De nauwkeurigheid van een CMM-taster controleren

Hoe weet u of het gereedschap dat u gebruikt goed werkt? Met gereedschap zoals een hamer is het gemakkelijk: als de spijker erin gaat doet hij het! Maar hoe zit het met een geavanceerd stuk gereedschap zoals een CMM-taster? Het is het ingewikkelde apparaat dat u op uw CMM zet met vele interne componenten die u niet ziet, maar die mogelijk beschadigd, versleten of aan afstelling toe zijn. Waar te beginnen? Laten we beginnen door het als een hamer te zien en het simpel te houden.

Net als een hamer levert een CMM-taster de verwachte resultaten op basis van de productspecificatie: een basislijn. Een nieuwe hamer is strak en uitgebalanceerd met een vlakke kop en goede grip, en bovendien door de fabrikant gecertificeerd tegen defecten. Een nieuwe CMM en bijbehorende taster vormen een meetsysteem dat ook strak en uitgebalanceerd is, en de nauwkeurigheid en reproduceerbaarheid worden door de fabrikant gecertificeerd en voor uw administratie gepresenteerd in de vorm van een kalibratiecertificaat. Dat certificaat is uw basislijn. Een simpele verzameling getallen die u een verwacht bereik geven waarbinnen uw eigen metingen moeten vallen bij het meten van een voorwerp met een bekend formaat, zoals een kwalificatiekogel of ringkaliber.  

Als uw CMM bijvoorbeeld gekalibreerd is volgens de B89-specificatie, hebt u één getal voor reproduceerbaarheid. Laat ons zeggen dat dit getal 0,004 mm, oftewel 4 microns is. Dat betekent dat als u een gecertificeerde kogel meet, de locatiemeting ervan zich moet reproduceren binnen 0,004 mm.

Als uw CMM daarentegen gekalibreerd is conform ISO 10360-2, hebt u een getal voor de "Probing Test", zoals de waarde 0,0025 mm in Afbeelding 2. Deze waarde is de basisonnauwkeurigheid van 0,0025 mm, oftewel 2,5 microns, en het stelt dat de meetfout van 25 punten, gemeten op een gecertificeerde kogel, deze waarde niet overschrijdt. Dit is vergelijkbaar voor de afwijkingen in bolvormigheid en afmetingen van de gecertificeerde diameter. Dus in dit voorbeeld, als uw CMM gecertificeerd is conform ISO 10360-2 en u een gecertificeerde kogel meet, moeten de afwijking in diameter en rondheid (of bolvormigheid) minder zijn dan 2,5 micron. Laten we uitzoeken waar u staat nu u weet waar dat zou moeten zijn.

Een eenvoudige test op iedere CMM is een controle van uw tastinstallatie. Kwalificeer uw tastinstallatie zoals u zou doen voor ieder ander inspectieproject. Creëer vervolgens een inspectieroutine, in automatische modus als uw CMM daarmee is uitgerust, om diezelfde kogel te meten met minimaal 25 punten en vier rijen met de tasthoek iso-cert-smallsame A0B0 (recht omlaag). Herhaal deze meting nog minstens drie keer, de resultaten van deze test moeten binnen het basisbereik liggen zoals hierboven besproken. Als dat niet het geval is, is verder onderzoek en testen vereist. Mochten uw testresultaten buiten de aanvaardbare limieten vallen, werkt u achteruit door de setup van uw taster om het probleem vast te stellen.

Begin uw diagnose met de kwalificatiekogel en controleer of de gespecificeerde diameter in uw CMM-software overeenkomt met de gecertificeerde diameter van de kogel. Veeg deze vervolgens goed schoon met een niet-pluizende doek en wat ethanol. Controleer vervolgens de taster nog eens. Controleer of hij vast zit en schoon is, en opnieuw overeenkomt met de diameter en lengte die u opgegeven hebt in de CMM-software. Deze simpele stappen zijn eigenlijk de meest gebruikelijke en gelukkig goedkoopste oplossing om de meeste problemen met de nauwkeurigheid/reproduceerbaarheid van CMM's op te lossen, u hoeft zich dus niet te schamen als u de afgelopen twee uur een losse of beschadigde stylus gezocht hebt, dat gebeurt zelfs de meest doorgewinterde CMM-programmeur. Als u alles bevestigd hebt, voert u het kogelprogramma nog eens uit om te zien of het probleem is opgelost.

Als de voorgaande stappen het probleem niet hebben verholpen, zou het duur kunnen worden als u te maken hebt met een beschadigd of versleten tastersysteem. Als u werkt met een taster met niet-verwisselbare modules, zoals een TP-2- ofHP-T-taster, controleert u eerst of de verbinding met de tasterkop goed vastzit, kijk vervolgens of hij niet blijft steken (indien geactiveerd) of uitzonderlijk veel olie lekt. U kunt ook de tastkracht controleren met een drukmeter en eventueel aanpassen, maar als een van de twee genoemde symptomen (blijven steken of lekken) aanwezig is, kunt u de taster het beste vervangen.

Bij tasters met verwisselbare magnetische modules zoals een Renishaw TP-20-, 200-, SP-25- of HP-TM-taster (afbeelding 4), bestaat de taster uit twee delen: de module, het onderdeel waar de stylus ingeschroefd wordt en dat het activeringsmechanisme bevat, en het hoofddeel dat in de tasterkop geschroefd wordt. Het hoofddeel is in feite niet meer dan een simpele aan-uitknop die werkt of niet werkt, zonder van invloed te zijn op de nauwkeurigheid. Om een hoofddeel te testen bevestigt u een module waarvan u weet dat hij werkt, zorg dat de contactpunten schoon zijn en dat de module goed geplaatst is. Als de module helemaal niet geactiveerd wordt, is het hoofddeel waarschijnlijk defect.

Als het hoofddeel werkt, is het een kwestie van het testen van uw modules. Begin wederom door na te gaan of de contactpunten schoon zijn en of de module goed geplaatst is, en of er een goede stylus juist bevestigd is. Als na de beschreven testprocedure de metingen nog steeds niet gereproduceerd kunnen worden binnen de specificatie, hebt u mogelijk een versleten module en is de enige test die u nog kunt doen deze te verwisselen met een module die zeker goed is om de aanvaardbare resultaten te bevestigen.

Door de drie stappen van deze eenvoudige procedure te volgen, basislijn, kwalificatiecontrole, achteruit werken, kunt u meetproblemen snel diagnosticeren en zorgen voor meer vertrouwen en traceerbaarheid in uw meetresultaten. Het kan uiteraard zo zijn dat u de stappen moet aanpassen afhankelijk van uw setup, zoals het toevoegen van meer hoeken van de tip en het meten van de kogel met meer punten om zo het gewenste vertrouwensniveau te bereiken.