Die heute am häufigsten verwendeten Stifte

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Zuerst eine kleine ausführliche Erklärung und dann „Anatomie 101“ (Abb. 1). Dann erfahren Sie mehr darüber, wie wir diese wichtigen „Chips“ in Dimensionsmessgeräten verwenden. Glücklicherweise sind sie immer noch leicht verfügbar und führen nicht zu einem völligen Produktionsstopp für fast alles, von Fahrzeugen bis hin zu Waschmaschinen. Versuchen Sie in letzter Zeit etwas zu kaufen?

Stift | \ ˈstī-lēs \ PluralStil\ˈstī(-ə)-ˌlī \ auchStifte\ˈstī-le-sez \

Definition von Stift:ein Instrument zum Schreiben, Markieren oder Einschneiden: wie zA:ein Instrument, mit dem die Alten auf Ton- oder Wachstafeln schriebenB:ein stiftförmiges Instrument mit harter Spitze zum Markieren auf Schablonen, die in einer Reproduktionsmaschine verwendet werdenc(1):Nadelsinn 3c(2):Ein Schneidwerkzeug, mit dem beim Aufzeichnen einer Disc eine Original-Schallplattenrille erzeugt wirdD:ein stiftförmiges Zeigegerät, das zur Eingabe von Daten (z. B. Positionsinformationen von einem Grafiktablett) in einen Computer verwendet wird.

Mit freundlicher Genehmigung des Merriam-Webster-Wörterbuchs – Danke, Merriam! Ich persönlich mag Definition #c(1), was auch immer dieser „Nadelsinn“ bedeutet, aber im Ernst, keine davon passt zur Beschreibung der winzigen kugelförmigen, zylindrischen synthetischen Sondenspitze mit Rubin-, Diamant-, Silizium-, Keramik-, Hartmetall- und Edelstahlmaterialien Wird bei Kontaktmessungen für hochpräzise Prüfungen verwendet. Diese kleinen Teufel erledigen fast die gesamte Arbeit, wenn sie an ein Sondierungssystem angeschlossen sind, und ohne sie könnte die Arbeit nicht erledigt werden.

Linda Goodwin-Marino von Paul Marino Gages spricht über die Grundlagen der Taster. Sie erklärt, was es Neues in Sachen Taster gibt, gibt Herstellern Ratschläge zur Verbesserung der Messung und zeigt Qualitätstrends auf.

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Im Laufe der Jahre hat uns die Evolution berührungslose Systeme hervorgebracht, die wirklich gerne sagen, dass sie keine Stifte benötigen, aber sie brauchen eine Art Referenzpunkt oder Kalibrierungskugel, es sei denn natürlich, es handelt sich um eines dieser kameratechnischen Systeme, die einfach wissen, was sie tun tun es mit wenig bis gar keinem menschlichen Eingreifen – „der Roboter“, aber selbst sie brauchen ein wenig Anleitung. Aber lassen Sie uns die heute am häufigsten verwendeten Stifte besprechen.

Abbildung 1. Stylus-Anatomie 101. | Quelle: Paul W. Marino Gages Inc.

Die Grundlagen und ich werde mich selbst aus einem Artikel plagiieren, der vor Äonen (2003 OMG!) geschrieben wurde, als ich von Larry Adams für Qualität interviewt wurde:

„Seitenleiste: Die meisten KMG-Hersteller haben sich im Laufe der Jahre auf eine Reihe von Materialien verlassen und ihre Produkte so konzipiert, dass sie innerhalb der Community funktionieren und das bestmögliche testen. Die Kriterien basierten schon immer auf Genauigkeit, Gewichtsbeschränkungen und Haltbarkeit.

Alle KMG-Messsysteme verfügen über ein Sensorgerät der einen oder anderen Bauart, und fast alle haben die Kugel als Kontaktelement verwendet. Der synthetische Rubin, oder Al2O3 monokristallin, hat sich als das am besten geeignete Material für Härte, Formabweichung und Oberflächenbeschaffenheit erwiesen und ist zum Standard geworden. Dieses Material wurde für den anwendungsspezifischen Einsatz in viele Konfigurationen geformt und umgeformt, darunter Zylinder und Scheiben. Metalle wie Wolframcarbid, Edelstahl und Titan haben sich bei der Wahl der Kontaktmaterialien als nützlich erwiesen, aber der Verschleißfaktor hat die Hersteller immer dazu gezwungen, auf Kunststoffe zurückzugreifen. Zur Steuerung des Gewichtsfaktors haben sich Keramik, Polykristallin und Kohlefaser als Mittel der Wahl erwiesen.

Die Suche nach neuen Materialien, die all das besser, schneller und kostengünstiger leisten können, ist im Gange.

Das neue Kind auf dem Block, Siliziumnitrid, muss einige Tests durchführen, bevor es zum Standard wird. Es spielt eine Rolle bei den Kontaktproblemen bei der Messung von Oberflächenmaterialien der Aluminiumoxidgruppe, ist aber derzeit für die meisten immer noch ein Kostenproblem.

Die neueste Technologie liegt in der Auswahl leichter Materialien für Verlängerungen und Tasterschäfte. Seit Jahren ist es allgemein anerkannt, dass die Gewindebefestigungen und Schaftabschnitte aus einer Kombination aus Edelstahl oder Wolframcarbid bestehen sollten. Dies gilt für die kleinen Kugelsonden und ist bei vielen Durchmessern die einzige Möglichkeit. Für größere Anforderungen können jetzt spezielle Aluminiumverbundwerkstoffe und -legierungen verwendet werden, die das Gewicht reduzieren und die Steifigkeit verbessern, um die Durchbiegung, wenn überhaupt, minimal zu machen.

Zusammenfassend ist der Taststift die Schlüsselkomponente für den erfolgreichen Einsatz des KMG. Die einfache Verfügbarkeit und die geringeren Kosten dieses Materials in den letzten 20 Jahren haben es zur ersten Wahl für KMG-Hersteller weltweit gemacht. Es gibt andere Methoden, einschließlich berührungsloser Geräte, aber keines hat die gleichbleibende Zuverlässigkeit der kleinen Rubinkugel überdauert. – Von Linda Marino, Paul W. Marino Gages Inc.“

Figur 2. | Quelle: Paul W. Marino Gages Inc.

Dinge ändern sich. Geben Sie die „diamantbeschichteten Stifte“ ein. (Abb. 2) Warum? „Mit ihnen lassen sich extrem harte, sehr raue, abrasive und scharfe Oberflächen taktil scannend vermessen. Im Vergleich zu Rubin oder Siliziumnitrid erreichen unsere nanokristallinen Kugeln die höchste Lebensdauer und damit den geringsten Verschleiß“, so mein anonymer deutscher Hersteller. „Das Standardportfolio diamantbeschichteter Kugeln umfasst derzeit Kugeldurchmesser von 0,3 mm bis 8 mm und die Rundheit beträgt <150 nm (Klasse 5). Begründung: Warum? geringe bis keine Materialanhaftung, nahezu kein Verschleiß, lange Lebensdauer, weniger Kalibrierungen. Warum nicht? Kosten und einfach nicht notwendig. Auch hier ist die beständige Zuverlässigkeit der „kleinen Rubinkugel“ für die meisten Anwendungen immer noch die erste Wahl.< p>150 nm>

Figur 3. | Quelle: Paul W. Marino Gages Inc.

Figur 4. | Quelle: Paul W. Marino Gages Inc.

Betrachten wir diese Anwendungen nun eine Minute lang. Tatsächlich haben unzählige Hersteller Messgeräte entwickelt, die einen „Kontaktpunkt“ für ihre Sonden benötigen. Wir alle haben mittlerweile eine ziemlich gute Vorstellung davon, wie sie funktionieren, oder? Dann kommen die Spezialanwendungen, bei denen Bohrungen, Sacklöcher, enge Quetschungen oder unerreichbare Messpunkte Komponenten oder eine Kombination von Komponenten wie Winkel-, L-, Stern- und Scheibenmesstaster erfordern, um die Aufgabe zu erfüllen (Abb. 6). Verlängerungen, Gelenkadapter (Abb. 4) usw. sind jetzt in allen gängigen Gewinden für die Montage an der Sonde erhältlich. Am häufigsten waren M2 und M5. Die Gemeinschaft der tragbaren Arme hat ihre eigenen Designs entwickelt, umfasst aber immer noch den Bereich für Kontakt und Qualifizierung. (Abb. 5)

Abbildung 5. | Quelle: Paul W. Marino Gages Inc.

Abbildung 6. | Quelle: Paul W. Marino Gages Inc.

Einige Hersteller haben elektronische Adapterplatten (Abb. 3) und von der Platte abwärts besteht eine Konfiguration aus Verlängerungen aus leichten Materialien wie Kohlefaser, Wolframkarbid oder Aluminium der 7000er-Serie in Flugzeugqualität. Die Verwendung von Edelstahl ist für bestimmte Anwendungen sowie aus Kosten- und Verfügbarkeitsgründen immer noch eine beliebte Wahl. Abhängig von den Parametern und Richtlinien des Tastsystems kann es von entscheidender Bedeutung sein, die Gesamtlänge (OAL) genau im Auge zu behalten: Zu lang und zu schwer führen zu Tastfehlern. Manchmal handelt es sich um eine Versuch-und-Irrtum-Situation, je nach Teil und Schwierigkeit des Zugangs usw.

Die „Meistersphäre“ oder Kalibrierungs- und Requalifizierungssphäre (Abb. 8) ist ebenfalls ein notwendiges Übel. Das sieht aus wie ein übergroßer Stift, und dieser Typ bestimmt, wo Sie „auf der richtigen Position“ sind, und ohne ihn können Sie Ihre Arbeit nicht beginnen…. oder sie. Diese Kugel ist die allmächtige Kraft und muss so rund wie möglich sein, also auf den Mikrometer genau. Und seien Sie immer sehr vorsichtig – wenn es herunterfällt oder beschädigt wird, muss es ersetzt werden. Ein Chip, sichtbar oder nicht, und er wird einen Fehler anzeigen. Es kann sinnvoll sein, die Referenzkugel überprüfen zu lassen, bevor Sie anfangen, neue Ersatztastnadeln wegzuwerfen, weil Sie denken, dass darin das Problem liegt.

Einige der neuen „dunklen“ Materialien mit mattem Finish für optische, scannende und berührungslose Qualifizierungen liegen normalerweise im Bereich von 25 bis 30 mm und sind aus Keramik, die auf einer Basis mit einem Steigrohr und manchmal in einem Winkel befestigt ist, um einen einfachen Zugang zur zu qualifizierenden Sonde zu ermöglichen. Eine Art „Over Under Sideways Down“-Situation (Quelle: Yardbirds, ca. 1960er Jahre).

Optische Artefakte mit diesen speziellen matten, nicht reflektierenden Kugeln, einschließlich „Hanteln“ mit Durchmessern über 30 mm, sind relativ neu und werden zum Standard und umfassen eine Kalibrierungszertifizierung.

Spezial-„Taststifte“ für Höhenmessgeräte, Konturenmessgeräte: „Der Kontakt zum Werkstück erfolgt über eine Tastspitze.“ In der Geometrie weist dieser einen definierten, hochglanzpolierten Radius im Standard von 20-25 Mikrometern auf. Material für die Konturtastnadeln ist in der Regel ein feinkörniges Hartmetall. Gleichzeitig kommt immer häufiger eine Sondenspitze aus Keramik zum Einsatz. Die Korngröße der Keramikspitze ist deutlich kleiner als die der Hartmetallspitze, was zu einer extrem hohen Verschleißfestigkeit führt.“ Dies sorgt für eine bessere Härte und verbesserte Gleiteigenschaften und ist elektrisch nicht leitend und nicht magnetisch. (Abb.7)

Abbildung 7. | Quelle: Paul W. Marino Gages Inc.

Abbildung 8. | Quelle: Paul W. Marino Gages Inc.

Alles in allem ist die winzige Rubinkugel heute in 90 % der Anwendungen die Waffe der Wahl. Die meisten KMG-Hersteller, Konturmaschinenhersteller, tragbare Arm-KMG und mehr nutzen den „Kontaktpunkt“ der Überlieferungen und machen sie einfach besser. Wenn Sie Ihre Messuhren immer noch mit den TC- oder SST-Kugeln verwenden, kennen Sie die Verschleißfaktoren (flache Stellen, Abplatzungen, Abfallen vom Schaft oder „Schwenkmontage“) und ein Austausch ist normal. Diese Art von „Stiften“ gibt es schon seit sehr langer Zeit und sie sind einfach und kostengünstig erhältlich. Was die Eingabestifte vom Typ KMG betrifft, ist das jetzt ganz einfach. Bei so vielen neuen Herstellern auf der ganzen Welt ist es nicht allzu schwer, diese zu finden, und mit der Hilfe einer erfahrenen Person auf diesem Gebiet sind keine Grenzen gesetzt. Ein wenig Kreativität, gute Vorstellungskraft und eine gute unbenutzte Barserviette zum Skizzieren Ihres Albtraums werden Ihnen dabei helfen, den Experten dieser Branche Ihren Standpunkt klarzumachen.

Zeigen Sie rüber! Holen Sie sich den Punkt! Was ist der Sinn...Ich konnte nicht widerstehen... Viel Spaß beim Sondieren!

Bildnachweis: Larry Adams, Quality Mag, Artikel „Probes Push CMMs Forward Choices“, 8. Mai 2003.

Linda Goodwin-Marinoist Präsident/Mitbegründer von Paul W. Marino Gages Inc. Für weitere Informationen rufen Sie (800) 528-9785 an oder besuchen Sie www.pmargage.com.