Das Längsprofil im Schattenbild
Ein rotationssymmetrisches Teil, das auf dem Glastisch liegt, wirft im Durchlicht einen Schatten seines Längsprofils. Aus diesem Profil lassen sich die meisten Maße eines Drehteils ablesen: Außendurchmesser der einzelnen Absätze, Längen und Abstände, Fasen, Radien, Einstiche und Kegelwinkel. Die Software erkennt die Kanten automatisch und misst alle programmierten Merkmale auf einmal.
Eine Besonderheit gilt für liegende Teile: Die Kante, die den Durchmesser bestimmt, liegt nicht auf dem Tisch, sondern auf Höhe der Drehachse. Hier hilft das doppelt telezentrische Objektiv des VX8300D, dessen Abbildungsmaßstab sich wenig ändert, wenn eine Kante etwas außerhalb der Fokusebene liegt. Der Fokus sollte trotzdem auf die Ebene der Mittelachse gelegt werden, nicht auf die Tischfläche.
Kleine Drehteile werden wie Stanzteile im Batch gemessen: VX8200D und VX8300D erfassen bis zu 512 Teile in einem Durchgang, die frei auf dem Tisch liegen. Die Daten des Geräts und das Datenblatt finden Sie auf der Seite Chotest VX8200D / VX8300D.
Gewinde im Schattenbild
Im Durchlicht zeigt ein Außengewinde seine Flanken als Zackenprofil. Daran lassen sich Außendurchmesser, Steigung, Flankenwinkel und die Länge des Gewindes prüfen, ebenso die Lage des Gewindeauslaufs und die Fase am Gewindeanfang. Für die Wareneingangsprüfung oder die Prüfung nach einem Werkzeugwechsel reicht das oft aus.
Die zweidimensionale Messung hat beim Gewinde aber Grenzen. Die Flanken liegen schraubenförmig und sind im Schattenbild um den Steigungswinkel geneigt; die Silhouette zeigt deshalb nicht exakt den Axialschnitt. Der Flankendurchmesser, das funktionsentscheidende Maß, lässt sich im Schattenbild nur näherungsweise bestimmen. Wo er spezifikationsrelevant ist, bleibt die Prüfung mit dafür vorgesehenen Gewindeprüfmitteln oder -verfahren maßgeblich.
Längere Teile, die über ein Bildfeld hinausgehen, setzt die Software aus mehreren Bildfeldern zusammen. Im Messbild der drei Gewindestifte ist das als feines Raster der einzelnen Aufnahmen zu erkennen.
Federn berührungslos messen
Druckfedern geben unter jeder Messkraft nach. Optisch gemessen liegt die Feder kraftfrei auf dem Tisch, und die Maße entsprechen ihrem unbelasteten Zustand. Im Schattenbild lassen sich die ungespannte Länge, der Außendurchmesser, die Drahtstärke, die Steigung und die Zahl der Windungen prüfen.
Liegend zeigt die Feder ihre Seitenansicht. Ob die Endwindungen angelegt und geschliffen sind, ist an der Silhouette erkennbar. Die Federkraft und das Verhalten unter Last sind dagegen kein optisches Messmerkmal; dafür gibt es Federprüfgeräte. Auch die Rechtwinkligkeit der Federachse zur Auflagefläche ist liegend nur eingeschränkt beurteilbar.
Keilwellenprofile und Zahnräder
Stellt man ein Teil auf seine Stirnfläche, zeigt das Schattenbild seinen Querschnitt. So werden Innenprofile von Naben, Keilwellenprofile und die Verzahnung flacher Zahnräder messbar. Typische Merkmale sind Kopf- und Fußkreisdurchmesser, Zahn- oder Nutbreite, Zähnezahl und Teilung sowie die Lage des Profils zum Außendurchmesser.
Für Profile mit vielen gleichartigen Elementen ist der Vergleich gegen die CAD-Kontur besonders hilfreich: Die Software legt die Soll-Kontur über das gemessene Profil und zeigt Abweichungen über den gesamten Umfang. Eine vollständige Verzahnungsprüfung mit Flankenlinie, Profilwinkelabweichung und Rundlauf ist das nicht; dafür gibt es spezialisierte Verzahnungsmessgeräte. Für die Kontrolle von Stanz- oder Sinterzahnrädern und dünnen Zahnscheiben reicht die Querschnittsansicht aber häufig aus.
Voraussetzung ist eine Stirnfläche, auf der das Teil sicher und senkrecht steht. Bei längeren Teilen mit Innenprofil zeigt das Schattenbild nur die engste Stelle über die ganze Länge.
Wann Auflicht nötig ist
Das Schattenbild zeigt nur, was über die Silhouette hinausragt oder ganz durchgeht. Alles, was auf einer Fläche liegt, verschwindet darin: Fasen und Absätze an der Stirnseite, Senkungen, Sacklöcher, Rändel, Einpressverzahnungen, Beschriftungen. Für diese Merkmale wird das Teil von oben beleuchtet. Der VX8300D hat dafür laut Datenblatt ein Ringlicht mit Vier-Segment-Beleuchtung in weißem Licht.
Im Messbild der Buchse ist der Unterschied gut zu sehen: Die Stirnfläche mit ihren Bearbeitungsspuren, ein Ring mit Rändel- oder Zahnstruktur und die Bohrung zeichnen sich als Oberflächenmerkmale ab. Im Durchlicht wäre nur der Außenumriss mit der Bohrung zu sehen.
Im Auflicht entstehen Kanten durch Helligkeitsunterschiede an der Oberfläche, nicht durch eine scharfe Schattengrenze. Der Kontrast hängt deshalb von Material, Oberflächengüte und Beleuchtungswinkel ab. Segmentiertes Ringlicht hilft, Kanten aus einer bestimmten Richtung hervorzuheben. Wo eine Kontur in beiden Beleuchtungsarten sichtbar ist, misst man sie im Durchlicht. Die Grundlagen beider Beleuchtungsarten erklärt der Ratgeber zum Profilprojektor.
Rotationseinheit und Grenzen der 2D-Messung
Für zylindrische Teile nennt das Datenblatt der VX8000-Serie eine optionale Rotationsmessung mit 360° Drehwinkel für Bauteile bis ∅ 60 mm. Damit lässt sich ein Drehteil in mehreren Winkellagen messen, etwa um eine Abflachung, eine Querbohrung oder eine Unrundheit der Silhouette zu erfassen. Welche Merkmale damit im Einzelnen messbar sind, klären wir vorab an Ihrem Teil.
Form- und Lagetoleranzen im Raum – Rundlauf, Zylinderform, Koaxialität über größere Längen – bleiben Aufgaben für Geräte mit dreidimensionaler Antastung. Wann ein Bildverarbeitungssystem mit Z-Achse oder ein Taster besser passt, zeigt der Überblick über Multisensor-Messmaschinen. Für kleine Drehteile in kleinerem Bildfeld kommen auch die kompakten Modelle VX1060D / VX1100D infrage.