Bandmaßprüfgerät

Strich für Strich geprüft

Automatische Kalibrierung. Die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) nutzt für die Prüfung und Bewertung der Konformität von Längenmessmitteln neben einem 50 Meter langen Interferenzkomparator auch ein zehn Meter langes vollautomatisches Bandmaßprüfgerät von Feinmess Suhl.

Das Bandmaßprüfgerät BMG10000 gestattet die vollautomatische Kalibrierung und Prüfung von Gliedermaßstäben und Rollbandmaßen in allen Längen und Ausprägungen.

Verkörperte Längenmaße mit Stricheinteilung wie Messbänder, Gliedermaßstäbe („Zollstöcke“), Arbeitsmessstäbe (Stahl- oder Glaslineale, Schneiderellen) sind allgegenwärtig. In Industrie, Handel und Gewerbe dienen sie der Längenmessung oder der Ermittlung der Fläche sowie des Volumens und sind damit häufig die Grundlage für die Abrechnung von Dienstleistungen oder Wirtschaftsgütern. Die hierfür eingesetzten Längenmaße müssen, da sie im gesetzlich geregelten Bereich verwendet werden, ein Konformitätsbewertungsverfahren nach Richtlinie 2004/22/EG (MID) durchlaufen.

Die Durchführung dieser Prüfungen oder Bewertungen der „Konformität von Längenmessmitteln“ anhand von Baumustern, Produktionsstichproben und Entwürfen ist die Aufgabe der gleichnamigen Arbeitsgruppe 5.45 der Abteilung Fertigungsmesstechnik in der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB).

Prüftechniken für unterschiedliche Ansprüche
Für die Baumusterprüfbescheinigung von Messbändern, starren oder halbstarren Strichmaßen und Gliedermaßstäben sowie berührungslosen Längenmesssystemen steht der Arbeitsgruppe 5.45 neben einem 50-Meter-Interferenzkomparator in vollklimatisierter Umgebung seit einiger Zeit auch ein Bandmaßprüfgerät (BMG) von Feinmess Suhl mit einer Messlänge von zehn Metern und einer automatischen Bildverarbeitung (BV) zur Verfügung. Auf beiden Geräten werden im Fall der verkörperten Längenmaße mit Stricheinteilung die Striche des jeweiligen Prüflings mit der eines Normals verglichen. „Mit dem Interferenzkomparator können Messbänder auf wenige Mikrometer genau gemessen werden. Allerdings sind diese Messungen sehr aufwendig und das Gerät sehr pflegeintensiv“, erklärt Arbeitsgruppenleiter Ingo Lohse.

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Abrolleinrichtung für lange Bandmaße mit mehr als zehn Meter Länge. © Feinmess Suhl

Daher nutzt sein Team stattdessen das Bandmaßprüfgerät BMG10000 BV, wenn stichprobenartige, produktionsüberwachende Prüfungen von handelsüblichen Messbändern sowie Glieder- und Arbeitsmaßstäben vorgenommen werden. Die Fehlergrenze oder Genauigkeit des BMG liegt unter 50 Mikrometer (auf zehn Meter Länge) und ist damit mehr als ausreichend. Zudem seien die Prüfungen mit dem neuen Bandmaßprüfgerät dank des vollautomatischen Prüfmodus unkompliziert und der Arbeitsaufwand wesentlich geringer als bei Prüfungen mit dem Interferenzkomparator.

Speziell konzipiert
Feinmess Suhl entwickelte das BMG10000 BV Anfang 2017 als Evolution des kürzeren BMG5000 BV. Den Anstoß dazu gab die PTB. Denn das Kalibrieren von Bandmaßen hat durch die letzte Änderung der IATF 16949 hinsichtlich der Beurteilung von Messsystemen sowie die Art und Weise der Aufzeichnungen der Kalibrierung und Verifizierung von Prüfmitteln an Bedeutung gewonnen. Ingo Lohse und sein Team kannten bereits den kleineren Kalibrierplatz BMG5000 BV. Sie wünschten sich jedoch mehr Länge. Denn umso länger das Bandmaßprüfgerät, desto weniger häufig muss bei der Prüfung langer Messbänder umgesetzt und neu ausgerichtet werden.

Das BMG10000 BV gestattet vollautomatische Kalibrierungen und Prüfungen von Gliedermaßstäben und Rollbandmaßen in allen Längen und Ausprägungen sowie von Umfangsbandmaßen und Stahl- oder Glasmaßstäben mit Skalen, die von einer Kamera gelesen werden können. Dabei erfasst eine hochauflösende CCD-Kamera selbstständig die Stricheinteilung des Prüfkörpers, die mit dem Sollwert verglichen und in der Software protokolliert wird. Manuelle Ablesefehler werden auf diese Weise ausgeschlossen. Ist bei der Prüfung längerer Messbänder ein Umsetzen erforderlich, findet die Software selbstständig den Aufnahmepunkt wieder und prüft von dort weiter. Zudem werden die Messergebnisse visualisiert und über das integrierte Interface an die Mess- und Auswertesoftware weiterleitet. Hinterlegte Prüfalgorithmen vereinfachen dabei den Prüfablauf und die Auswertung.

Für den Einsatz des BMG10000 in Braunschweig modifizierte Feinmess Suhl die Software gemäß dem Anforderungsprofil der PTB. So wurde eine Strichbreitenmessung realisiert, um auch nach internationalen Normen prüfen zu können.

Entscheidend bei der Konstruktion des BMG war ein geringer Abstand zwischen Prüfling und Messsystem. Dies minimiert den Abbe‘schen Fehler und garantiert die Messgenauigkeit. Um die Genauigkeit des Gesamtsystems und die Rückführung auf nationale Normale sicherzustellen, führt die PTB zweimal jährlich eine Kalibrierung des BMG mit dem hauseigenen Interferometer durch. Der dabei ermittelte Wert muss sich im Rahmen der Messunsicherheitsbilanz des Geräts bewegen und später bei jeder Prüfung mit dem BMG berücksichtigt werden.

Länge als logistische Herausforderung
Die Realisierung des zehn Meter langen Bandmaßprüfgerätes stellte Feinmess Suhl allerdings vor verschiedene, vor allem logistische Herausforderungen. So besteht das BMG10000 aus Transportgründen aus mindestens zwei Grundteilen von jeweils zirka 5.200 Millimeter Länge. Da das PTB-Prüflabor für Längenmessmittel in einem Kellerraum mit eingeschränktem Zugang untergebracht ist, mussten diese beiden Einzelteile zunächst mit Hilfe eines Krans in einem vertikalen Lichtschacht hinabgelassen und anschließend um mehrere Ecken an den finalen Bestimmungsort transportiert werden. „Auch die Installation des Systems im Gebäude und der nachträgliche Einbau des Messsystems, einem temperaturstabilisierten Messlineal aus Invar-Stahl, in den zusammengesetzten, zweiteiligen Grundkörper war nicht ganz ohne“, erklärt Nils Blondin, Geschäftsführer von Feinmess Suhl.

Doch der Aufwand hat sich gelohnt: Das Team konnte dank des neuen BMG die Prüfzeiten für verkörperte Längenmaße mit Stricheinteilung deutlich reduzieren. „Derzeit gibt es auf dem Markt keine vergleichbaren Prüfsysteme. Die physikalische Idee ist nicht neu, doch die Umsetzung ist sehr smart“, bestätigt Ingo Lohse.

D. Rode/as

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