Handmessgeräte sind seit langem bei Bedienern von Werkzeugmaschinen, Qualitätskontrolleuren und Ingenieuren beliebt. Diese Instrumente sind seit mehreren hundert Jahren im Einsatz, sind den Anwendern gut bekannt und liefern seit langem zuverlässige Messergebnisse. Der Einsatz dieser Geräte birgt jedoch einige Tücken.

VORSCHLÄGE

Es handelt sich dabei um eines der heute am häufigsten verwendeten Handmessgeräte, das sich durch einen Messfehler auszeichnet, der auf ein Phänomen namens Abbé-Prinzip zurückzuführen ist. Nach diesem Prinzip entsteht, wenn das zu messende Objekt nicht perfekt parallel zur Achse des verwendeten Messschiebers liegt, ein Winkel, der eine Fehlerquelle
Messung darstellt. Es ist jedoch möglich, einen ungefähren Wert für diesen Fehler zu berechnen.

Ein weiteres wichtiges Thema im Zusammenhang mit Messschiebern ist die Häufung von Fehlern im Zusammenhang mit ihren technischen Parametern. Um die Kalibrierung zu bestehen, muss ein Messschieber mit einer Auflösung von 0,025 mm eine Genauigkeit von 0,025 mm für Längenmessungen bieten und einen Parallelitätsfehler
von nicht mehr als 0,025 mm aufweisen. Die Messung eines großen Anteils kann jedoch mit beiden Fehlern behaftet sein. In diesem Fall beträgt der mögliche Fehlerwert ±0,050 mm.

MIKROMETER

Aufgrund der Probleme, die mit Messschiebern verbunden sind, bleiben Mikrometer eine beliebte Alternative. Sie vermeiden insbesondere den Abbé-Fehler, da die Schraube und der Nonius der Messschraube auf die zu messende Länge ausgerichtet werden können. Aber auch bei Schraubenmikrometern treten Fehler auf, die durch die Gewinde der Trommel verursacht werden. Diese Fehler sind umso größer, je größer die zu messende Länge ist. Die beiden Hauptfehlerquellen bei Schraubenmikrometergewinden sind das drehungsbedingte Gewindewackeln, das oft als „welliges Gewinde“ bezeichnet wird, und das Umfangsspiel, das ein ungenaues Ineinandergreifen von Außen- und Innengewinde verursacht. Die Fehler sind auf die Konstruktion der Bügelmessschraube zurückzuführen, die die Lagerung und die sehr kostspielige Wartung und Kalibrierung vieler Sätze von Bügelmessschrauben verschiedener Größen erfordert, da nur so ihre Eignung unter verschiedenen Bedingungen gewährleistet werden kann.

Dennoch sind Mikrometer nicht in der Lage, bestimmte Größen gut zu messen, zum Beispiel den Innendurchmesser. Im Falle von Mikrometern gibt es auch Messfehler, die vom Benutzer selbst verursacht werden. Wird die Kupplung zu fest angezogen, kann es zu einer Verformung der Messschraube selbst oder des Messobjekts kommen. Mit der Zeit können sowohl der Amboss als auch die Spindel verschleißen, was zu einem Verlust der Parallelität zwischen ihnen führt. Beide Faktoren können sich nachteilig auf die Messungen auswirken.

Auch Umweltfaktoren können die Genauigkeit von Mikrometern beeinträchtigen. Temperaturschwankungen führen nicht nur zu einer Ausdehnung und Kontraktion des Messgeräts und des zu messenden Objekts, sondern wiederholte Zyklen von Temperaturabfall und -anstieg können die Länge der Mikrometerspindel, ihren Amboss und sogar die physikalischen Eigenschaften des Gewindes dauerhaft verändern. Dies ist das Ergebnis des Glühens von Metall während des Herstellungsprozesses.

TRAGBARE KOORDINATENMESSGERÄTE

Technologische Entwicklungen in den Bereichen Hard- und Software haben die Entwicklung von tragbaren Koordinatenmessgeräten ermöglicht, mit denen einige der oben genannten Probleme mit Genauigkeit gelöst werden können. Einige Geräte haben eine Messunsicherheit von nur 0,010 mm und eine Wiederholbarkeit von ebenfalls 0,01 mm. Einige Geräte wiegen nur 10 Kilogramm oder weniger und können frei auf der Baustelle bewegt werden. Mit einem harten Messtaster mit genau bekanntem Durchmesser werden die Punkte durch Berühren der Oberfläche des zu messenden Objekts erfasst. Da der genaue Durchmesser der kugelförmigen Sondenspitze bekannt ist, berücksichtigt die Software diesen Durchmesser und zeichnet die Position des Messpunktes auf. Auf diese Weise werden so viele Punkte erfasst, bis genügend Daten gesammelt sind, aus denen der Bediener in der Software Längen, Durchmesser, Winkel und andere geometrische Eigenschaften bestimmen kann.

Die Software ermöglicht auch die Berechnung von Abmessungen auf der Grundlage von gemessenen und berechneten Komponenten. Einige Softwarepakete enthalten Funktionen zur geometrischen Bemaßung und Tolerierung (GD&T), die die Zeit für die Teileprüfung um bis zu 80 % reduzieren können. Andere Programme ermöglichen den Import von CAD-Modellen und die Prüfung von Teilen anhand dieser Modelle (Prüfung gekrümmter Oberflächen). Die Software ermöglicht die Erstellung von Berichten und Kontrollkarten, die die Qualität des hergestellten Bauteils bestätigen.

ZUSAMMENFASSUNG

Seit mehr als einem Jahrhundert ermöglichen Handmessgeräte Maschinenbedienern und Herstellern, schnell und zuverlässig zu messen. Da jedoch die Komplexität von Teilen und ganzen Produkten zunimmt, stellen sich die KMGs der Herausforderung, auch schwierigste Messungen unter extrem anspruchsvollen Bedingungen durchzuführen.

Unter extremen Bedingungen, bei denen wir große Objekte mit hoher Präzision und komplexer Bemessung messen müssen, bieten die Geräte eine größere Genauigkeit und eine einfachere Berichterstattung und Präsentation der Ergebnisse, zusätzlich zur Verringerung der sich wiederholenden Ergebnisse, und ermöglichen die Messung von Geometrien, die mit Handwerkzeugen unmöglich zu erfassen sind.