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Koordinatenmessgeräte mit Röntgentomografie

Bewährte Komponenten und Verfahren der Koordinatenmesstechnik

Eine solide Granitkonstruktion bildet die Basis des Geräteaufbaus. Wegen des Prinzips der Tomografie ist immer eine sehr präzise luftgelagerte Drehachse integriert. Die Systemkomponenten wie Maßstäbe, Linearachsen, Antriebe und die Drehachse entstammen den oben beschriebenen herkömmlichen Koordinatenmessgerätefamilien. Mit diesem Aufbau können auch bei der Tomografie alle eingemessenen Parameter wie Vergrößerung, Drehachsenlage und Geometriekorrekturen langzeitstabil genutzt werden.

Drehachse: die Kernkomponente

In Abbildung 48a ist ein prinzipieller Geräteaufbau dargestellt, der von den oben beschriebenen Geräten mit horizontaler Pinole abgeleitet ist. Die linearen Achsen können abhängig von den Genauigkeitsanforderungen mechanisch oder luftgelagert sein. Sie dienen zum Einstellen der Vergrößerung der Röntgensensorik, zum Rastern beim Tomografieren und bei Multisensorgeräten auch zum Messen mit taktilen und optischen Sensoren. Für die letztgenannte Aufgabe können die verschiedenen schon beschriebenen Sensoren mit den zugehörigen Wechseleinrichtungen eingesetzt werden. Um einen kollisionsfreien Betriebsicherzustellen, sind die Röntgensensorik und die anderen Sensoren auf jeweils separaten Pinolen angeordnet.

Drehachse: die Kernkomponente
<p>Abb. 48: Bauweisen von Koordinatenmessgeräten mit Röntgentomografie: a) Bauweise mit vertikal verschiebbarem Drehtisch b) Bauweise mit vertikal verstellbarer Sensorik</p>

Flexibilität durch viele bewegte Achsen

In Abbildung 48b ist eine alternative Bauweise für größere Messobjekte dargestellt. Hier wird die vertikale Relativbewegung zwischen Sensorik und Drehtisch bzw. Messobjekt, z. B. für das Rastern, durch das Bewegen von Röntgenröhre und -detektor realisiert. Das Rastern senkrecht zur Drehachse erfolgt durch Verschieben des Drehtisches mit dem Objekt, das Einstellen der Vergrößerung durch Verschieben des Drehtisches entlang der Strahlrichtung. Durch separates vertikales Verstellen werden Röntgenröhren gewechselt und verschiedene Strahleigenschaften automatisch gewählt. Durch horizontales Verschieben der Röntgenröhren wird der Kegelwinkel eingestellt. Die taktilen und/oder optischen Sensoren werden durch Zusammenspiel der vertikalen Sensorachse mit den Achsen des Tisches eingesetzt. Mit dem Werth TomoScope® (Abb. 36) wurde dieses Prinzip weltweit erstmals als CT-Koordinatenmessgerät realisiert. Die mechanischen Komponenten und somit auch die Gerätegenauigkeit entsprechen denen der ScopeCheck®-Geräte (s. Koordinatenmessgeräte mit Drehachsen, S. 67 ff.).

Flexibilität durch viele bewegte Achsen
<p>Abb. 36: TomoScope® S: die aktuelle Version des 2005 vorgestellten ersten Koordinatenmessgeräts mit Röntgentomografie – optional mit Multisensorik</p>

Luftlagerung für höhere Genauigkeiten

Durch Auswahl der entsprechenden Röntgenkomponenten (Spannungsbereich, Typ der Röntgenröhre und des Sensors) kann das Gerät für verschiedene Werkstückmaterialien optimal konfiguriert werden. Niedrige Röhrenspannungen sind z. B. für das Messen von leicht durchstrahlbaren Kunststoffteilen sinnvoll, hohe Röhrenspannungen für das Messen von schwerer durchstrahlbaren Metallteilen. Abbildung 49 zeigt ein Gerät für große Bauteile bis 1000 mm Länge und 500 mm Durchmesser. Mit luftgelagerten Geräten können auch bei der Tomografie höhere Genauigkeiten erzielt werden (z. B. Werth TomoCheck®).

Luftlagerung für höhere Genauigkeiten
<p>Abb. 49: TomoScope® XL NC für das Messen großer Teile mit 450 kV Röhrenspannung mit zusätzlicher taktiler Messachse z. B. zum Einmessen des Werkstücks</p>