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Was ist ein KMG-Taster?
Alles über KMG-Taster.
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Ein Taster ist die Spitze, die am Sensor eines Koordinatenmessgeräts angebracht ist (sei es ein herkömmliches KMG oder ein mobiler Messarm), und mit der das zu messende Werkstück angetastet wird. Ein Signal, das entweder durch die Verschiebung des Sensors infolge der Berührung des Messobjekts oder aktiv vom Benutzer abgegeben wird, löst eine Messung aus. In der Regel sind Typ und Größe des zu verwendenden Tasters abhängig von der Art des Werkstücks und seinen Elementen. Zuverlässige Messungen erfordern eine maximale Steifigkeit und geometrische Genauigkeit der Tastspitze. Die Tastspitzen von Hexagon Manufacturing Intelligence werden unter Einhaltung höchster Standards auf automatisierten CNC-Maschinen gefertigt. Sorgfältige Produktentwicklung und strenge Prozesskontrollen in der Fertigung ergeben Taster mit maximaler Steifigkeit, belastbarer Verbindung zwischen Tastkugel und Schaft sowie bestmöglicher Rundheit der Kugel.
Die Leistungen Ihres KMG und die Zuverlässigkeit Ihrer Messergebnisse können durch die Verwendung eines Tasters mit Rundheitsmängeln oder falscher Positionierung der Kugel, einem ausgeleierten Gewinde oder starker Durchbiegung infolge minderwertiger Qualität verfälscht werden. Die meisten dieser Probleme können mit freiem Auge gar nicht oder nur schwer erkannt werden. Um optimale Messergebnisse zu gewährleisten, bietet Hexagon Manufacturing Intelligence nur extrem hochwertige Taster namhafter Marken und Hersteller an, die höchste Qualitätsstandards erfüllen.
Darüber hinaus ist der regelmäßige Austausch der auf dem KMG verwendeten Taster erforderlich. Die Taster sind zwar ausgesprochen robust, sie halten jedoch nicht ewig und sollten nach längerem Gebrauch, unsachgemäßer Verwendung, einer Kollision oder wenn der Taster zu Boden gefallen ist, ersetzt werden. Im Zweifelsfall sollte der Taster immer ausgetauscht werden.
A = Gewindemaß (M2 bis M6)
D = Kugeldurchmesser
L = Gesamtlänge: Länge von der rückwärtigen Befestigung (ohne Gewinde) zum Kugelmittelpunkt
B = Effektive Arbeitslänge: Länge vom Kugelmittelpunkt bis zu dem Punkt, ab dem bei der Messung normal zum Werkstück der Schaft anstelle der Kugel das Werkstück berührt
Je größer die Ablenkung oder Durchbiegung eines Tasters, desto größer der Messfehler und desto geringer die Genauigkeit. Wählen Sie den kürzesten Taster, der lang genug ist für Ihre Anwendung.
Wenn Sie einen Taster aus Verbindungselementen und Verlängerungen zusammenbauen, schaffen Sie damit potenzielle Ablenkungs- und Durchbiegungspunkte. Nutzen Sie für Ihre Anwendung so wenige Komponenten wie möglich.
Eine große Tastkugel maximiert den Sicherheitsabstand von Kugel und Schaft zum Werkstück. Dadurch wird die fälschliche Auslösung von Messungen vermieden, wenn der Schaft anstelle der Kugel das Werkstück berührt. Zudem kann der Einfluss der Oberflächenbeschaffenheit auf die Messergebnisse durch eine größere Kugel minimiert werden.
Branchenstandard und das Material der Wahl für Tastkugeln, in der Mehrzahl der Messanwendungen, ist synthetischer Rubin, eines der härtesten bekannten Materialien überhaupt. Bei synthetischem Rubin handelt es sich um hochreines Aluminiumoxid, aus dem bei 2.000 °C mittels Flammenschmelzverfahren Kristalle (sogenannte Einkristallkörper) gezüchtet werden. Diese Einkristallkörper werden dann zugeschnitten und durch maschinelle Bearbeitung zu Kugeln geformt. Rubinkugeln weisen eine außergewöhnlich glatte Oberfläche auf. Sie zeichnen sich durch hohe Druckfestigkeit und mechanische Korrosionsbeständigkeit aus.
Nur für wenige Anwendungen ist Rubin nicht das bevorzugte Kugelmaterial. Zum einen sind das intensive taktile Scans auf Aluminium. Da sich Aluminium und synthetischer Rubin gegenseitig anziehen, kann es zu einem sogenannten adhäsiven Verschleiß kommen, wenn sich Aluminiumpartikel von der Werkstückoberfläche auf der Tastkugel ablagern. In diesem Fall empfiehlt sich die Verwendung einer Kugel aus Siliziumnitrid.
Für intensive taktile Scans von Werkstücken aus Gusseisen hingegen sollten Kugeln aus Zirkoniumdioxid eingesetzt werden, um den Abrieb der Werkstückoberfläche möglichst gering zu halten.
Die Leistungen Ihres KMG und die Zuverlässigkeit Ihrer Messergebnisse können durch die Verwendung eines Tasters mit Rundheitsmängeln oder falscher Positionierung der Kugel, einem ausgeleierten Gewinde oder starker Durchbiegung infolge minderwertiger Qualität verfälscht werden. Die meisten dieser Probleme können mit freiem Auge gar nicht oder nur schwer erkannt werden. Um optimale Messergebnisse zu gewährleisten, bietet Hexagon Manufacturing Intelligence nur extrem hochwertige Taster namhafter Marken und Hersteller an, die höchste Qualitätsstandards erfüllen.
Darüber hinaus ist der regelmäßige Austausch der auf dem KMG verwendeten Taster erforderlich. Die Taster sind zwar ausgesprochen robust, sie halten jedoch nicht ewig und sollten nach längerem Gebrauch, unsachgemäßer Verwendung, einer Kollision oder wenn der Taster zu Boden gefallen ist, ersetzt werden. Im Zweifelsfall sollte der Taster immer ausgetauscht werden.
In diesem Artikel verwendete Terminologie:
Die Spezifikation von Tastern erfolgt anhand der Parameter A, D, L und B.A = Gewindemaß (M2 bis M6)
D = Kugeldurchmesser
L = Gesamtlänge: Länge von der rückwärtigen Befestigung (ohne Gewinde) zum Kugelmittelpunkt
B = Effektive Arbeitslänge: Länge vom Kugelmittelpunkt bis zu dem Punkt, ab dem bei der Messung normal zum Werkstück der Schaft anstelle der Kugel das Werkstück berührt
Tipps für die Auswahl von Messtastern
Um auf einem automatischen Koordinatenmessgerät die größtmögliche Messgenauigkeit zu erzielen, beachten Sie folgende Hinweise:Wählen Sie den kürzestmöglichen Taster
Je größer die Ablenkung oder Durchbiegung eines Tasters, desto größer der Messfehler und desto geringer die Genauigkeit. Wählen Sie den kürzesten Taster, der lang genug ist für Ihre Anwendung.
Vermeiden Sie Verbindungselemente, wann immer möglich
Wenn Sie einen Taster aus Verbindungselementen und Verlängerungen zusammenbauen, schaffen Sie damit potenzielle Ablenkungs- und Durchbiegungspunkte. Nutzen Sie für Ihre Anwendung so wenige Komponenten wie möglich.
Verwenden Sie die größtmögliche Tastkugel
Eine große Tastkugel maximiert den Sicherheitsabstand von Kugel und Schaft zum Werkstück. Dadurch wird die fälschliche Auslösung von Messungen vermieden, wenn der Schaft anstelle der Kugel das Werkstück berührt. Zudem kann der Einfluss der Oberflächenbeschaffenheit auf die Messergebnisse durch eine größere Kugel minimiert werden.
Auswahl des Kugelmaterials
Branchenstandard und das Material der Wahl für Tastkugeln, in der Mehrzahl der Messanwendungen, ist synthetischer Rubin, eines der härtesten bekannten Materialien überhaupt. Bei synthetischem Rubin handelt es sich um hochreines Aluminiumoxid, aus dem bei 2.000 °C mittels Flammenschmelzverfahren Kristalle (sogenannte Einkristallkörper) gezüchtet werden. Diese Einkristallkörper werden dann zugeschnitten und durch maschinelle Bearbeitung zu Kugeln geformt. Rubinkugeln weisen eine außergewöhnlich glatte Oberfläche auf. Sie zeichnen sich durch hohe Druckfestigkeit und mechanische Korrosionsbeständigkeit aus.
Nur für wenige Anwendungen ist Rubin nicht das bevorzugte Kugelmaterial. Zum einen sind das intensive taktile Scans auf Aluminium. Da sich Aluminium und synthetischer Rubin gegenseitig anziehen, kann es zu einem sogenannten adhäsiven Verschleiß kommen, wenn sich Aluminiumpartikel von der Werkstückoberfläche auf der Tastkugel ablagern. In diesem Fall empfiehlt sich die Verwendung einer Kugel aus Siliziumnitrid.
Für intensive taktile Scans von Werkstücken aus Gusseisen hingegen sollten Kugeln aus Zirkoniumdioxid eingesetzt werden, um den Abrieb der Werkstückoberfläche möglichst gering zu halten.
Auswahl des Schaftmaterials
Stahl
Für Taster mit Kugelspitzen und Spitzendurchmessern von zwei Millimetern oder mehr sowie einer Länge von bis zu 30 Millimetern werden meist Edelstahlschäfte verwendet. Innerhalb dieser Maße bieten einteilige Stahlschäfte ein ideales Verhältnis zwischen Gewicht und Steifigkeit sowie einen ausreichenden Sicherheitsabstand ohne Steifigkeitseinbußen, bedingt durch die Verwendung eines Verbindungselements zwischen Schaft und Gewinde.Wolframcarbid
Mit Schäften aus Wolframkarbid wird größtmögliche Steifigkeit bei kleinen Schaftdurchmessern (erforderlich für geringe Kugeldurchmesser von einem Millimeter oder weniger) oder langen Schäften bis 50 Millimeter erzielt.Keramik
Bei Kugeldurchmessern von mehr als drei Millimetern und Schaftlängen über 30 Millimeter bieten Keramikschäfte eine mit Stahl vergleichbare Steifigkeit, sind dabei jedoch bedeutend leichter als Schäfte aus Wolframkarbid. Taster mit Keramikschäften bieten einen besseren Kollisionsschutz für teure Sensoren, da im Falle einer Kollision der Schaft zerbricht, während der Sensor heil bleibt.Carbonfaser
Carbonfaser verbindet maximale Dreh- und Längssteifigkeit mit extrem geringem Gewicht. Carbonfaser ist träge, unempfindlich gegenüber der Umgebungstemperatur und bietet bestmöglichen Schutz in rauen Fertigungsumgebungen. Diese Eigenschaften machen Carbonfaser zum idealen Material zur Maximierung der Steifigkeit bei geringer Masse für Taster über 50 Millimeter Länge.
