Qualität & Messtechnik
Was misst eine 3D-Koordinatenmessmaschine — und wann braucht man sie?
Ein Koordinatenmessgerät erfasst Punkte im Raum und rechnet daraus Maße, Form- und Lagetoleranzen sowie Freiformflächen. Ein Tastkopf oder optischer Sensor fährt die Messpunkte an, die Achsen liefern über Längenmesssysteme die Koordinaten. Nötig wird es überall dort, wo Handmessmittel an Bezügen, Positionstoleranzen oder komplexen Geometrien scheitern.
Passende Leistungen
Das Messprinzip
Ein klassisches Koordinatenmessgerät besitzt drei zueinander rechtwinklige Achsen, meist auf einem Messtisch aus Hartgestein und mit Luftlagern geführt. Jede Achse trägt ein hochauflösendes Längenmesssystem. Der Sensor am Ende der Kinematik meldet den Antastpunkt, das Gerät verrechnet ihn mit den Achspositionen zu einer Raumkoordinate.
Aus einer Punktewolke berechnet die Software anschließend Ersatzgeometrien — Ebene, Zylinder, Kegel, Kugel — und daraus die eigentlichen Prüfmerkmale. Genau darin liegt die Stärke: Nicht der Einzelpunkt zählt, sondern die daraus abgeleitete Geometrie und ihre Lage im Bezugssystem.
Neben taktilen Tastköpfen kommen optische Sensoren und Streifenlichtscanner zum Einsatz. Taktil misst genauer und ist unempfindlich gegen Oberflächenglanz, optisch erfasst in kurzer Zeit sehr viele Punkte und eignet sich für Freiformflächen und weiche Werkstoffe.
Wann Sie ein Koordinatenmessgerät brauchen
- Form- und Lagetoleranzen mit Bezügen: Position, Koaxialität, Rechtwinkligkeit über mehrere Bezüge.
- Komplexe Geometrien: Freiformflächen, schräge Bohrbilder, räumlich verteilte Merkmale.
- Viele Merkmale je Teil: Erstbemusterung mit vollständiger Merkmalsliste.
- Schwer zugängliche Maße: Innengeometrien, die mit Handmessmitteln nicht erreichbar sind.
- Reverse Engineering: Aufnahme eines Musterteils als Grundlage für ein CAD-Modell.
Was das Ergebnis beeinflusst
Ein Koordinatenmessgerät ist genau, aber nicht unfehlbar. Temperatur ist der größte Störfaktor: Bezugstemperatur der Messtechnik sind 20 Grad Celsius, und Stahl wie Aluminium dehnen sich messbar aus. Teile sollten deshalb vor der Messung temperiert werden.
Weitere Einflüsse sind die Aufnahme des Teils — eine verspannte Aufspannung verfälscht Ebenheit und Position —, die Zahl und Verteilung der Antastpunkte sowie Sauberkeit und Grat an den Messstellen. Deshalb gehört zu jedem belastbaren Messergebnis die Angabe, wie gemessen wurde, nicht nur das Ergebnis selbst.
Für die Abstimmung zwischen Kunde und Fertiger heißt das: Weicht ein Messwert knapp ab, lohnt zuerst der Vergleich der Messstrategie, bevor über Nacharbeit gesprochen wird.
Das Wichtigste in Kürze
- Ein Koordinatenmessgerät berechnet aus Raumpunkten Geometrien und deren Lage zu Bezügen.
- Taktile Sensoren messen genauer, optische Sensoren erfassen schnell viele Punkte.
- Unverzichtbar bei Positions-, Koaxialitäts- und Freiformprüfungen mit mehreren Bezügen.
- Temperatur, Aufspannung und Antaststrategie beeinflussen das Ergebnis erheblich.
Weitere Fragen dazu
Warum sind Messräume klimatisiert?
Weil Werkstoffe sich mit der Temperatur ausdehnen und die Bezugstemperatur der Längenmesstechnik bei 20 Grad Celsius liegt. Schon wenige Grad Abweichung verschieben Messwerte an größeren Teilen spürbar. Deshalb werden Messraum, Messgerät und Werkstück auf dieselbe Temperatur gebracht.
Was ist ein 3D-Scan im Vergleich zur taktilen Messung?
Ein Scan erzeugt in kurzer Zeit eine dichte Punktewolke der gesamten Oberfläche und eignet sich hervorragend für Soll-Ist-Vergleiche gegen ein CAD-Modell. Für enge Maß- und Lagetoleranzen ist die taktile Messung meist die genauere Wahl. In der Praxis werden beide Verfahren häufig kombiniert.
Braucht jedes CNC-Teil eine Messung auf dem Koordinatenmessgerät?
Nein. Einfache Maße und Passungen lassen sich mit Messschieber, Bügelmessschraube und Lehren zuverlässig prüfen. Das Koordinatenmessgerät lohnt sich, sobald Bezüge, Lagetoleranzen oder eine große Merkmalszahl im Spiel sind.
Verwandte Fragen
Ihr Bauteil konkret kalkulieren
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