10.11.2014: Bernhard Lichtenauer & Joachim Norz, DR. JOHANNES HEIDENHAIN GmbH

Der ständige Fortschritt im Bereich der Werkstoffe sowie der Wunsch, immer kleiner zu fertigen, stellen auch die Vermessung filigraner Werkstücke vor neue Herausforderungen. So kann die ungewollte Deformation des Werkstücks durch das Messgerät das Messergebnis verfälschen oder gar das Werkstück beschädigen bzw. zerstören. Der kompakte, handbetätigte Messtaster METRO Zero Force von HEIDENHAIN minimiert diese Risiken. Er ermöglicht es, filigrane Werkstücke nahezu ohne die Einwirkung einer Messkraft mit sehr hoher Genauigkeit zu vermessen.

Zerstörungsfreie, nicht taktile Messprinzipien gibt es viele in der Metrologie. Die große Herausforderung ist jedoch die Bereitstellung einer hohen Genauigkeit, denn optisch messende Verfahren erreichen nicht die
Genauigkeit taktiler Messgeräte mit photo-elektrischer Abtastung. Transparente Materialien stellen optische Verfahren außerdem immer wieder vor Probleme, da eine Messung nur mit hohem Aufwand möglich ist. Der neue Messtaster Zero Force aus der METRO-Serie von HEIDENHAIN erlaubt es nun, einen Prüfling ohne Verformungen oder Beschädigungen taktil zu messen. Das ermöglicht der außergewöhnlich niedrige Messkraftverlauf zwischen 0,01 und 0,07 N, den der Messtaster über seinen kompletten Messweg von 12 mm aufweist.

Messergebnis ohne Wärme-Einfluss

Außer durch seinen niedrigen Messkraftverlauf besticht der METRO Zero Force durch eine Zerodur-Präzisionsteilung mit 2 μm Signalperiode. Zerodur hat im Bereich von 0 °C bis 100 °C einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von annähernd 0 ppm/K. Die Umgebungstemperatur hat somit quasi keinen Einfluss auf die Ausdehnung des Maßstabs und es wird immer die wahre Länge gemessen. Aufgrund dieser hervorragenden thermischen Eigenschaften wird Zerodur übrigens auch für astronomische Großteleskope als Spiegelträger material eingesetzt.

Neben der Abtastung ist die hochpräzise Kugellagerführung ein weiteres Herzstück des METRO Zero Force. Das Zusammenspiel von Kugellagerführung und hochgenauer photo-elektrischer Abtastung ermöglicht eine Wiederholgenauigkeit, die kleiner als 0,03 μm ist und über den kompletten Messweg ermittelt wird. Die Systemgenauigkeit des Messtasters liegt innerhalb von ±0,2 μm und setzt auch hinsichtlich dieses Leistungsmerkmals die Referenz...