Mess- und Prüfmaschinen sind die Grundlage der Qualitätssicherung. Diese umfasst alle Phasen des Produktionsprozesses von der Anlieferung der Rohstoffe bis zur Auslieferung des Endprodukts. Dabei werden verschiedene Messmaschinen eingesetzt, beispielsweise die 3D Koordinatenmessmaschine, aber auch Handmessmittel wie das Innenmessgerät und Maßverkörperungen wie das Winkelendmaß. Hinzu kommen diverse Lehren, z. B. Grenz- und Formlehren, und Hilfsmittel wie Messplatten, Spannzeuge und vieles mehr. Mess- und Prüfmaschinen sind auch gebraucht sehr gefragt. Eine gute Adresse, um gebrauchte Messmittel zu kaufen, ist Surplex.
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Eine hochwertige Messmaschine wird meist in vollständig klimatisierten Räumen der Abteilung Qualitätskontrolle eingesetzt. Die geschulten Mitarbeiter können mit Messtechnik bei idealen Messbedingungen bezüglich Temperatur und Luftfeuchtigkeit präzise Messergebnisse bestimmen. Eine Messmaschine dient zur Bestimmung von Koordinaten zu einem vorher festgelegten Referenzpunkt. Zum Teil arbeiten diese Maschinen vollautomatisch und vermessen das Werkstück nach den gewünschten Kriterien.
Messmaschinen dienen der Bestimmung von Koordinaten zu einem definiertem Referenzpunkt
Das Anwendungsspektrum für diese Art von Maschinen ist naturgemäß sehr breit
Vorrangiger Einsatz von Messmaschinen ist die Qualitätskontrollle gefertigter Werkstücke
Über entsprechende Software werden die Messdaten dann ausgewertet und auf einen Bildschirm oder Ausdruck zur Verfügung gestellt. Der Aufbau einer Messmaschine ist ähnlich einer Werkzeugmaschine. Das zu messende Teil steht meist auf dem sehr stabilen temperaturresistenten Messtisch. Dieser wird oft aus hochwertigem massiven und geschliffenen Granit gefertigt. Für den Messvorgang sind verfahrbare Achsen vorhanden, die den Messkopf aufnehmen. Diese sind statisch optimal und verwindungssteif ausgeführt und wirken eher grazil zu dem wuchtigen Tisch. Verschiedene Arten der Messwerterfassung sind üblich. Die mechanische Variante bedient sich einer Messtasterausführung in Form einer Kugel aus gehärtetem Stahl oder Edelsteinen, die jede Berührung genau registriert. Die so ertasteten Messwerte werden mit der entsprechenden Software verarbeitet und ergeben somit Koordinaten, die zur weiteren Berechnung von Längen, Formen und Radien verwendet werden. Grundsätzlich sollten die Mitarbeiter in der Qualitätskontrolle, die mit der Messmaschine arbeiten, ein fundiertes Wissen über die Problematik des Messens verfügen.
Geschichtliche Entwicklung der Messmaschine
Schon früh wurden gerade im Werkzeugbau und in Betrieben der spanenden Produktion Messmaschinen eingesetzt. Früher waren die Messmaschinen per Hand bedienbar. Messschlitten, die über präzise Skalen verfügen, wurden in den Achsen x, y und z bewegt und die so ermittelten Koordinaten zur Längenmessung und Formmessung sowie Radienbestimmung bezüglich eines festgelegten Referenzpunktes ermittelt. Zur Positionierung und zum Ablesen wurden Werkzeugmikroskope verwendet. Verschiedene einschiebbare Schablonen ermöglichten es, Winkel und Radien exakt zu überprüfen. Längenmessungen wurden anhand der Differenz der gemessenen Koordinaten bestimmt. In der heutigen Zeit ist diverse Messtechnik in den meisten Produktionsbereichen unabdingbar. Die Zeiteinsparung und eine Verringerung der auftretenden Messfehler gegenüber konventioneller Messtechnik sind ausschlaggebende Kriterien für den Einsatz der Messmaschine.
Anwendungsgebiete der Messmaschine
Die Koordinatenmessgeräte kommen beispielsweise beim Ausmessen von Gehäusen, Zahnrädern, Formteilen und optischen Linsen zum Einsatz. Das Anwendungsspektrum ist groß, spezielle Messmaschinen gibt es für die Zahnradvermessung, Messung der Rundlaufgenauigkeit und viele andere Anwendungen. Auch zum Einstellen von Werkzeugschneiden in den Haltern der CNC-Werkzeugmaschinen werden Koordinatenmessgeräte eingesetzt. Bei der Erodiermaschine erspart der Einsatz Rüst- und Umbauzeiten.
"Über alles andere können wir streiten...
... aber wenn es um Qualität geht, werden wir an einem Strang ziehen." Dieses berühmte Zitat des legendären Managers Lee Iacocca zeigt deutlich, worum es bei Prüfmaschinen geht. Die laufende Überprüfung der Qualität stellt sicher, dass Reklamationen minimiert und die Kundenzufriedenheit garantiert werden kann. Art und Umfang der Prüfung ist dabei immer vom Produkt und seinen Eigenschaften abhängig. Man unterscheidet zwischen zerstörender und zerstörungsfreier Prüfung.
Bei statisch und dynamisch hochbelasteten Bauteilen kommt man um Bruchversuche nicht herum, wenn man valide Aussagen über die produzierte Qualität treffen möchte. Dabei stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung. Der klassische Zugversuch ermittelt die exakten Kennwerte eines Werkstoffs in Bezug auf seine statische Belastbarkeit, seine dauerhafte Verformbarkeit und seine Zugfestigkeit. Dazu wird eine Universal-Prüfmaschine verwendet. Die meisten Universal-Prüfmaschinen bieten zusätzlich die Option, Biegeversuche durchzuführen, was durch einen kleinen Umbau möglich wird. Ein weiterer wichtiger Wert eines Werkstoffs ist seine Härte. Mit den heute verfügbaren, automatischen Härteprüfverfahren wurde eine erhebliche Zeitersparnis erzielt. Die Zähigkeit eines Werkstoffs wird auf einem Pendelschlagwerk ermittelt. Schließlich gibt eine Spektralanalyse genaue Auskunft über die im Werkstoff befindlichen Materialien.
Zerstörungsfreie Prüfung: Messen, Röntgen, Ultraschall und Farbtest
Zu den ersten Dingen, die man an einem Vor-, Zwischen-, oder Endprodukt überprüft, gehört seine Maßhaltigkeit. Selbst die einfachen Handgeräte wie Messschrauben oder Messzangen sollten von höchster und geprüfter Qualität sein. Bei einer regelmäßigen Eichung sind hochwertige Messmittel über Jahrzehnte anwendbar. In der Serienfertigung wird zunehmend eine Laservermessung eingesetzt. Auch der Einsatz von Lupen kann zweckmäßig sein, wirklich in die Tiefe geht man aber erst mit technisch anspruchsvollen Prüfverfahren. Die Ultraschallmessung ist dabei das Messverfahren, mit der größten Bandbreite an Prüfgeräten. Sie reichen von einfachen Handgeräten bis zu stationären Anlagen. Anspruchsvoller ist hingegen das Röntgen. Dieses, in speziellen Bunkern durchgeführte Verfahren, ist sehr aufwändig und nur von speziell geschultem Personal durchführbar. Dagegen sind die Farbeindringtests sehr einfach. Mit Hilfe einer Kontrastfarbe, werden Schweißnähte, Oberflächen und Übergänge von Materialien nach Rissen überprüft.
Arbeiten an Prüfmaschinen
Das Arbeiten an Prüfmaschinen erfordert Sachverstand, Interesse und Qualitätsbewusstsein. Überprüfung auf optische Schäden und Maßhaltigkeit kann noch von angelernten Kräften übernommen werden. Valide Aussagen kann ein Mitarbeiter an einer Prüfmaschine nur bei entsprechender Qualifikation vorweisen. Dabei ist bei der Röntgenprüfung besonders auf ein entsprechendes Zertifikat zu bestehen, da diese Form der Materialprüfung gesundheitsschädlich sein kann.
Hersteller von Messmaschinen und Prüfmaschinen
Im Bereich der Messmaschinen haben sich einige Firmen auf die Herstellung fokussiert. Dazu zählen insbesondere etabierte Marken wie
Etablierte Anbieter von Laborgeräten für die technische Materialprüfung sind NETZSCH, SCHÜTZ+LICHT, ZEISS und ZWICK ROELL.
Ultraschallprüfgeräte werden von GENERAL ELECTRIC, KRAUTKRAUEMER und DEUTSCH angeboten.
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