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Für die Produktionsüberwachung und Qualitätskontrolle kommt häufig der Konturenmessung von Werkstücken zentrale Bedeutung zu. Hierbei sind neben der Präzision vor allem schnelles, flexibles Messen und einfache Bedienung gefragt. Die Firma Optacom bietet hier eine innovative Messmaschine an, die auf den Präzisionslinearachsen SKR basiert. Diese gewährleisten bei einfachem Aufbau und wartungsfreiem Betrieb eine Genauigkeit von bis zu 25 nm mit entsprechenden Messsystemen.
Bild 1: Konturenmessmaschine VC-10 von Optacom
Konturenmessmaschine VC-10 von Optacom
Die neueste Konturenmessmaschine aus dem Hause Optacom trägt die Bezeichnung VC-10 und verfügt über einen Messbereich von 170 x 175 mm. Dieser ungewöhnlich große Messbereich ergibt sich aus der speziellen Konstruktion der Maschine.
Die VC-10 ist nicht als herkömmliche Drehpunktmaschine ausgeführt, sondern mit zwei Präzisionslinearachsen von THK aufgebaut. Die Z-Achse fährt hierbei vollständig mit, so dass der gesamte Verfahrweg der beiden Achsen als Messbereich zur Verfügung steht. Die Messmaschine überzeugt durch die konsequent integrierte Bauweise unter Verwendung von Hightech-Werkstoffen, die hohe Steifigkeit bei relativ geringem Gewicht ermöglichen. Drei optische, hochpräzise Inkremental-Messsysteme sorgen für eine berührungslose Positionserfassung der beiden Verfahrachsen und der Konturabtastung.
Linearachse mit Kugelkette
Zentrale Systembauteile der Konturen-messmaschine VC-10 sind die beiden Verfahrachsen in horizontaler und vertikaler Richtung. Die gestellten Anforderungen hinsichtlich Präzision, Geradheit und Steifigkeit bei gleichzeitig bestmöglichen Laufeigenschaften sind extrem hoch. In Serie eingesetzt werden die kompakten Linearachsen des Typs SKR von THK in der Präzisionsklasse mit zwei Laufwagen.
Bild 2: Präzisionslinearachse SKR mit Kugelkette
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Ein entscheidendes Kriterium hierbei ist die von THK entwickelte Kugelkette, die sowohl in den vier Kugelumlaufreihen als auch in der Mutter des Kugelgewindetriebes zum Einsatz kommt. Die Kugelkette verleiht der Kompaktlinearachse überragende Laufeigenschaften, die reproduzierbar sind und somit durch eine Kalibrierung erfasst werden können. Die günstigen Eigenschaften der Kugelkette zur Schmierstoffverteilung an die Wälzkörper ermöglicht wartungsfreie Anwendungen. Die vier umlaufenden Kugelreihen sind in X-Anordnung unter 45° platziert, so dass Belastungen aus allen vier Hauptrichtungen gleichmäßig aufgenommen werden können. Die Laufbahnkonfiguration in Kreisbogenform sorgt für einen minimalen Differentialschlupf. Hierdurch werden Schwankungen des Verschiebewiderstandes durch Belastungsänderungen auf ein Minimum reduziert. Hochpräzise Positionieraufgaben können somit zuverlässig realisiert werden. Mit diesem extrem kompakten Aufbau präsentiert sich die Linearachse als einbaufertige und hochqualitative Lösung, die einer individuellen Lösung in vielen Belangen überlegen ist.
Präzision inklusive
Der Aufwand für eine Eigenkonstruktion mit Linearführung und separater Lagerung des Kugelgewindetriebes ist vergleichsweise hoch. Neben dem Zeitfaktor für diesen konstruktiven Aufwand sind in einer Vergleichsrechnung noch weitere Aspekte zu berücksichtigen. Durch den Einsatz einer Linearachse wird die Menge der Bauteile reduziert, die mit separat angefertigten Einzelteil-Zeichnungen jeweils zugekauft oder gefertigt werden müssen. Auch die Montage einer individuellen konstruktiven Lösung gestaltet sich erheblich zeit- und damit auch kostenintensiver. Ein weiterer, wichtiger Gesichtspunkt bei der Auswahl ist die geforderte Endgenauigkeit des Linearsystems. Während diese bei einer Eigenkonstruktion nur schwierig vorab zu bestimmen ist, stehen bei den SKR-Achsen verschiedene Präzisionsklassen als einbaufertiges System zur Auswahl. So kann eine wirtschaftlich vernünftige und der Anwendung angemessene Genauigkeit sichergestellt werden. Die Positioniergenauigkeit der SKR-Achsen ohne Messsysteme beträgt bis zu 20 µm, die Wiederholgenauigkeit bis zu +/- 3 µm. Durch den Einsatz modernster Elektronik und hochgenauer, berührungsloser Inkremental-Messsysteme wird diese Genauigkeit auf 25 nm erhöht.
Kontur und Rauheit gleichzeitig erfassen
Bei den Konturmessmaschinen VC-10 steht der gesamte Verfahrbereich der beiden Linearachsen bei gleichbleibender Genauigkeit als Messbereich zur Verfügung. Die Standardmessgeschwindigkeit von bis zu 3 mm/s wird automatisch an die Komplexität der zu messenden Kontur angepasst. Diese dynamische Anpassung optimiert sowohl die Messgeschwindigkeit als auch die Genauigkeit der Messung. Bemerkenswert ist ebenfalls die Option, neben der Kontur eines Bauteils in einem Vorgang zusätzlich auch die Rauheit zu erfassen. Auch hier ist absolute Laufruhe der linearen Verfahrachsen Grundvoraussetzung.
Eingesetzt werden die Konturmessmaschinen von Optacom überall dort, wo sowohl im Messraum, als auch in der Produktion hochgenau, flexibel und dennoch möglichst einfach Konturen erfasst und dokumentiert werden müssen. Das innovative Konzept mit den beiden Präzisionsachsen ermöglicht kostengünstiges und effektives Messen mit modernster Technik bei höchster Benutzerfreundlichkeit.
Bild 3: Höchste Präzision in der Positionserfassung und Konturabtastung
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