Taster Handbuch

Die richtige Tasterwahl
Grundlage für genaue Messergebnisse sind Taster und Tasterzubehör, die geeignet sind, die Aufgabenstellung optimal zu lösen. Diese variiert dabei:

• Punktmessungen für höchste Genauigkeit
• Scanning im Serienmessbetrieb
• Scanning von speziellen Materialien
• Notwendigkeit großer Tasterlängen
• Aufbau komplexer Tastersysteme

Nachfolgend sind die wichtigsten Auswahlkriterien für die einzelnen Elemente dargestellt.

Woraus besteht ein Taster?
Ein Taster besteht normalerweise aus drei Bestandteilen:

Kugeltaster

Scheibentaster

Zylindertaster

Kugelzylindertaster

Halbkugel

Tasterspitze

Schaftaufbau
Unterschieden werden ein durchgehender Schaft und ein abgesetzter Schaft. Der abgesetzte Schaft hat den Vorteil einer teilweise größeren Schaftdicke DS, die zum Tastelement hin reduziert wird. Nachteil ist der geringer nutzbare Messbereich MLE mit der Schaftstärke DSE (gegenüber DS und ML bei einem nicht abgesetzten Taster).

Das Schaftmaterial
Das verwendete Schaftmaterial und der Querschnitt (Vollmaterial ist steifer als Rohre) haben den größten Einfluss auf die Tastersteifgkeit. Für Standardtaster verwendet ZEISS Schäfte aus Hartmetall, die einen guten Kompromiss darstellen.

Das Optimum
Das Diagramm gibt einen Überblick über die verschiedenen Materialeigenschaften von Tastern. Wie man sieht, stellen Zeiss ThermoFit Taster ein Optimum aus den wesentlichen drei Eigenschaften dar:

• Steifigkeit
• Gewicht
• thermische Längenausdehnung

Der Adapter
Der Adapter ist die Verbindung zwischen Anschlussgewinde und Schaft. Wichtig ist, dass der Adapter konstruktiv so ausgeführt ist, dass er die Messkraft optimal aufnehmen kann, die über den Schaft eingeleitet wird. Andernfalls ist eine erhöhte Streuung bei der Tasterbestimmung möglich. Außerdem ist die Verbindungsstelle zu Verlängerungen immer hinterschnitten, so dass ein optimaler Kraftschluß gewährleistet ist.

// Adapter
made by Carl Zeiss

Achtung:
Die Verbindungsstellen müssen sauber sein!

Welche Anschlussgewinde gibt es?
Abhängig vom verwendeten Messsystem gibt es bei Zeiss M2, M3 und M5 Anschlussgewinde.

M3 XXT

M3 normal

Wichtig!
Bei XXT Tastsystemen dürfen keine gewöhnlichen M3 Taster verwendet werden, sondern die speziell für Passivscanning optimierten M3 XXT Taster. Durch den um 1 mm größeren Durchmesser des XXT Adaptergrundkörpers und die verwendete hochfeste Titanlegierung, ist gegenüber herkömmlichen M3 Tastern eine wesentlich höhere Steifigkeit gewährleistet.

Das Tastelement
Das am meisten verwendete Tastelement ist die Tastkugel. Wichtige Eigenschaften sind

• die Formgenauigkeit der Tastkugel
• das Tastermaterial und
• ggf. das Tastergewicht.

Formgenauigkeit der Tastkugel
Die Abweichung von der idealen Kugelform wird meist in „Grade“ (engl.) angegeben. Folgende Qualitäten sind üblich:

Zeiss verwendet bei Tastern standardmäßig Grade 5 und hat für besondere Anforderungen, wie zum Beispiel bei hoch genauen Rundheitsprüfungen, auch Kugeln in Grade 3 im Angebot.

Das Kugelmaterial
Die gängigsten Kugelmaterialien mit ihren Haupteinsatzgebieten und Grenzen sind unten dargestellt.

Tasterauftrag
Bestimmte Materialkombinationen von Tastern und Werkstücken haben wegen ihrer Oberflächenstruktur das Problem, dass im dauerhaften Scanningbetrieb eine Materialschicht auf der Tastkugel aufgetragen wird. Ein typisches Beispiel sind Rubinkugeln in Verbindung mit weichen Aluminiumsorten.

Tasterabtrag
Beim dauerhaften Scanning rauher Oberflächen, wie zum Beispiel bei Keramik, kann ein Taster auch „angeschliffen“ werden. Die Folge des Verschleißes ist eine Abplattung. Der Taster wird somit unbrauchbar. Oft ist dies nur durch eine optischen Vergrößerung erkennbar oder an einer erhöhten Standardabweichung beim Einmessvorgang.

Diamanttaster
Eine Lösung hierfür ist der Diamanttaster Diamond!Scan. Er ist geeignet für alle Oberflächen und Materialien. Hauptvorteil ist die maximale Standzeit beim Scanning von harten Keramikoberflächen. Bei weichen Werkstoffen gibt es keinen Materialauftrag auf der Tasterkugel.

// Lösungen
made by Carl Zeiss

Durchmesser und Material
Um die höchstmögliche Scanninggeschwindigkeit bei geringst möglicher Formabweichung zu erreichen, wählt man Verlängerungen mit großem Durchmesser, geringem Gewicht und hoher Steifigkeit. Im folgenden Diagramm erkennt man, dass mit ZEISS ThermoFit Verlängerungen die höchsten Geschwindigkeiten erreichbar sind.

Thermische Torsion
In Längsrichtung sind alle CFK-Verlängerungen hinsichtlich Temperturänderungen stabil, nicht jedoch bei der Torsion um die Längsachse. Durch seinen speziellen Aufbau hat ThermoFit gegenüber herkömmlichen CFK-Verlängerungen anderer Hersteller zusätzlich den Vorteil der Torsionssicherheit bei Temperaturänderungen. Speziell bei langen Tastersystemen mit seitlich auskragenden Elementen gibt es hier entscheidende Vorteile in der fertigungsnahen Umgebung.

Empfehlung:
Sprechen Sie uns bei Problemen an - es gibt immer eine Lösung.

Hysterese
Von einer Hysterese spricht man, wenn nach einer Antastung der Taster nicht wieder in die Ausgangsposition zurückkehrt. Dies geschieht immer dann, wenn bei Kohlefaser Tasterverlängerungen die Verbindung zwischen Rohr und Adapter nur über eine Klebung mit Klebespalt realisiert wird. ZEISS ThermoFit Verlängerungen besitzen zusätzlich zur Klebung eingeschnittene Gewindeadapter für eine optimale Verbindung zwischen Rohr und Adapter.

Fremdhersteller Verlängerung mit Hysterese durch Klebespalt

ThermoFit® Verlängerung mit eingeschnittenem Gewindeadapter

Bemerkbar macht sich dieser Effekt durch eine erhöhte Standardabweichung, z.B. beim Einmessvorgang. Carl Zeiss verwendet daher im Gegensatz zum Wettbewerb ausschließlich eine Kombination aus beiden Verbindungsarten, um einen optimalen Kraftschluss zu gewährleisten. Aus den nachfolgenden Schnittbildern lässt sich dies gut erkennen.

Vergleich:
Der Vergleich unter dem Mikroskop macht deutlich erkennbar, dass das Gewinde nicht einschneidet und somit keinen Formschluss zu dem Kohlefaserrohr besitzt. Die Verbindung kommt nur über den Kleber zustande.

Wichtig:
Mit einem steiferen Aufbau des Tastersystems, zum Beispiel durch den Einsatz von ThermoFit® Verlängerungen, kann man schneller scannen.

Welche Verlängerung passt am besten?
Die folgende Tabelle beschreibt die verschiedenen Verlängerungen.

ThermoFit Pro
Mit ThermoFit Pro bauen Sie schnell hochwertige Tastersysteme für den Einsatz in der Produktion. Verdrehsichere Steckverbindungen und unsere ThermoFit Technologie gewährleisten ein Optimum an Einsatzsicherheit. Durch unsere vorgefertigten Kugelrohlinge sind Sie sogar in der Lage mit Ihrer eigenen Fertigung schnell Sonderwinkelstücke herzustellen.

Wichtig bei allen CFK Tastern und Verlängerungen
Nach einer harten Kollision ist eine Sichtprüfung durchzuführen und zur Sicherheit ein erneutes Einmessen. Auch wenn keine sichtbare Beschädigung vorliegt könnten die Fasern im Innern beschädigt sein, was letztlich nur durch die Kontrolle der Standardabweichung des Einmessvorgangs festgestellt werden kann.

Allgemein
Für den Aufbau von Tastersysteme, gibt es eine Vielzahl von verschiedenen Verbindungselementen. Eine detaillierte Beschreibung finden Sie in unserem Webshop oder in den entsprechenden Tasterkatalogen.

Würfel

Sternstücke

Tasterhalter

Endwinkel

Knickelemente

Drehstücke

Dreh-Schwenk-Gelenk

Drehbarer Endwinkel

Winkelstücke

Schrauben für Tasterscheiben

Schrauben für Würfel

Adapter

Würfel, M3 XXT, 90°, einfach

Würfel, M3 XXT, 180°, zweifach

Würfel, M3 XXT, Stern, vierfach

Gelenkstück, M3 XXT

Würfel, M3 XXT, Stern, sechsfach

Würfel, M3 XXT, Stern, achtfach

Klemmtaster

Klemmverlängerung

Klemmschraube

Klemmschraube mit M3 Innengewinde

Adapter

Empfehlung:
Für den Serienmessbetrieb sind feststehende Verbindungen, wie Winkelstücke oder das System ThermoFit Pro zu bevorzugen, damit sich durch den Dauerbetrieb die Winkel nicht verstellen.

Klimatisierter Messbereich
Carl Zeiss bietet hierzu passend zum Messgerät den Einmesskugelhalter RSH in verschiedenen Höhen (214, 364, 514 mm) an. Der Einmesskugelhalter kann dann je nach Einsatzzweck mit der geeigneten Kugel bestückt werden und wird im klimatisierten Messraum verwendet.

Speziell bei kleinen Tastkugeldurchmessern ist es wichtig eine geeignete Einmesskugel zu verwenden, um Schaftantastungen zu vermeiden. Die folgende Tabelle gibt eine Übersicht über die empfohlene Einmesskugel zum jeweiligen Tastkugeldurchmesser, wobei prinzipiell jede Kombination möglich ist.

Fertigungsnahe Umgebung
Für den Einsatz bei schwankenden Umgebungstemperaturen kommen Einmess-kugelhalter aus ThermoFit oder Invar zum Einsatz, da diese eine sehr hohe thermische Stabilität aufweisen.

ThermoFit® L200

Invar L300

Invar L400

Invar L400, Doppelhalter

Handhabung und Hilfsmittel
Für die Montage von Tastern und Verlängerungen gibt es geeignete Hilfsmittel, die bei sachgerechter Anwendung eine Beschädigung verhindern und einen sicheren Einsatz gewährleisten. Nachfolgend sind die wichtigsten Hilfsmittel und Werkzeuge dargestellt.

Wechselteller MT/VAST richtig einstellen
Die Drehstellung des MT/VAST-Wechseltellers kann über drei Schrauben auf der Oberseite eingestellt werden. Diese dürfen maximal mit einem Drehmoment von 2 Nm angezogen werden, was am besten mit einem Drehmomentschlüssel gelingt. Somit wird ein Überdrehen der Schrauben vermieden.

Drehmoment 2Nm Schraubendreher

Verlängerungen und Taster montieren:
Verlängerung und Taster sollten handfest angezogen werden. Hierzu gibt es geeignete Hakenschlüssel und Stiftschlüssel. Hakenschlüssel gibt es für Grundkörper mit Durchmesser 5, 11 und 20 mm. Stiftschlüssel 1,1 und 2,9 werden in die Stiftlochbohrung mit Durchmesser 1,2 mm und 3 mm eingesetzt.

Achten Sie immer darauf, dass Sie direkt am Gewinde anziehen. Verwenden Sie immer eine Edelstahlverlängerung (z.B. am Würfel) oder einen zweiten Hakenschlüssel zum Gegenhalten. Niemals ein Drehmoment über eine Verlängerung aufbringen!

XXT Verlängerungen montieren
Mit der XXT Taster Montagehilfe hält man eine Verlängerung fest, wenn man mit Stift- oder Hakenschlüssel einen Taster anschraubt. Die Montagehilfe wird dazu seitlich an die Verlängerung gedrückt.

XXT Sterntaster ausrichten
Mit dem Winkeleinstellgerät für Sterntaster M3 XXT können Sterntaster oder seitliche Taster vor dem Einbau auf den gewünschten Winkel eingestellt werden. Hierzu wird der XXT Tasterteller in die Aussparung unten eingesetzt und die Verschiebeeinheit mit dem seitlich eingesetzten Prisma gegen einen der seitlich auskragenden Taster geschoben, womit der Verdrehwinkel fixiert wird. Somit lässt sich das Tastersystem in dieser Winkelstellung anziehen.

Einstellgerät XXT

Winkeleinstellgerät für Knickelemente
Mit dieser Einstellhilfe können Knickelemente mit dem Durchmesser 11 mm, vor dem Einbau auf einen gewünschten Winkelgrad genau eingestellt werden.

Winkeleinstellgerät

Winkeleinstellung mit FixAssist
FixAssist ist ein Tastervoreinstellgerät für Tastersysteme mit MT/VAST Tasterteller und es wird unabhängig vom KMG benutzt. Mit FixAssist lässt sich der Drehwinkel des Wechseltellers einstellen und die Drehung einer zweiten seitlich auskragenden Verlängerung ausrichten.

XXT Sterntaster ausrichten mit dem FixAssist
Das Adapter Set für FixAssist Linear ist zum Einstellen von XXT Tastersystemen vorgesehen. Es besteht aus einem Adapter für den XXT Wechselteller und einem magnetischen Prismenadapter. Diese Adapter werden in FixAssist eingesetzt.

Adapter XXT

Grenzwerte für XXT Tastersysteme
Die dargestellte Tabelle zeigt die zulässigen Bereiche in denen Taster für die XXT Systeme TL 1 bis TL 3 aufgebaut werden dürfen.

Der graue Bereich ist zulässig, der hellblaue Bereich ist mit Einschränkungen in der Dynamik des Messgerätes ebenfalls noch möglich. Der weiße Bereich ist nicht zulässig.

Das Gewicht
Bei dem Gewicht der Tastersysteme sind die Grenzwerte ebenfalls sehr genau zu beachten, da es ansonsten zu einer Fehlfunktion des XXT Messkopfes kommen kann. Folgende Grenzwerte sind vorgeschrieben:

Grenzwerte weiterer Tastersysteme
Es gibt eine Vielzahl weiterer Messsysteme, für die jeweils maximale Gewichte und Längen der eingesetzten Tastersysteme festgelegt sind. Die wichtigsten sind in der folgenden Übersicht dargestellt:

Achtung!
Verbindlich ist die Spezifikation in der Dokumentation Ihres Messgerätes.

Das Kippmoment
Das Kippmoment kommt durch eine ungleichmäßige Gewichtsverteilung des Tastersystems zustande. Dies muss durch den Einsatz geeigneter Ausgleichsgewichte vermieden werden. Das Kippmoment KM kann folgendermaßen berechnet werden:

Weitere Informationen hierzu finden Sie in der Bedienungsanleitung „Sensorik“.

Aufbewahrung
Tastersysteme können sicher in unseren speziellen Tasterschränken aufbewahrt werden. Hierzu gibt es eine Vielzahl an Zubehör für das jeweilige Tastermaterial, das die Aufbewahrung erleichtert. Dieses finden Sie in unserem Webshop oder den jeweiligen Tasterkatalogen, die Sie bei uns kostenlos als PDF Datei oder in Papierform anfordern können.

Tasterschrank MSC

Multi Sensor Rack mini

XXT manueller Tasterhalter

Multi Sensor Rack O-Inspect

Montage
Der Rüsttisch ist ein ergonomischer Arbeitsplatz, abgestimmt auf die Bedürfnisse in der Messtechnik. Er bietet eine große Arbeitsfläche zum Vorbereiten von Vorrichtungen, dem Zusammenbau von Tastersystemen und zum Reinigen ihrer Taster. Schubladen und der Hängeschrank mit Tasterablagen schaffen Ordnung und bieten Aufbewahrungsmöglichkeiten für Ihre Reinigungsmittel, Werkzeuge und Dokumente.

Pflegematerial

Pflege
Tastkugeln und Einmesskugeln sollten regelmäßig von Verschmutzungen gereinigt werden. Hierzu empfiehlt sich besonders das ZEISS Microfasertuch. Sollte sich bereits ein leichter Aluminiumauftrag auf den Tastern gebildet haben, so kann dieser mit einem mit Reinigungsmittel auf Laugenbasis angefeuchteten Tuch vorsichtig entfernt werden (siehe auch Bedienungsanleitung des Messgeräts). Sollte dies nicht vollständig gelingen, muss der Taster ersetzt werden.

Achtung:
Bei dünnen Tastern ist dies nur mit großer Vorsicht durchzuführen!

Leistungsfähigkeit
Um die Leistungsfähigkeit ihres Koordinatenmessgerätes sicher zu stellen, ist es notwendig regelmäßige Zwischenprüfungen durchzuführen. Ihr Koordinatenmessgerät wird hierbei in Verbindung mit einem Tastersystem geprüft, womit die Wichtigkeit hochwertiger Taster und Verbindungselemente erneut zum Ausdruck kommt.

Empfehlung:
Hierzu bieten wir, je nach Aufgabestellung, geeignete Prüfkörper, zusammen mit den notwendigen Prüfplänen, an. Diese Prüfpläne stellen sicher, dass die Vorgaben der relevanten Normen zur Überwachung von Koordinatenmessgeräten richtig umgesetzt sind (DIN EN ISO 0360 und VDI/VDE 2617).

Als Ergebnis erhalten Sie anhand von Überwachungsfaktoren eine eindeutige Aussage zur Leistungsfähigkeit Ihres Messgerätes. Sollte die Überwachung ergeben, dass ihr Messgerät die geforderten Spezifikationen nicht einhalten kann, haben Sie die Möglichkeit entsprechend darauf zu reagieren, z.B. mit einem Serviceeinsatz für Ihr Gerät. Dies ist auf jeden Fall günstiger als in der Serienmessung mit falschen Messergebnissen zu arbeiten.

// KMG-Check
made by Carl Zeiss

KMG-Check
Folgende Eigenschaften können mit dem Prüfkörper erfasst werden:

• Antastverhalten des Messkopfsystems
• Scanning-Eigenschaften des Messkopfsystems
• das KMG als Formmessgerät einschließlich Filtereigenschaften
• Längenabweichungen und Vierachsabweichungen für KMG mit Drehtisch (optional)

// Multi-Feature
Check

Multi-Feature-Check
Der Multi-Feature-Check wird eingesetzt zur Ermittlung der prüfmerkmalbezogenen Messunsicherheit und Prüfprozesseignung für nahezu alle in der Koordinatenmesstechnik vorkommenden Maß-, Form- und Lageabweichungen.

Bei der Anwendung dieses Verfahrens werden die Messunsicherheiten und die Prüfprozesseignung realitätsnah ermittelt. Hierbei werden berücksichtigt:

• aktuelle Temperaturen vor Ort
• werkstückähnliches Material
• werkstückähnliche Oberflächeneinflüsse

// Multi-Sensor
Check

Multi-Sensor-Check
Der Multisensor-Check wird eingesetzt zur normgerechten Prüfung von Koordinatenmessgeräten mit taktiler und optischer Sensorik.

Folgende Eigenschaften können mit dem Prüfkörper erfasst werden:

• Antastabweichung des Messkopfsystems
• Scanningantastabweichung des Messkopfsystems
• Antastabweichung und Längenmessabweichung werden taktil und optisch geprüft

Temperaturüberwachung
Um korrekte Messergebnisse zu erhalten, ist es notwendig, dass sich die Temperatur der Tastersysteme beim Messen gegenüber der Temperatur während des Einmessvorgangs nahezu nicht unterscheidet. Ansonsten können sich durch die geänderten geometrischen Abmessungen der Tastersysteme Fehler ergeben. Die Überwachung der Temperaturen von Werkstück und Messraum ist nicht nur sinnvoll, sondern auch hinsichtlich der Nachweispflicht zwingend notwendig.

Temperaturüberwachung am KMG

Feuchtigkeitssensor

Aufzeichnung der Temperaturüberwachung

In unserem Webshop www.taster.zeiss.de bieten wir daher eine Vielzahl verschiedener Möglichkeiten zur Temperaturüberwachung, vom Handmessfühler, bis hin zur kompletten Raumüberwachung mit Aufzeichnungsfunktion, an. Gerne beraten wir Sie bei der Auslegung einer auf Ihre Bedürfnisse zugeschnittenen Temperaturüberwachung.