Topographische Zahnradvermessung

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Wen die Normale Zahnradmessung nicht die gewünschten Informationen liefert, haben wir jetzt die Möglichkeit eine Topographische Darstellung der Zahngeometrie anzubieten. Ein Ersatz für die Konventionelle Zahnradmessung kann das aber nicht sein, da in der Auswertung der Topografie nicht die Zahndicke und Teilung bewertet wird. Als zusätzliche Informationsquelle ist es allerdings hervorragend. Die Messung erfasst zu 99% den Bereich zwischen Grundkreis und Kopfnutzkreis sowie in der Nutzzahnbreite. Die Vermessung benötigt den 3D-Datensatz des Werkstücks, sowohl für die Programmerstellung als auch für die Auswertung und Darstellung im Protokoll. Die eigentliche Vermessung erfolgt im Highspeed Scanmodus, wobei bis zu 100mm/s erreicht werden können. Dadurch ist die Messung in Zeitlich akzeptablen Bereich zu bewerkstelligen. Eine Taktile oder Normal-Scannende Messung würde hier den Zeitrahmen sprengen. (Video unter www.youtube.com/user/GeomessLohnmessung ).
Zahnradprotokoll Topografisch

Scannen einer Zargen-Dicht-Kontur mit großer Abweichung

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Scannen einer Zargen-Dicht-Kontur mit großer Abweichung
(die Ist-Abweichung ist ca. 10mm)
Programmzeilen:
22  Kontur  Kontur nur Führung (1)  ( Außen Kontur Zarge)
Gauß
23  CNC-Scannen
24  CNC-Scannen
25  Element fertig
26  Kontur  Kontur nur Führung (1)  (um 1mm nach innen verkleinern)
Kontur mit Versatz
27 Toleranzvergleich Konturen  Element = Kontur nur Führung(1) (mitSchrittweite10mm)
28  Lernbare Grafikeinstellungen  Autoskalierung
29  Grafik für die Formatvorlage speichern
32  Kontur  Kontur nur Führung (1)  (auf X0 Scalieren)
Kontur skalieren
33  Kontur  Kontur nur Führung (1)  (auf X-Sollwert verschieben, hier 12,6mm)
Kontur verschieben/drehen
35  Formelberechnung  pu_anz  =  CONT[1].NoOfPts  (Anzahl der Konturpunkte)
36  Formelberechnung  XS  = -20 (Startkoordinate für den ersten Punkt)
37  Kontur  Kontur Pos. 20 umlaufend (2)
Gauß
38  Schleifenanfang  Anzahl Ausführungen = PU_ANZ
39  Formelberechnung  Y  =  CONT[1].MP[@LC].Y
40  Formelberechnung  Z  =  CONT[1].MP[@LC].Z
41  CNC-Messpunkt antasten  X = XS  Y = Y  Z = Z
Berührpunkt mit Richtung  X-Winkel = 0.000  Y-Winkel = 90.000  Z-Winkel = 90.000
42  Formelberechnung  XS  =  CONT[2].MP[@LC].X
43  Schleifenende
44  Element fertig
45  Kontur  Kontur Pos. 20 umlaufend (2)  (um Prb.R nach rechts verschieben)
Kontur verschieben/drehen

Vorteil dieser Vermessungs-Strategie ist die Geschwindigkeit, da nicht jeder Punkt mit dem gleichen Sicherheitsabstand gemessen werden muss.
Nachteil dieser Vermessungs-Strategie ist lediglich der höhere Programmieraufwand.

Muss – Lektüre für Zahnradprüfung usw.

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Die folgenden Taschenbücher, sind ein Muss für alle die sich mit Zahnradtechnik beschäftigen.
DIN-Taschenbuch 123 Zahnradfertigung ISBN:978-3-410-16643-6
DIN-Taschenbuch 106 Verzahnungsterminologie ISBN:3-410-15517-1
Darin sind fast alle Antworten zu finden.

Die Taschenbücher sind vom Beuth-Verlag

Verrückte Schleife (Crazy Loop)

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Ein Kreis soll an 20 Stellen jeweils in 5mm tiefe gemessen werden, der Platz reicht aber nur für jeweils einen Messpunkt. Es gibt zwar die Möglichkeit 20 einzelne Punkte zu Messen, und diese später zu einem Kreis zu verbinden. Aber wie sieht das aus…! Ich habe nun eine Schleife innerhalb eines Kreise editiert, die das ganze eleganter macht und auf die vielen unnützen Punkte verzichtet. Das geht aber nur im Editierbetrieb. Im Lernbetrieb ist die Schleifenfunktion inaktiv.

Bei Problemen mit einer Erstkalibrierung die Verzweigung mit Fehlererkenung verwenden

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Es kann vorkommen dass, das einmessen Unterbrochen wird obwohl es anscheinend keinen grund für den abbruch gibt. Das ist Ärgerlich wenn Nachts das Einmessen nicht durchläuft, bei uns dauert das einmessen aller Taster-Bäume ca. 36 Stunden. Um das zu umgehen haben wir ein Teileprogramm erstellt, das auch nach einem Fehler weitermacht.
Das Teileprogramm kann bei uns angefragt werden, es wird kostenfrei weitergegeben.
Voraussetzungen:
Mcosmos ab vers.3.1
Tasterbäume müssen vorlaufende Nummern haben
Hier die Programmzeilen:
1 Kommentarzeile Letzte Änderung: 31.01.2012
2 Kommentarzeile Pfad zum Configurations Ordner
3 Textvariable definieren ConfigPath = @ConfigPath (Pfad zum Configurations Ordner)
4 Variable aus INI,Datei laden Variablenname = NoTrees
@[ConfigPath]tool\TREECONFIG3.INI; MAIN; NoTrees (Anzahl der Tasterbäume)
5 Maschinenkoordinaten
6 Formelberechnung Temp = 0,000 (Temperaturkoeffizient muß auf 0 stehen)
7 Einstellungen für TemperaturkompensationTemperaturkoeffizient = TEMP
8 CNC,Parameter Verfahrgeschwindigkeit = Vorgabe Messgeschwindigkeit = Vorgabe
Sicherheitsabstand = 1.00000 Messlänge = 10.00000 Positionier,Ungenauigkeit = 1.00000
9 CNC ein/aus An
10 Formelberechnung MBX = Prb.MBall[1].X
11 Formelberechnung MBY = Prb.MBall[1].Y
12 Formelberechnung MBZ = Prb.MBall[1].Z
13 Formelberechnung MBD = Prb.MBall[1].D
14 Theo. Element Punkt (1)
Punkt X = MBX Y = MBY Z = MBZ
15 Nullpunkt bestimmen Punkt (1)
XYZ
16 Koord.,Sys. speichern 1 (wir müssen wissen wo der Taster steht)
17 Tasterbaum wechseln Tasterbaum,Nummer = 1
18 Tasterwechsel 1
19 Fahren X = 0.000 Y = 0.000 Z = 50.000
Absolut verfahren
20 Automatisch einmessen Tasternummer = 1; 1
Einmesskugel = 1
21 Tasterdaten speichern
22 Kommentarzeile Anzahl der Taster,Bäume
23 Schleifenanfang Anzahl Ausführungen = NOTREES (Tasterbäume)
24 Tasterbaum wechseln Tasterbaum,Nummer = @LC
25 Tasterwechsel 1
26 Textvariable aus INI,Datei laden Variablenname = ArchiveName (Taster Archiv Name)
@[ConfigPath]probe\PRB_ASC.@Formula(“@LC”):3:0:z; Main; ArchiveName
27 Fahren X = 0.000 Y = 0.000 Z = 50.000
Absolut verfahren
28 Formelberechnung T = 1
29 Schleifenanfang Anzahl Ausführungen = Prb.MaxNo (Anzahl der Taster)
30 Koord.,Sys. laden 1
31 Tasterwechsel T
32 Kommentarzeile (Wir haben Taster die es nur Virtuell gibt, diese haben 0,001 Ø)
33 Kommentarzeile Sprung wenn der Taster 0,001 Durchmesser hat
34 If If Prb.D = 0.001
Anzahl der Nachkommastellen = 3
35 Gehe zu EndeSchleife1 (Sprung wenn ein Virtueller Taster ausgewäht ist)
36 Formelberechnung Geart = (Prb.A=0) AND (Prb.B<>0) (Abfrage ob es ein L-Taster ist)
37 If If GEART = 1
Anzahl der Nachkommastellen = 0
38 Anfang (ist es ein L-Taster dann wird das Koordinatensystem so gedreht)
39 Koord.,Sys. verschieben/drehen Z,Achse
X = 0.000 Y = 0.000 Z = 0.000, Winkel = Prb.B
40 Koord.,Sys. verschieben/drehen X,Achse
X = 0.000 Y = 0.000 Z = 0.000, Winkel = ,90.000
41 Koord.,Sys. verschieben/drehen Z,Achse
X = 0.0000 Y = 0.0000 Z = 0.0000, Winkel = ,90.0000
42 Ende
43 Else
44 Anfang (ist es ein NormalerTaster dann wird das Koordinatensystem so gedreht)
45 Koord.,Sys. verschieben/drehen Z,Achse
X = 0.000 Y = 0.000 Z = 0.000, Winkel = Prb.B
46 Koord.,Sys. verschieben/drehen X,Achse
X = 0.000 Y = 0.000 Z = 0.000, Winkel = ,Prb.A
47 Koord.,Sys. verschieben/drehen Z,Achse
X = 0.0000 Y = 0.0000 Z = 0.0000, Winkel = ,90.0000
48 Ende
49 Im Fehlerfall springen nochmal (Sprung bei Fehlermeldung)
50 Automatisch einmessen Tasternummer = T; T
Einmesskugel = 1
51 Gehe zu OK (Sprung wenn das Einmessen OK war)
52 Marke definieren nochmal (hierher wenn ein Fehler gemeldet wurde)
53 Fahren X = 0.000 Y = 0.000 Z = MBD (fährt frei)
Relativ verfahren
54 Fahren X = 0.000 Y = 0.000 Z = MBD (fährt über Kugelpol im jetzigen Koordsy.)
Absolut verfahren
55 Auf Kreisbahn fahren (Methode 2)Radius = MBD (fährt über Kugel)
X = 0.000 Y = 0.000 Z = 0.000
56 Automatisch einmessen Tasternummer = T; T (wiederholt das einmessen)
Einmesskugel = 1
57 Im Fehlerfall springen Aus (Muß ausgeschaltet werden)
58 Marke definieren OK
59 Marke definieren EndeSchleife1
60 Formelberechnung T = T+1 (Taster-Nr. wird hochgezäht)
61 Schleifenende
62 Tasterwechsel 1
63 Tasterdaten speichern
64 Taster archivieren @[ArchiveName] (Taster werden Archiviert)
65 Schleifenende
66 Tasterbaum wechseln Tasterbaum,Nummer = 1
67 Tasterwechsel 1
68 Fahren
KMG in Startposition
69 CNC ein/aus Aus
GEOPAK v3.3.R3 RC1 ( erstellt mit vers.)

MCOSMOS 3.3 und Windows7 64bit funktioniert !

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Die Installation von Mcosmos 3.3 war Problemlos, alle Treiber und Hilfsprogramme sind als 64 bit version verfügbar. Zuerst hatten wir den Treiber für die UCDBW-PCI Karte installiert. Die Mitutoyo Datei heisst Maschine_64. Danach kam die DOSBOX dran. Dieses Programm ist zur Zeit noch notwendig, um Transpak weiterhin verwenden zu können (an einer Windows Version wird derzeit geabeitet). Bei den Vorgabe-Parametern gab es noch Verbesserungen, sodass nun der Export von Daten zügig von Statten geht. Zum Schluß wurde MCosmos normal mit allen Optionen installiert. Was soll ich sagen…….ALLES FUNKTIONIERT !
Was bringt die ganze Umstellung auf 64 bit ?
Alles geht irgendwie geschmeidiger, vor allem CAT1000 profitiert anscheinend. Hier ist ein wirklicher Geschwindigkeitsgewinn zu sehen. Obwohl nach wie vor, alle Programmteile von MCosmos 32 bit Programme sind, ist das Arbeiten nun etwas flüssiger.

Zahnradvermessung und Rautiefe

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Ein Zahnrad mit Rauhtiefe Rz 0,005 ist mit Einzelabweichungen von 0,004 toleriert. Wenn die Rautiefe ausgenutzt wird, ist die Bestimmung dieser Werte nicht möglich. Auch z.b. das Diametralmaß ist dann nicht wiederholbar zu vermessen. Hier sollte dann das Zahndickenmaß dokumentiert werden, da sich dann, die Rautiefe nicht zu sehr auswirkt. Interessanter, als der Rz-Wert ist in diesem Zusammenhang, der Ra-Wert, da die Spitzen nach oben in den ersten Minuten des eingebauten Rades verschwinden.

Lösungsansätze:

Möglichst große Tastkugel und viele Punkte verwenden. ( je größer der Formfehler, je mehr Punkte). Das gilt im besonderen, bei einer großen Rautiefe.

TP200 und Antast – Abweichung “P”

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Bei der Überprüfung der Antastabweichung P, nach ISO 10360-2 mit einem Standart-Force Modul kann es bei der Prüfung zu größeren Abweichungen kommen. Wenn man die 25 Prüfpunkte genau betrachtet, kommt es immer wieder zu dem rgebnis, das der Punkt auf dem Pol der Prüfkugel die größte Abweichung zu sehen ist. Das kommt von den Unterschiedlichen Kräften die bei der Antastung Wirkung zeigen, die Punkte die mir einer Seitlichen Antaststrategie aufgenommen erden haben geringe Antastkraft da der Taster seitlich auslenken kann, der Punkt auf dem Pol hat bis zu 10-mal höhere Antast-Kräfte aufzuweisen. Bei einem versuch mit einer Briefwaage hat die seitliche Antastkraft einen Wert von ca. 1-3 Gramm, der Punkt auf den Pol bis zu 60 Gramm. Das wirkt sich natürlich nicht nur auf die Überprüfung der Antastabweichung aus, sondern auch bei der Realen Messung von Teilen und Werkzeugen.

Bei uns hat sich eine Änderung der Einmess- Routine bewährt, statt der Standartmäßigen 5 Punkt Messung 4 Punkte Äquator, ein Punkt auf den Pol ), haben wir nun 4 Punkte am Äquator und 4 Punkte auf 15 Grad der Z-Achse, durch diese Strategie – Änderung haben wir die Abweichung der Antastabweichung um 30% verringern können. Somit auch die Genauigkeit der Teilemessungen.

Kerbverzahnung prüfen mit MCOSMOS

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Mitutoyo bietet kein Modul für die Überprüfung einer DIN-Kerbverzahnung.
Jetzt gibt es ein Teileprogramm das alle Parameter einer DIN-Kerbverzahnung vermisst und dokumentiert. Die Eingabe erfolgt entweder über das Gearpak-Modul, oder wenn dies nicht zur Verfügung steht, über ein UDL-Dialog im Designer von Gearpak. Voraussetzung ist min. MCOSMOS da hier Zugriffe auf INI-Dateien möglich sind. Innen- und Aussen-Kerverzahnungen sind möglich. Beispielprotokoll auf Geomess.de.