Taktil oder berührungslos – welches Messsystem eignet sich?

Taktile Messsysteme erfassen direkt die Abmessungen und Geometrien eines Bauteils über mechanischen Kontakt. Dazu gehören Koordinatenmessgeräte (KMG), taktile Messarme, Messschieber, Mikrometer, Rundheits- und Formmessgeräte, Konturenmessgeräte, Höhenmessgeräte sowie Richtplatten.

Koordinatenmessgeräte gehören zu den präzisesten Systemen auf dem Markt. Sie arbeiten programmgesteuert und ermöglichen Messungen innerhalb enger Toleranzen.

Die Messgenauigkeit variiert dabei je nach Gerätetyp:

• Einstiegsgeräte erreichen typischerweise eine Präzision von 2 bis 3 µm.
• Hochleistungsmodelle für anspruchsvollste Anwendungen können Toleranzen von bis zu 0,3 µm zuverlässig messen.

Berührungslose Messsysteme erfassen Bauteilmerkmale ohne direkten Kontakt. Sie erfassen die relevanten Messgrößen des Bauteils und wandeln sie in messbare elektrische Signale um. Diese Systeme sind besonders wichtig in Anwendungsbereichen, in denen empfindliche, weiche oder extrem heiße Materialien involviert sind. Bei solchen Messaufgaben könnte eine Berührung das Messobjekt, den Sensor beschädigen oder die Messergebnisse verfälschen.

Mit berührungslosen Systemen lassen sich unterschiedliche Merkmale erfassen, darunter Oberflächen- und Formmerkmale, Temperatur und Verlagerungen, Schicht- oder Materialdicken, Farbe und optische Eigenschaften, Strömungs- und Luftgeschwindigkeiten, elektromagnetische Felder, chemische Zusammensetzungen sowie Abmessungen und Geometrien.

Dieser Messansatz basiert auf dem Einsatz von Sensortechnologien wie Bildverarbeitung, Laser-Scanning, Streifenlicht-Scanner, Photogrammetrie oder Computertomografen (CT). Auch klassische optische Vergleichsgeräte wie Profilprojektoren oder Schattenprojektoren die bereits seit über hundert Jahren im Einsatz sind. Auch wenn diese Geräte ursprünglich kein digitales Messsignal liefern, lassen sich die Messergebnisse heute problemlos digital erfassen und weiterverarbeiten.

Ein zentraler Vorteil berührungsloser Systeme ist die umfangreiche Datenerfassung. Sie erfassen große Bereiche eines Bauteils schnell, ohne die Oberfläche zu beeinflussen. Einige Systeme arbeiten mit Abtastraten im Megahertz-Bereich und sind besonders geeignet für komplexe Geometrien oder Bauteile mit mehreren Achsen und feinen Strukturen.

Im Vergleich zwischen taktilen und berührungslosen Messsystemen zeigen sich jedoch systembedingte Unterschiede in der Messgenauigkeit. Berührungslose Messsysteme erreichen in der Regel nicht ganz die Präzision taktiler Verfahren. Selbst bei sehr leistungsfähigen Modellen liegt die Messgenauigkeit typischerweise im einstelligen Mikrometerbereich.

Im Vergleich zwischen taktilen und berührungslosen Messsystemen zeigt sich, dass kontaktbasierte Messverfahren mit taktilen Tastern in der Regel eine höhere Messgenauigkeit ermöglichen. Entsprechend eignen sich diese Systeme besonders für Anwendungen mit hohen Präzisionsanforderungen, etwa bei sehr engen Messtoleranzen im Mikrometerbereich. Auch Innenmessungen, wie die Erfassung von Bohrungsdurchmessern oder Nutbreiten, lassen sich häufig zuverlässiger mit taktilen Messsystemen durchführen.

Für einfachere Messaufgaben bieten taktile Messsysteme zudem oft eine überschaubare und wirtschaftliche Lösung im Vergleich zu technisch aufwendigeren berührungslosen Verfahren. Darüber hinaus reagieren kontaktbasierte Messsysteme weniger empfindlich auf Umwelteinflüsse wie Lichtverhältnisse, Oberflächenreflexionen oder Luftbewegungen, die bei berührungslosen Messungen Einfluss auf die Messergebnisse haben können.

Berührungslose Messsysteme eignen sich besonders für die Maßprüfung und Profilmessung empfindlicher, weicher oder elastischer Materialien, die durch mechanischen Kontakt beschädigt oder verformt werden könnten.

In Bezug auf die Messgenauigkeit zeigen sich systembedingte Unterschiede zu hochpräzisen taktilen Messverfahren. Berührungslose Systeme kommen daher bevorzugt in Anwendungen zum Einsatz, bei denen die schnelle und flächige Erfassung komplexer Geometrien im Vordergrund steht, ebenso wie bei dynamischen Messaufgaben oder der Prüfung bewegter Objekte und großer Bauteilmengen in der Serienfertigung.

Besonders hilfreich sind berührungslose Messsysteme im Bereich der Echtzeitüberwachung und Prozessrückmeldung. Sie ermöglichen die frühzeitige Erkennung von Abweichungen oder Fehlern in automatisierten Fertigungsprozessen, liefern kontinuierliche Messdaten und können gezielt Steuerungs- und Regelmechanismen auslösen.

Dieser Leitfaden soll Ihnen einen fundierten Überblick über die Unterschiede zwischen taktilen und berührungslosen Messsystemen geben und dabei unterstützen, das geeignete Messverfahren für Ihre jeweilige Anwendung auszuwählen. Gleichzeitig zeigt die Praxis, dass es in der Messtechnik keine pauschale Lösung gibt. Abhängig von der Messaufgabe kann es sinnvoll sein, unterschiedliche Messsysteme zu kombinieren, um komplexe Anforderungen oder spezielle Randbedingungen zuverlässig abzudecken.

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