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Messung: optisch oder taktil

Trends der Messtechnik: schneller, genauer, voll integriert

In der industriellen Fertigung und Entwicklung geht der Trend klar in Richtung Schnelligkeit, Genauigkeit und Automatisierung. Die Anforderungen an die Qualitätsprüfung wachsen mit der Optimierung von Prozessen und der Definition anspruchsvoller Toleranzen.

Schnell stellt sich die Frage: Welche Messtechnik ist für uns die richtige?
Auch wenn die Auswahl groß ist, steht zunächst eine Grundsatzentscheidung an: Optisch oder taktil messen?

Welche Eigenschaften soll Ihre Messtechnik mitbringen?

Schnell

Zeit ist Geld – auch in der Fertigung. Ziel sind kurze Taktzeiten bei hoher Ergebnisqualität. Optische Sensoren punkten mit hohen Abtastraten und kurzen Prüfzeiten. Bei Rauheitsmessungen, die sehr hohe Punktdichten erfordern, arbeiten die faseroptischen Distanzmesssysteme von fionec beispielsweise bis zu zehnmal schneller als vergleichbare taktile Tastschnittgeräte. Die Ergebnisse entsprechen den Vorgaben der einschlägigen DIN EN ISO-Normen.

► Optisch

Hochgenau

Die Genauigkeit und Auflösung taktiler Taster liegt in der Regel im Mikrometerbereich. Bei noch genauer messenden Tastern sind elastische Effekte („Stick slip“) zu berücksichtigen, die die Genauigkeit einschränken können.

Interferometrische Messsysteme produzieren Messwerte im unteren Nanometerbereich. Voraussetzung sind saubere Oberflächen mit ausreichender Güte (Ra ≤ 2, Rz ≤ 10). Das in fionec-Systemen angewandte Messverfahren liefert zudem absolute Messwerte.

► Optisch / interferometrisch

DIN-konform

Insbesondere für die Berechnung von Rauheitsparametern stehen langbewährte DIN-Normen zur Verfügung. Die gemessenen Werte sind dadurch vergleichbar und rückführbar. Zwar steckt die Normierung optischer Rauheitsmessung noch in den Anfängen, Sensorik-Hersteller orientieren sich aber schon lange an den Standards der taktilen Rauheitsmessung. Die faseroptischen Messsysteme von fionec liefern vergleichbare Rauheitswerte auf Basis von DIN EN ISO 4287, 11562, 13565 und 16610.

► Taktil und optisch vergleichbar

Flexibel / kompatibel

Da taktile Taster schon lange am Markt angeboten werden, ist das Angebot riesig. Für die meisten Messaufgaben finden sich passende taktile Messgeräte und Integrationslösungen. Auch der Markt der optischen Messtechnologien wächst stetig und bietet entsprechende Lösungen an.

Ist allerdings nur wenig Platz für Sensorik vorhanden, ist die faseroptische Messtechnik von fionec eine interessante Alternative. Die miniaturisierten Sonden (Ø ≥ 50 µm) mit sehr geringem Eigengewicht (ca. 2 g) erlauben eine unkomplizierte Nachrüstung vieler Präzisionsmaschinen. In der Regel ist eine Anpassung der Feinauslegung nicht notwendig. Sonde und Verbindungskabel bestehen aus flexiblen Glasfasern, Messkopf und Auswerteeinheit lassen sich dadurch nahezu beliebig weit voneinander entfernt platzieren. Integrierte Schnittstellen ermöglichen eine nahtlose Datenkommunikation.

► Für Standard-Messaufgaben: klassische taktile oder optische Sensoren
► Für die Integration in Präzisionsmaschinen oder komplexe Messaufbauten: faseroptische Miniatursensorik

Kostengünstig

Taktile Messsysteme sind meist günstiger als faseroptische Sensoren. Für Standard-Messaufgaben sind sie daher oft Mittel der ersten Wahl. Bei spezifischen Problemstellungen sind aber Sonderlösungen gefragt. Die Schnelligkeit optischer Systeme, die Möglichkeit des Nachrüstens bestehender Maschinen (Retrofitting) und das hohe Maß an Integrations- und Automatisierungsfähigkeit spielen die höheren Kosten oft wieder ein.

► Meist taktil; bei speziellen Messaufgaben optisch

Punktmessend / flächenmessend

Sowohl klassische Taster als auch die faseroptischen Sensoren von fionec sind punktmessende Systeme. Je nach Messpunktdichte kann die Messtechnik Oberflächen auch im Scanmodus abfahren. Aus den gewonnenen Werten lassen sich 3D-Modelle erstellen. Mit bis zu 20.000 Messwerten pro Sekunde erledigt die faseroptische Technologie von fionec diesen Job in deutlich kürzeren Prüfzyklen als konventionelle taktile Messtaster.

► Taktil und optisch vergleichbar, optisch aber deutlich schneller

Kompakt

Bauteile und Prüfräume werden immer kompakter, daher bedarf es auch kleinster Baugrößen in der Messtechnik. fionec hat auf Basis von optischen Fasern eine spezielle Mikro-Messsonde entwickelt, die auf einen Durchmesser von nur 50 µm miniaturisiert werden kann.

► Faseroptische Sensorik

Berührungslos

Bauteile mit empfindlichen Oberflächen oder hoher Oberflächengüte dürfen oft nur berührungslos geprüft werden. Dafür bietet sich optische Sensorik an, die absolut zerstörungsfrei arbeitet. Bei Bedarf können daher auch 100-Prozent-Prüfungen sensibler Werkstücke durchgeführt werden. Ein weiterer Vorteil: auch die optischen Messköpfe unterliegen im Gegensatz zu Tastern keinem Verschleiß.

► Optisch

 Trend Multisensorik

Durch die zunehmende Komplexität von Prüfstücken und Messaufgaben werden immer häufiger optische und taktile Messverfahren in einem Messsystem kombiniert. Das reduziert Rüstzeiten und erweitert die messtechnischen Einsatzmöglichkeiten. Die Erhebung verschiedenster Parameter in nur einem Messvorgang kommt dem Wunsch nach schnellen, voll automatisierbaren und fertigungsnahen Prüfabläufen entgegen.