierstreifen, sichtbare Werkzeugspuren oder Farbunterschiede zwischen den Abschnitten. Dies ist in der Regel ein zuverlässiger visueller Hinweis (wenn auch kein Ersatz für ein Kalibrierzertifikat) darauf, dass der Block auf einer einzigen, gut gewarteten Großformat-Flachschleifmaschine geschliffen und nicht aus unterschiedlichen Rohmaterialien zusammengesetzt wurde. Auf der Grundplatte im Referenzbild ist eine Linearführung mit einem montierten Messkopf angebracht. Diese Abbildung veranschaulicht, wie die fertige Granitstruktur mit den Bewegungs- und Sensorkomponenten integriert wird, die ein Kunde während der Maschinenmontage hinzufügt.

Warum Granit statt geschweißtem Stahl?

Ein geschweißter oder gegossener Stahlbrückenrahmen ist zwar in der Anschaffung günstiger und schneller herzustellen, birgt aber zwei Probleme, die erst nach einiger Zeit im Betrieb sichtbar werden: innere Schweißspannungen, die sich über Monate langsam abbauen und zu leichten Verformungen des Rahmens führen, sowie eine Wärmeausdehnung, die etwa doppelt so hoch ist wie die von dichtem Granit. Bei einer Koordinatenmessmaschine (KMM), die Teile mit Toleranzen im einstelligen Mikrometerbereich misst, reicht bereits eines dieser Probleme aus, um die Genauigkeitsangaben der Maschine innerhalb eines Jahres nach der Installation wertlos zu machen. Granit hingegen weist keine inneren Spannungen auf – er entstand bereits unter natürlichem geologischem Druck – und sein niedrigerer, stabilerer Wärmeausdehnungskoeffizient sorgt dafür, dass die Struktur ihre Geometrie auch bei normalen täglichen Temperaturschwankungen in einer Werkstatt beibehält, nicht nur in einem klimatisierten Labor.