Verschleißfreie, hochauflösende Oberflächenmessung in der zerspanenden Industrie

Der „EdgeMaster“ von Alicona ist ein optisches Messinstrument zur Messung und Visualisierung von Radien und Winkeln einer Schneidkante.

Mit zunehmender Miniaturisierung und steigender Komplexität von Bauteilen hat sich auch der Bedarf an schnellen, genauen und verschleißfreien Messverfahren zur industriellen Qualitätssicherung massiv erhöht. Besonders in der Mikrobearbeitung von Bauteilen wie der Zerspanung herrscht eine große Nachfrage nach fertigungsintegrierten Mess- und Prüfsystemen, um Produktivität und Werkstückqualität zu erhöhen.

Der „EdgeMaster“ wurde von Alicona, Anbieter für optische Mess- und Prüftechnik, speziell für den Bedarf der zerspanenden Industrie entwickelt. Das optische Messsystem wird zur hochauflösenden Oberflächenmessung kritischer Parameter wie Verrundungsradien und Kantenwinkel eingesetzt, die die gesamte Oberflächengüte einer Werkzeugschneide und damit die Qualität der Zerspanung maßgeblich beeinflussen.

Der „EdgeMaster“ wird als rückführbares und kalibriertes Gerät wahlweise im Labor oder prozessbegleitend in der Fertigung eingesetzt. In der Produktion ist der „EdgeMaster“ sehr einfach zu bedienen. Automatisierte Messungen minimieren Benutzereinflüsse und erlauben auch die Bedienung durch ungelerntes Personal. In produktionsnaher Umgebung werden vordefinierte Parameter der Geometrie überprüft und der Anwender erhält das entsprechende IO/NIO-Signal. Für den Bediener gilt lediglich, den Probenhalter mit dem Werkstück zu bestücken, wobei die Einlegeposition keine Rolle spielt.

Erweiterte Messungen werden zur anwenderbestimmten Analyse im Labor eingesetzt. Die Detektierung und wiederholbare Messung von Kantenausbrüchen, Verschleißanalysen und der Soll/Ist-Vergleich zwischen Werkstück und dem entsprechenden CAD-Modell sind die typischsten Anwendungen. Sowohl in der Produktion als auch im Labor werden Messergebnisse mit einer vertikalen Auflösung von bis zu 10 nm erzielt. Radien werden im Bereich von 3 µm bis 150 µm gemessen, Winkel bis zu einer minimalen Größe von 20°. Mit der Anbindung an qs-STAT wird das Messsystem für die Qualitätssicherung noch aussagekräftiger werden und gezielte Maßnahmen zur Optimierung der Fertigung ermöglichen.

Der „EdgeMaster“ beruht auf dem Verfahren der Fokus-Variation. Das Funktionsprinzip basiert auf der geringen Schärfentiefe einer optischen Vergrößerung. Die Oberfläche wird vertikal gescannt und der Anwender erhält sowohl die topographische als auch die vollständige Farbinformation seines Werkstücks. Zusätzlich wird durch den Einsatz dieser Technologie eine Reihe von Vorteilen gewonnen. Messungen sind verschleißfrei, da keine Taster gebraucht werden. Die hohe Genauigkeit des Systems ist unabhängig vom Glanzgrad. Matte, ungesinterte Rohlinge werden mit derselben hohen vertikalen Auflösung gemessen wie das polierte und damit stark spiegelnde Endprodukt. Die Fokus-Variation ist im aktuellen Entwurf zur ISO Norm 25178 zur Standardisierung von optischen Messverfahren enthalten.

Das System wird im Rahmen der Sonderschau „Berührungslose Messtechnik“ anlässlich der Control 2008 in Stuttgart, 22. bis 25. April, in Halle 1, Stand 1626, vorgestellt. Die Sonderschau will einen Beitrag zur Verbreiterung der Akzeptanz berührungsloser Messtechnik leisten, indem an einigen ausgewählten Exponaten die Konstruktionsprinzipien, Eigenheiten und Grenzen der neuen Messmöglichkeiten demonstriert werden. Die Sonderschau findet mit Unterstützung der P. E. Schall GmbH, den Mitgliedern des Control-Messebeirats und der Fraunhofer-Allianz Vision statt.

Die Fraunhofer-Allianz Vision ist ein Zusammenschluss von Fraunhofer-Instituten zu den Themen Bildverarbeitung, optische Inspektion und 3-D-Messtechnik, Röntgenmesstechnik und zerstörungsfreie Prüfung.

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