Automatica 2023: Automatisierte Messtechnik von Mahr Oberflächen an Schrägverzahnungen messen

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Mahr AG Schweiz

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Zahnräder für Flugzeugtriebwerke sind schnell und zuverlässig zu messen, ohne die Oberflächen der Zahnflanken und Wellen zu beeinträchtigen. Dafür hat der Messtechnik- Spezialist Mahr eine automatisierte Messeinrichtung verwirklicht.

Beim Messen der Zahnräder für die Luftfahrt waren zwei wesentliche Kriterien zu erfüllen. Zum einen sollten die Zeiten der Messzyklen deutlich verkürzt werden. Zum anderen sollten die Oberflächen wesentlich prozesssicherer als ehemals erfasst werden. Unsicherheiten und Fehler durch manuelle Tätigkeiten sind zu vermeiden. Beim bisher üblichen Messsystem schwankten die Daten nicht nur abhängig vom Personal. Einige der gemessenen Doppelschrägverzahnungen wurden beim Messen physisch beeinträchtigt und mussten als Ausschuss ausgesondert werden. Ursache war die Einspannung der Zahnräder. Das Zahnrad wurde während der Messung eingespannt und gedreht. Die Spannbacken beschädigten aufgrund hoher Klemmkräfte die Oberflächen der Wellen und Zahnflanken.

Automatisierung als Chance

Die Spezialisten des Messtechnikherstellers Mahr konzipierten entsprechend den Forderungen ein vollständig automatisiertes Messverfahren. Sie sind überzeugt, dass allein mit einem solchen Messsystem zum einen Fehler ausgeschlossen werden können, zum anderen die doppelt schräg verzahnten Zahnräder nicht durch unachtsames Führen der Messsensorik oder der Vorrichtungen beschädigt werden. Zudem lassen sich die Messzyklen durch automatisierte, von der Sorgfalt eines Bedieners unabhängige Abläufe deutlich beschleunigen.

Tasteinheit folgt den Zahnflanken

Der Projektleiter von Mahr verwirklichte einen vollständig anderen Messablauf. Das Werkstück steht fest senkrecht auf der Messeinrichtung. Es wird zum Messen nicht bewegt. Der Messtaster wird zum Messen der Oberflächen an den Zahnflanken um das Werkstück herumgeführt. Verwirklicht haben die Experten bei Mahr dies mit den Messgeräten der Baureihe MarSurf Engineered Serie 1300. Sie arbeitet mit kufenloser Abtastung. Die Antriebseinheit dreht sich, um ihre Position an den Winkel des Zahnrads anzupassen. Das Zahnrad selbst bewegt sich nicht. Darüber hinaus arbeiten die Messgeräte vollständig automatisiert. Die Messdaten sind also unabhängig vom Personal.

Einfach zu bedienen

Um unterschiedliche Zahnräder zu messen, lässt sich das Messgerät einfach und übersichtlich programmieren. Die spezielle Software sorgt dafür, dass eine Vielzahl unterschiedlicher Zahnräder einfach und schnell gemessen werden können. Die Geometrie und die Merkmale der Zahnräder bestimmende Daten sind im Dialog einzugeben. Das betrifft zum Beispiel die Anzahl der Zähne, den Durchmesser, den Modul und den Winkel der Schrägverzahnung. Daraus berechnet die Software selbsttätig den Messablauf. Nach dem Start eines Hilfsprogramms schwenkt die Antriebseinheit in den Winkel der Schrägverzahnung. Das Messen der Zahnflankenoberflächen läuft dann vollständig automatisch. Der Bediener muss lediglich beaufsichtigen. Er kann dies ohne messtechnische oder spezifische Kenntnisse des Messplatzes und ohne Kenntnisse zum Programmieren der speziellen Messabläufe.

Innert 8 min komplett gemessen

Das vollständig automatisierte Messen auf dem Messgerät der Baureihe MarSurf Engineered S 1300 ist deutlich stabiler, robuster und schneller als bisherige Messverfahren. So dauert es inzwischen nur 8 min statt ehemals 240 min, um eine Doppelverzahnung zu messen. Somit amortisiert sich für den spezifischen Anwender in der Luftfahrt die Investition innerhalb von nur zwei Jahren. Er kann die Qualität seiner Verzahnungen und Getrieberäder durchgängig gewährleisten. - kmu - SMM

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