KMG-Kalibrierung nach ISO 10360: Wie sie abläuft, was Antast- und Längenmessabweichung aussagen

Warum eine Koordinatenmessmaschine kalibriert werden muss

Ein Koordinatenmessgerät (KMG) entscheidet in vielen Betrieben über Freigabe oder Sperrung ganzer Lose. Seine Messergebnisse sind aber nur belastbar, wenn bekannt ist, wie groß die Abweichungen der Maschine selbst sind. Führungen nutzen sich ab, Tastsysteme werden nach Kollisionen neu eingemessen, Aufstellbedingungen ändern sich. Nichts davon ist im Alltag sichtbar — es zeigt sich erst im Vergleich mit einem bekannten Normal. Wer direkt einen Termin für die eigene Maschine sucht, findet Leistungsumfang und Anfrage auf der Seite Koordinatenmessmaschine kalibrieren — DAkkS-akkreditiert vor Ort; dieser Ratgeber erklärt die Messtechnik dahinter.

Genau das leistet die Kalibrierung: Sie vergleicht die Anzeige der Maschine mit rückgeführten Normalen und dokumentiert die Abweichungen samt Messunsicherheit. Die Maschine wird dabei nicht verändert. Wird sie nachgestellt, ist das eine Justage — sie erfolgt nur auf Wunsch des Betreibers, und danach wird erneut kalibriert, damit der Schein den neuen Zustand abbildet.

Für das Prüfmittelmanagement ist entscheidend, wer kalibriert. Ein nach DIN EN ISO/IEC 17025 akkreditiertes Labor weist seine Kompetenz und die Rückführung auf nationale Normale gegenüber der Deutschen Akkreditierungsstelle (DAkkS) nach. Worin sich das von einem nicht akkreditierten Herstellerschein unterscheidet, beschreibt der Ratgeber DAkkS-Kalibrierung oder Werkskalibrierung.

DIN EN ISO 10360 verständlich: Antastabweichung und Längenmessabweichung

Die Normenreihe DIN EN ISO 10360 legt fest, wie die Leistungsfähigkeit eines Koordinatenmessgeräts geprüft wird — bei der Annahmeprüfung nach Lieferung und bei der Bestätigungsprüfung im Betrieb. Sie beschreibt Prüfkörper, Messpositionen und Auswertung so, dass die Ergebnisse direkt mit den Grenzwerten aus dem Datenblatt des Herstellers vergleichbar sind. Diese Grenzwerte heißen maximal zulässige Abweichungen (MPE). Eine Kalibrierung geht darüber hinaus: Sie ermittelt die Abweichungen mit Messunsicherheit und belegt die Rückführung. Dafür bilden die Prüfabläufe der DIN EN ISO 10360 die Grundlage, ergänzt durch die Richtlinien VDI/VDE 2617 und DKD-R 4-3. Zwei Kenngrößen stehen bei taktilen Maschinen im Mittelpunkt.

Die Längenmessabweichung (nach DIN EN ISO 10360-2:2009 mit dem Formelzeichen E0, mit 150 mm seitlichem Tasterversatz E150) beschreibt, wie genau die Maschine eine Länge im Raum misst. Dazu werden kalibrierte Längennormale — etwa Endmaße oder Stufenendmaße — in fünf Längen, sieben Raumlagen und je drei Wiederholungen gemessen. Das Ergebnis vergleicht man mit der Herstellerangabe, die meist als Formel der Art „E0,MPE = A + L/K“ angegeben ist: ein fester Anteil plus ein Anteil, der mit der gemessenen Länge wächst. Wer nach „Längenmessabweichung“ sucht, findet hier also die Kenngröße, die das Volumen der Maschine als Ganzes beschreibt: Führungen, Maßstäbe und ihre Rechtwinkligkeit zueinander.

Die Antastabweichung (nach DIN EN ISO 10360-5) beschreibt dagegen das Tastsystem. Eine Referenzkugel wird an einer festgelegten Zahl von Punkten angetastet; die Streuung der Punkte um die ausgeglichene Kugel zeigt, wie gleichmäßig der Taster aus allen Richtungen antastet. In Datenblättern nach der Ausgabe 2010 steht dafür häufig das Kürzel P_FTU. Die aktuelle Ausgabe DIN EN ISO 10360-5:2020 hat neue Kurzzeichen eingeführt, etwa P_Form.Sph.1×25:SS:Tact für die Formabweichung mit einem einzelnen Taster, und die Scanning-Prüfungen der früheren ISO 10360-4 übernommen.

Für Maschinen mit optischer Antastung — Bildverarbeitung, Messprojektoren, Messmikroskope — gelten eigene Teile der Reihe, etwa DIN EN ISO 10360-7 für Bildverarbeitungssensoren und DIN EN ISO 10360-8 für optische Abstandssensoren, ergänzt durch die Richtlinie VDI/VDE 2617 Blatt 6.1/6.2 und für Profilprojektoren und Messmikroskope die DKD-R 4-3. Im Kalibrierschein erscheinen dort die Messgrößen EUX, EUY und EUXY, bei 2.5D- und 3D-Systemen zusätzlich EUZ und EU. Ob eine Maschine ihre Spezifikation einhält, wird nach ISO 14253-1 unter Berücksichtigung der Messunsicherheit entschieden.

Taktil und optisch: was der Akkreditierungsumfang abdeckt

Eine DAkkS-Akkreditierung gilt nie pauschal, sondern für einen festgelegten Umfang: Messgrößen, Messbereiche und die kleinste angebbare Messunsicherheit stehen in der Anlage zur Akkreditierungsurkunde. Kneissl Messtechnik ist seit 2006 akkreditiert. Seit dem 27.04.2026 gilt die Anlage D-K-15098-01-01. Sie umfasst die Vor-Ort-Kalibrierung von Koordinatenmessgeräten mit optischer Antastung (Messprojektoren und Messmikroskope) bis 600 mm Raumdiagonale und mit taktiler Antastung bis 939 mm Raumdiagonale.

Die Raumdiagonale ist die Diagonale durch das Messvolumen, berechnet aus den drei Verfahrwegen. Ein Rechenbeispiel: Bei einem Messbereich von 500 × 400 × 400 mm beträgt sie rund 755 mm. Bevor ein Termin zustande kommt, prüfen wir anhand von Bauart, Hersteller und Messbereich, ob Ihre Maschine im akkreditierten Bereich liegt. Details zur Urkunde und zum Symbol auf dem Schein stehen auf der Seite DAkkS-Akkreditierung von Kneissl Messtechnik.

Für taktile Koordinatenmessgeräte mit beweglicher Brücke, etwa die Mitutoyo-Baureihen STRATO-Apex und Crysta-Apex, ist die Seite Koordinatenmessmaschine vor Ort kalibrieren der Einstieg; für andere Fabrikate sprechen Sie uns an. Optische und Multisensor-Maschinen behandelt die Seite 3D optische Messmaschinen kalibrieren; dort wird jeder genutzte Sensor einzeln und danach das Zusammenspiel in X, Y und Z kalibriert. Ob ein solches System im akkreditierten Umfang liegt, klären wir ebenfalls vor dem Termin.

Ablauf einer KMG-Kalibrierung Schritt für Schritt

Eine Koordinatenmessmaschine ist aufgestellt, ausgerichtet und in die Messraumumgebung eingebunden. Ein Transport ins Labor würde genau diese Bedingungen verändern — und brächte Ausfallzeit und Transportrisiko mit sich. Deshalb kalibrieren wir am Aufstellort, ohne Aus- und Einbau. Der Ablauf hat fünf Schritte:

• Anfrage: Sie nennen Geräte, Anzahl und Standort. Wir bestätigen Machbarkeit und Leistungsumfang.
• Termin vor Ort: Unser Dispositionsteam bündelt den Einsatz mit Terminen in Ihrer Region; mehrere Geräte eines Standorts legen wir auf einen Termin.
• Kalibrierung: Durchführung nach DIN EN ISO/IEC 17025:2018 direkt an Ihrer Maschine, mit zertifizierten Normalen, die wir mitbringen.
• Kalibrierschein: Sie erhalten ihn innerhalb von 5 Arbeitstagen, inklusive Messunsicherheit.
• Erinnerung: Vor Ablauf des nächsten Kalibrierzyklus melden wir uns.

Temperatur: der größte Einfluss auf das Ergebnis

Längen sind in der Fertigungsmesstechnik auf die Bezugstemperatur von 20 °C bezogen (ISO 1). Jede Abweichung davon dehnt oder verkürzt Werkstück, Normal und Maschinenmaßstäbe — und zwar je nach Werkstoff unterschiedlich stark. Deshalb gelten die Grenzwerte im Datenblatt einer Koordinatenmessmaschine nur innerhalb der vom Hersteller angegebenen Umgebungsbedingungen: Temperaturbereich, zeitliche Schwankung und räumliche Gradienten.

Weil die Temperatur das Ergebnis beeinflusst, verlangt DIN EN ISO/IEC 17025, dass die Umgebungsbedingungen bei der Kalibrierung überwacht und aufgezeichnet werden; im Schein stehen sie, soweit sie das Ergebnis beeinflussen, und sie gehen in die Messunsicherheit ein. Auch die Normale brauchen Zeit, um die Temperatur des Messraums anzunehmen. Für Sie als Betreiber heißt das: Die Maschine sollte im üblichen Betriebszustand stehen, die Klimatisierung normal laufen, und Zugluft, offene Tore oder direkte Sonneneinstrahlung am Termin vermieden werden.

Ein Vorteil der Vor-Ort-Kalibrierung liegt genau hier: Der Schein beschreibt die Maschine in der Umgebung, in der sie auch misst. Steht ein KMG nicht im klimatisierten Messraum, sondern fertigungsnah, ist das kein Ausschlussgrund — die Bedingungen werden dokumentiert und fließen in die Bewertung ein. Ob die Herstellerspezifikation unter diesen Bedingungen überhaupt gilt, ist allerdings eine Frage, die man vor dem Termin klären sollte.

Kalibrierintervall für Koordinatenmessmaschinen

Ein festes Intervall schreibt weder ISO 9001 noch eine andere QM-Norm vor. Das Intervall legt der Betreiber fest und begründet es. In der Praxis sind 12 Monate üblich. Kürzer wird es, wenn die Maschine mehrschichtig läuft, fertigungsnah steht oder Merkmale mit engen Toleranzen prüft.

Unabhängig vom Turnus ist eine zusätzliche Kalibrierung sinnvoll nach einer Kollision des Tastsystems, nach Umbau oder Umzug der Maschine und bei auffälligen Messabweichungen. Zwischen zwei Kalibrierungen helfen Zwischenprüfungen mit einem eigenen Prüfkörper, Veränderungen früh zu erkennen. Die Leitlinie ILAC-G24 / OIML D 10 nennt Kriterien für die Wahl des Intervalls und Verfahren, um es anhand der Kalibrierhistorie anzupassen.

Was im Kalibrierschein steht

Der Kalibrierschein ist das Dokument, das der Auditor sehen will. Ein DAkkS-Kalibrierschein trägt das Akkreditierungssymbol mit der Registrierungsnummer des Labors und ist über das ILAC-MRA international anerkannt. Inhaltlich folgt er den Anforderungen an Berichte in Abschnitt 7.8 der DIN EN ISO/IEC 17025:

• Identifikation von Labor, Auftraggeber und Maschine (Hersteller, Typ, Seriennummer) sowie Datum der Kalibrierung
• Das angewendete Verfahren und eine eindeutige Beschreibung des kalibrierten Geräts
• Die Messergebnisse je Messgröße, jeweils mit erweiterter Messunsicherheit
• Die Umgebungsbedingungen, soweit sie das Ergebnis beeinflussen, insbesondere die Temperatur
• Die Angabe zur messtechnischen Rückführung auf nationale Normale
• Auf Wunsch eine Konformitätsaussage gegenüber der Herstellerspezifikation nach ISO 14253-1

Vorbereitung: was Sie vor dem Termin klären sollten

Je klarer der Umfang vorab feststeht, desto reibungsloser läuft der Termin. Nennen Sie uns Hersteller, Typ und Messbereich der Maschine, die Tastsysteme oder Objektive, die kalibriert werden sollen, und — falls gewünscht — die Toleranzen, gegen die eine Konformitätsaussage getroffen werden soll. Am Termin selbst brauchen wir Zugang zur Maschine im üblichen Betriebszustand; Normale und Auswertung bringen wir mit.

Für Mitutoyo-Maschinen finden Sie Geräteliste und Normen auf der Seite Mitutoyo-Kalibrierung. Wer vor der Frage steht, ob sich eine bestehende Maschine noch lohnt oder ein Ersatz ansteht, findet im Ratgeber 3D-Messmaschine: Bauarten und Genauigkeit die Grundlagen.