Messarm

Entdecken Sie die Messarm-Lösungen von KEYENCE. Erzielen Sie präzise Messungen mit der tragbaren und roboterarmgestützten Messarm-Technologie. Optimieren Sie den Messprozess für das präzise Messen von Werkstücken.

Was ist ein dreidimensionaler Messarm?

Ein dreidimensionaler Messarm, ist eine Art 3D-Koordinatenmessgerät, das Messvorgänge mit einem Arm mit mehreren Gelenken durchführt.

Im Vergleich zu einem Portal-3D-Koordinatenmessgerät ist die Genauigkeit eines Messarms in der Regel geringer, aber die Bewegungsfreiheit bei der Installation ist relativ hoch, und der Messarm wird häufig für dreidimensionale Messungen in Produktionsstätten verwendet.

Messprinzip eines dreidimensionalen Messarms

Jedes Gelenk eines Messarms ist mit einem Drehgeber ausgestattet, aus dem die Winkelinformationen der Gelenkbewegung gewonnen wird. Der Abstand jedes Gelenks wird durch die Armlänge zwischen den Drehgebern bestimmt. Durch Kombination dieser Winkelinformationen mit den Informationen über die Entfernung (Armlänge) zwischen den einzelnen Gelenken, werden die Koordinaten der Messeinheit an der Spitze berechnet.
Die Anzahl der Rotationsachsen variiert je nach Modell. In der Regel werden jedoch 6 oder 7 Achsen verwendet.

  • 1
    6. Achse
  • 2
    5. Achse
  • 3
    4. Achse
  • 4
    3. Achse
  • 5
    2. Achse
  • 6
    1. Achse

Konfiguration eines dreidimensionalen Messarms

Der Messarm besteht aus einer Basis, einem Arm, einem Gelenk und einem Messtaster mit Messauslöser und Taststift. Der Taststift des Messarms kann je nach Zweck durch verschiedene Typen ersetzt werden. Darüber hinaus werden die softwarebasierten Messarm-Messungen auf einem speziellen PC erstellt, der mit dem Messgerät verbunden wird.

  • 1
    Abstandhalter
  • 2
    Arm
  • 3
    Taststift
  • 4
    Messung
  • 5
    Grundlage
  • 6
    Steuer-PC

Vorteile und Nachteile des dreidimensionalen Messarms

Der Vorteil des Messarms liegt in der Flexibilität des Messortes. Da der Messarm im Vergleich zu herkömmlichen KMGs relativ leicht und tragbar ist, können Messarme überall dort installiert werden, wo sie für die Messung benötigt werden. In der Regel wird der Unterbau mit einem Magneten o. ä. befestigt, wie in der folgenden Abbildung gezeigt.

Ein Messarm wird auch zur Messung von Objekten verwendet, die im Vergleich zu den Portal-KMGs relativ groß sind.
Im Vergleich zu einem großen Portal-KMG kann ein Messarm Messungen durchführen, ohne viel Platz zu beanspruchen.

Nachteile des dreidimensionalen Messarms

Bedenken hinsichtlich der Messgenauigkeit aufgrund der mechanischen Struktur

Die Genauigkeit des Messarms wird unter der Annahme garantiert, dass der physikalische Abstand zwischen den Messgeräten konstant ist. Es besteht die Besorgnis, dass die Präzision beeinträchtigt wird, wenn der Arm oder das Gelenk, welches ein integraler Bestandteil ist, verbogen oder verdreht wird oder wenn das Gelenk durch wiederholte Verwendung verschlissen ist. Daher ist eine regelmäßige Wartung und Neukalibrierung eines Messarms üblich.

Begrenzung des Messbereichs

Die Reichweite des Arms ist logischerweise von der Länge des Messarms abhängig.
Der Messbereich eines typischen Messarms liegt bei etwa 3 bis 4 m und ist im Wesentlichen auf diese Größe beschränkt. Mit zunehmender Länge des Messarms steigt der Effekt der Durchbiegung, was zu einer signifikanten Reduktion der Messgenauigkeit führt.

Routing der Messungen und einfache Handhabung

Es ist zwingend erforderlich, dass der Unterbau des Messarms und die Messpunkte stets physisch miteinander verbunden sind. Die Messung eines tiefen Objekts oder einer schmalen Stelle kann mit Schwierigkeiten verbunden sein, da der physische Arm den Weg versperrt und somit die Durchführung der Messung beeinträchtigt. Bei der Messung der Kanten eines größeren Objekts ist eine starke Bewegung des Arms erforderlich. Aufgrund der Tatsache, dass das Gewicht mancher Arme mehr als 9,1 kg beträgt, kann es bei der messenden Person relativ schnell zur Ermüdung kommen, wenn sie über einen längeren Zeitraum misst.

Die Modellreihe WM von KEYENCE wird für große dreidimensionale Messungen empfohlen.

Die Modellreihe WM ist ein dreidimensionales Messgerät, dessen Konzeption auf die Messung und Scans großer Objekte und Ausrüstung ausgelegt ist. Zu diesem Zweck werden die handgeführten Messtaster und Laser-Scanner an das zu messende Objekt gehalten. Mit dem Messtaster und dem Kamerakopf des Weitbereich-KMGs ist eine Reichweite von bis zu 25 m realisierbar.

Dieses KMG kombiniert die vorteilhaften Eigenschaften eines klassischen Messarms mit einer innovativen, einzigartigen Technologie, um die typischen Nachteile zu überwinden. Die Modellreihe WM ist ein tragbares KMG-Gerät, das von jedermann an jedem beliebigen Ort im Betrieb eingesetzt werden kann.

Die wichtigsten Merkmale der Modellreihe WM

Touch-Panel

Das Touch-Panel des KMG-Messtasters der Modellreihe WM ermöglicht eine intuitive Bedienung sowie eine optimale Tragbarkeit. Bei einer Messung und Prüfung von Merkmal zu Merkmal besteht die Möglichkeit, die Einstellungen des KMG unkompliziert anzupassen. Die Notwendigkeit einer manuellen Datenübertragung zwischen dem zu untersuchenden Objekt und einem Computer entfällt.

3D-CAD-Vergleich

Die Software der Modellreihe WM beinhaltet eine einfache 3D-CAD-Vergleichstechnologie, welche eine Farbkartenanzeige umfasst. Diese ermöglicht einen Vergleich zwischen 3D-CAD-Daten und den tatsächlich gemessenen Punkten oder dem Scan.

Kamerabewegungsfunktion

Die Kamerabewegungsfunktion erweist sich als vorteilhaft bei der Messung großformatiger Objekte, welche das Sichtfeld des KMG überschreiten,
sowie bei komplexen Objekten, deren exakte Messung aus mehreren Winkeln erfolgt. Dank dieser Funktion des Mobilen 3D-Koordinatenmessgeräts der Modellreihe WM ist es möglich, die Geräte in verschiedene Bereiche zu bewegen, um Messungen oder Prüfpunkte zu erfassen.
Die Funktion gewährleistet eine ausrichtungsunabhängige Positionierung, sodass eine umfassende Messung oder Inspektion des gesamten Objekts möglich ist.

Statistische Analyse

Die Modellreihe WM verfügt über eine statistische Analysefunktion, die automatisch Messdaten zur statistischen Auswertung speichert. Und nicht nur das, sie führt auch die statistische Analyse durch, ohne dass Sie Berechnungen anstellen müssen. Diese Analyse umfasst:

  • i.O/n.i.O-Zählung
  • Maximal-/Minimalwert
  • Durchschnitt
  • σ, 3σ, 6σ
  • Cpk
  • Erhöhte Schwankungstendenzen
  • Aufwärts-/Abwärtsmessung
  • Trends
  • Periodische Schwankungen
  • Histogramme

Dreifaches Kamera-Tracking

Das WM verfügt über sieben Infrarotmarkierer, die Nah-Infrarot-Licht an die Infrarotkamera im Hauptgerät zurückstrahlen. Anhand des ausgestrahlten Lichts kann die Infrarotkamera im Hauptgerät die Position und Ausrichtung des Messtasters verfolgen. Die Kopfeinheit selbst besteht aus drei separaten Kameras, die den Messtaster und den Standort der Kopfeinheit verfolgen. Zu diesen Kameras gehören die Positions-Kamera für die Messtaster, die Tracking-Kamera und die Referenz-Kamera. Zusammen sorgen sie für ein dreifaches Kamera-Tracking, um präzise Messungen und Scans über einen großen Messbereich zu ermöglichen.

Vorteile des Mobilen 3D-Koordinatenmessgeräts der Modellreihe WM von KEYENCE

Geringere Messkosten

Die Integration des WM trägt zur Reduktion der Kosten bei, da der Bedarf an externen Ressourcen sinkt. Nachfolgend finden Sie eine Auswahl an Ressourcen, die Ihnen Einsparpotenziale eröffnen:

  • Outsourcing von Messtechnikern: Die WM-Modellreihe zeichnet sich durch eine hohe Präzision aus, unabhängig von den Fachkenntnissen des Anwenders. Dies ermöglicht den am Projekt beteiligten Technikern, die neue Technologie schnell zu erlernen und Messungen ohne formale Schulung oder vorherige Erfahrung durchzuführen.
  • Einfache Wartung: Die Modellreihe WM wird als Hartmessgerät kategorisiert, da die Messung ausschließlich kamerabasiert erfolgt. Aus diesem Grund ist keine jährliche Neukalibrierung erforderlich, sondern lediglich eine einfache Rezertifizierung, welche durch den Kunden selbst mit einem NIST-rückführbaren Endmaß durchgeführt werden kann.

Höhere Effizienz

Der Einsatz des WM erlaubt eine kontinuierliche Durchführung des Mess- und Prüfprozesses, wodurch sich die Effizienz der Messung erhöht. Das WM weist eine Genauigkeit von ±28 μm auf, wobei weder eine Kalibrierung noch eine ständige Wartung erforderlich ist. Dies gewährleistet, dass der Messvorgang nicht aus irgendeinem Grund unterbrochen werden muss.

1. Kontinuierliche Messung mit stabiler Genauigkeit

Aufgrund der optischen Messung ist kein Verschleiß der mechanischen Teile zu befürchten, und eine wiederholte Verwendung beeinträchtigt die Genauigkeit der Messungen nicht. Es ist mit einer Selbstdiagnosefunktion ausgestattet, sodass Sie vor der Messung überprüfen können, ob die Messung mit der richtigen Genauigkeit durchgeführt wird. Es ist außerdem mit einer Funktion zur Selbstkompensation ausgestattet, falls die Genauigkeit durch eine Ursache wie Temperatur beeinträchtigt wird. Dank dieser speziellen Funktionen gewährleistet das 3D-Koordinatenmessgerät der Modellreihe WM jederzeit Genauigkeit, unabhängig vom Bediener.

2. Großer Messbereich

Ein großer Messbereich von bis zu 25 m ermöglicht die Erfassung von Objekten aller Größen, im Vergleich zu den 3 bis 4 m, die Vorgänger-KMGs haben.
Das Mobile 3D-Koordinatenmessgerät der Modellreihe WM ist mit einem Messtaster und Laser-Scanner ausgestattet, die es ermöglichen, dass das Gerät automatisch jedem Punkt in seinem Messbereich folgen und entsprechende Messungen & Scans durchführen kann.

Des Weiteren ist eine Bewegung der Kamera auch bei blockierter Sichtlinie der Taster möglich, sodass die Kamera keinen Engpass für die Messung darstellt.

3. Benutzerfreundliche Taster ohne starre Achsen oder Kabel

Die Modellreihe WM ist mit einem leichten Messtaster und Laser-Scanner ausgestattet, sodass lediglich ein Bediener erforderlich ist. Die Durchführung von Messungen erfolgt durch die einfache Positionierung des Gerätes an der zu messenden Stelle. Die Auswahl der maßgeblichen Messelemente erfolgt über das Touch-Panel am Messtaster, sodass das Hin- und Hergehen zwischen Steuer-PC und zu messendem Objekt nicht erforderlich ist.

FAQs zum Messarm

Wie funktionieren Messarme?

Messarme verwenden Winkelmessungen, die über Drehgeber an den Gelenken des Arms vorgenommen werden, um die Position der Taststiftspitzen zu berechnen. 3D-Koordinatenmessgeräte von KEYENCE verwenden stattdessen eine Kombination aus Kameras und Sensoren, da sich die Qualität von Drehgebern im Laufe der Zeit verschlechtern kann. Damit kann der Benutzer einen kabellosen, ergonomischen Messtaster anstelle eines nicht-ergonomischen Arms verwenden. Da das 3D-Koordinatenmessgerät der Modellreihe XM auf Grundlage der Sichtlinie und ohne Drehgeber arbeitet, verfügt das System außerdem über keine internen beweglichen Teile, wodurch kostspielige jährliche Neukalibrierungsgebühren entfallen. Ein weiterer großer Vorteil ist, dass unsere 3D-Koordinatenmessgeräte eine „unendliche Achse“ haben. Sie werden feststellen, dass Messarme eine Achsenbewertung haben. Unsere Sonden können in jeder beliebigen Ausrichtung eingesetzt werden, solange der Messkopf die Lichter der Taster lesen kann.

Was ist der Vorteil eines tragbaren 3D-Koordinatenmessgeräts?

Ein tragbares 3D-Koordinatenmessgerät ermöglicht Vielseitigkeit. Die 3D-Koordinatenmessgeräte von KEYENCE funktionieren in der Produktionsstätte genauso gut wie in einem Messraum. Ähnlich wie bei Messarmen können sie an verschiedene Orte verlegt werden. Im Gegensatz zu vielen Messarmen muss der Messkopf jedoch nicht eingespannt werden. Der Messkopf kann auf dem mitgelieferten Objekttisch, auf einem optionalen Stativ oder auf einem Tisch positioniert werden. Der Kopf selbst rastet einfach in einer Halterung ein, sodass der Benutzer den Messkopf und den Messtaster problemlos zu verschiedenen Stationen mitnehmen oder immer am selben Ort belassen kann.

Wie wählt man das richtige 3D-Koordinatenmessgerät aus?

Die Modellreihe XM ist standardmäßig mit einem Objekttisch ausgestattet. Sie kann aber auch flexibel in anderen Bereichen positioniert werden. Nehmen wir an, Sie möchten in Ihrer Produktionsstätte Stationen für das 3D-Koordinatenmessgerät einrichten. Sie können Halterungen erwerben und sie in Ihrer Einrichtung aufstellen, um die Messeinheit dorthin zu transportieren. Vielleicht möchten Sie die Möglichkeit haben, ein Teil zu messen, während es sich in der Maschine befindet, oder Sie haben Teil mit einer ungefähren Größe von 0,9 x 1,2 m, das äußerst schwer ist und derzeit in Bodennähe liegt. In diesen Fällen können Sie den Messkopf auf ein Stativ positionieren und das Teil auf dem Boden oder sogar direkt in einer Maschine messen. Ein Produktspezialist kann Sie bei der Wahl der geeigneten Lösung unterstützen. Wo liegen die Unterschiede zwischen 3D-Koordinatenmessgeräten der Modellreihen XM und WM? 3D-Koordinatenmessgeräte der Modellreihe XM sind im Wesentlichen der kleine Bruder der Modellreihe WM. Für Teile mit einer Länge von weniger als 1,8 m oder einer Würfelgröße von knapp unter 1,2 m ist die Modellreihe XM die beste Lösung. Wenn die meisten Ihrer Teile mehr als 1,8 m groß sind, benötigen Sie die größere Version, die Modellreihe WM. Wenn Sie eine Mischung von Teilen aus beiden Bereichen haben, können unsere Produktspezialisten für 3D-Koordinatenmessgeräte, die ausschließlich mit diesen 2 Systemen arbeiten, Sie bei der Auswahl des für Sie am besten geeigneten Systems unterstützen.

Welche Anwendungen sind für das 3D-Koordinatenmessgerät verfügbar?

3D-Koordinatenmessgeräte bieten viele Möglichkeiten. Die häufigste Anwendung ist die Durchführung von 3D-Messungen, auch Form- und Lagetoleranzen, die mit Handwerkzeugen schwierig, weniger häufig wiederholbar oder unmöglich zu messen wären. Was 3D-Koordinatenmessgeräte von KEYENCE von der Konkurrenz abhebt, ist die Möglichkeit, ein Foto des zu messenden Teils zu machen und die Messungen mit Hilfe von Augmented Reality zu überlagern, um die Prüfung für alle Beteiligten leicht verständlich zu machen. In Verbindung mit der Benutzeroberfläche bedeutet dies für unsere 3D-Koordinatenmessgeräte eine geringere Lernkurve bei der Einarbeitung und einen schnelleren Weg zur Beherrschung des Systems. 3D-Koordinatenmessgeräte können zum Beispiel bei der Messung des „Profils“ eines Teils hilfreich sein. 3D-Koordinatenmessgeräte werden sehr häufig für bearbeitete Teile verwendet und kommen in verschiedenen Branchen zum Einsatz, von der Medizin bis zur Luft- und Raumfahrt. Unsere 3D-Koordinatenmessgeräte sind manuell und werden am häufigsten in der Fertigungsindustrie eingesetzt, es gibt jedoch auch zahlreiche Anwender in Nischenbereichen, die unsere 3D-Koordinatenmessgeräte mit großem Erfolg einsetzen.

Was ist eine Messung in der Maschine?

Die Messung in der Maschine ist die Möglichkeit, ein Teil zu messen, während es sich in der Maschine befindet, die es herstellt, oder an einem ähnlichen Ort. Der Vorteil der Messung in der Maschine ist die Zeitersparnis. Wenn Sie ein schweres Teil haben, das normalerweise von mehreren Personen oder sogar von einer angetriebenen Maschine, z. B. einem Kran, bewegt werden müsste, können Sie dies mit der Prüfung in der Maschine vermeiden. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit der Prüfung während des Bearbeitungsprozesses. Wenn Sie ein Teil während der Bearbeitung prüfen möchten, können Sie dies ganz einfach während der Fertigung durchführen. Dies spart Zeit und reduziert Fehler, da Sie das Teil nicht aus der Vorrichtung nehmen müssen.

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Modellreihe XM Das 3D-Fertigungsmesssystem Katalog

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Das 3D-Fertigungsmesssytem Anwendungsbeispiele

Siehe gängige Anwendungsbeispiele für 3D-Koordinatenmessgeräte, die mit dem Handmessgerät der Modellreihe XM gemessen wurden. Zu den Anwendungsbeispielen gehören: Drehteile, zerspante Teile, Stanzteile, Gussteile und Formteile.

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