Was ist eine Koordinatenmessmaschine?
Ein Koordinatenmessgerät ist ein computergesteuerter Digitalisierer dreidimensionaler geometrischer Daten. Die Maschine kann gitterartige Suchmuster in einem freien Modus ausführen, in dem einfache Konturen einer Form durch freie Auswahl von Datenpunkten untersucht werden. Die Maschine ist auch die Basis für einige automatisierte Inspektionssysteme.
Die Maschine besteht typischerweise aus einem flachen Tisch, auf den die Probe gelegt wird. Ein Stift oder Zeiger ist mit einem Kopf verbunden, der sich in jede Richtung drehen kann. Das Gewicht des Kopfes wird ausgeglichen, so dass es leicht manipuliert werden kann. Bei einigen Tischen bewegt sich der Kopf auf einem Arm, der sich über die Länge des Tisches bewegt. Bei kleineren Anwendungen kann sich der Kopf auf Stützen über den Untersuchungstisch oder über einen Schwanenhalsmechanismus bewegen. Die Größe der Proben und der Grad der erforderlichen Genauigkeit bestimmen die Wahl der Maschine.
Um die Geometrie der Probe aufzuzeichnen, wird der Stift an einer ausgewählten Stelle positioniert. Die Konturen des Stücks werden durch den Stift bestimmt, der die Höhe nachzeichnet, während er einem geradlinigen Gittermuster in x- und y-Richtung folgt. In einer einfacheren Version des Koordinatenmessgeräts berührt der Bediener eine Anzahl von Punkten auf dem Objekt, und die Daten x, y, z werden im Speicher des Geräts aufgezeichnet.
Nach Abschluss des Datenakkumulationsschritts bildet der Computer innerhalb des Koordinatenmessgeräts ein dreidimensionales Modell des Objekts ab. Das Modell kann vektorbasiert sein, wenn ausreichend Daten gesammelt wurden. Andernfalls kann eine Punktekarte der abgetasteten Punkte erstellt werden. Die Daten können normalerweise für andere Anwendungen exportiert werden, die geometrische Daten verwenden, z. B. Konstruktionsprogramme oder bestimmte chirurgische Planungssoftware. Die Daten können in Grafikverarbeitungsprogramme eingegeben werden, die visuelle Modelle erstellen, die im Raum angezeigt und gedreht werden können.
Die zweite übliche Verwendung eines Koordinatenmessgeräts in Verbindung mit einem optischen System ist die Inspektion von Teilen mit engen Toleranzen für die Qualitätskontrolle und die Herstellung von Gegenständen wie Werkzeugen, Halbleitermustern und komplizierten mechanischen Teilen. In umgekehrter Reihenfolge werden die Spezifikationen des zu untersuchenden Teils in die Maschine einprogrammiert. Die Daten werden so eingegeben, dass das optische System des Koordinatenmessgeräts einen Ausgangsort finden kann, z. B. den Schnittpunkt zweier Kanten oder den Mittelpunkt eines kreisförmigen Ausschnitts.
Diese Verwendung erfordert Kenntnisse darüber, wie Teile spezifiziert und Toleranzen festgelegt werden. Wenn jede mögliche Abmessung als genaues Maß angegeben wird, gibt es keinen Raum für Fertigungsabweichungen. Der Konstrukteur des Teils muss die Fähigkeiten der Maschinen, die dieses Teil herstellen, und die additiven Auswirkungen von Stapeltoleranzen berücksichtigen. Nachdem dies geschehen ist, legt ein ordnungsgemäß vorbereiteter Entwurf die Abmessungen, Toleranzen und Bezugspunkte fest, die dem Programmierer eines Koordinatenmessgeräts folgen sollen.