Form- und Lagetoleranzen sind Bezeichnungen, die von Maschinenbauingenieuren verwendet werden, um Toleranzen für Fertigungsteile und Baugruppen zu definieren und kommunizieren.
Wie es funktioniert
Form- und Lagetoleranzen werden in Konstruktionszeichnungen verwendet, um die nominale (d.H. ideale) Geometrie und zulässige Variationen genau zu beschreiben. Mit diesen Angaben kann das Fertigungspersonal die Produktionsmaschinen so programmieren, dass für jedes Fertigungsteil akkurate und genaue Ergebnisse erzielt werden.
Form- und Lagetoleranzen definieren:
Nominale Geometrie von Fertigungsteilen und Baugruppen
Zulässige Variationen der Form und Größe von einzelnen Merkmalen
Zulässige Abweichung zwischen Merkmalen
Die verschiedenen Anforderungen in Bezug auf Form- und Lagetoleranzen können in fünf Hauptkategorien unterteilt werden: Form-, Profil-, Orientierungs-, Positions- und Rundlauftoleranzen.
Messtechnikanwendungen von Form- und Lagetoleranzen – Das Design überprüfen
Derzeit werden Form- und Lagetoleranzen hauptsächlich von Messtechnikern verwendet, um bei 3D-Messungen sicherzustellen, dass die Merkmale von Musterartikeln der Konstruktionsabsicht entsprechen.
Dies erfolgt normalerweise Offline, in einer sauberen, kontrollierten Laborumgebung. Dort werden meist berührungslose Lösungen wie Koordinatenmessgeräte für die Datenerfassung eines Objekts verwendet. Der Zeitfaktor ist hier nicht entscheidend. Der Fokus liegt auf Messgenauigkeit und Präzision.
Form- und Lagetoleranzen für Inline-Anwendungen – 100% Qualitätskontrolle
Obwohl Form- und Lagetoleranzen ursprünglich nur in Offline-Anwendungen Verwendung fanden, haben wir festgestellt, dass auch die Inline-Produktionsumgebung einen starken Bedarf für Form- und Lagetoleranzen hat, um eine 100%ige Qualitätskontrolle zu gewährleisten (d.H. jedes Objekt in der Fertigungslinie wird geprüft und nicht nur das Musterteil oder Stichproben).
Form- und Lagetoleranzen für die Inline-Inspektion zu nutzen hat große Vorteile. Es vereinfacht die Einrichtung der Qualitätskontrolle für Messobjekte, indem Hersteller nun über eine internationale Designsprache verfügen, die auch ISO-Normen entspricht. Form- und Lagetoleranzen bieten gute Qualitätsstandards für die Inline-Qualitätskontrolle, wenn bestimmte geometrische Elemente oder Merkmale verifiziert werden müssen, um den Produktionsanforderungen gerecht zu werden.
Die Herausforderung
Form- und Lagetoleranzen in einer Inline-Umgebung zu unterstützen stellt eine Herausforderung dar. Denn es muss sowohl ein präzises 3D-Modell des Messobjekts erstellt als auch die schnellen Zykluszeiten der Inline-Produktion erreicht werden. Traditionelle Offline-Lösungen wie Koordinatenmessgeräte können diesen Anforderungen nicht gerecht werden. Deshalb sind Form- und Lagetoleranzen bisher nicht bei Inline-Anwendungen verwendet wurden.
Die Lösung – 3D-Smart-Sensoren mit integrierten Form- und Lagetoleranzen
LMI ist der Ansicht, dass eine Benutzererfahrung mit der Angabe von Form- und Lagetoleranzen die Qualitätskontrolle stark vereinfachen würde. 3D-Smart-Sensoren sind auf die Digitalisierung von Messdaten und die “smarte” Verarbeitung von Algorithmen zur Bereitstellung von Ergebnissen zu Form- und Lagetoleranzen ausgelegt.
Das hätte zur Folge, dass in Zukunft Leittechniker (nicht Messtechniker) einen 3D-Smart-Sensor für die Qualitätskontrolle von neuen Messobjekten einrichten, indem sie Form- und Lagetoleranzdaten von Zeichnungen auf digitale Angaben übertragen und diese dann auf gescannten 3D-Oberflächen Anwendung finden. Dashboards könnten Toleranzschwankungen während der Produktion überwachen und diese Informationen so weitergeben, dass sie direkten Bezug auf die Konstruktionszeichnungen nehmen. Somit können Leittechniker jederzeit für eine 100%ige Qualitätskontrolle sorgen.
Schlussfolgerung
Zusammenfassend, glauben wir, dass die Form- und Lagetoleranzanalyse auch Inline für die Konformitätsprüfung von Bauteilen durchgeführt werden kann. LMI sieht darin die Zukunft — ein berührungsloses, automatisiertes Inspektionssystem, das Form- und Lagetoleranzen in Inline-Anwendungen nutzt und Herstellern bei der Überwachung von Bauteiltoleranzen unterstützt.
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