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Messtechnik Messen und kalibrieren mit höchster Genauigkeit

| Autor / Redakteur: Nils Blondin* / Jan Vollmuth

Die globalisierte Wirtschaft fordert zunehmend austauschbare Fertigungsteile. Dazu müssen Produzenten, Händler und Anwender mit „demselben Maß messen“. Dies stellt etwa das DAkkS-akkreditierte Kalibrierlaboratorium und zertifizierte Prüflaboratorium der PMK GmbH mit Hilfe der Prüftechnik von Feinmess Suhl sicher.

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Mit dem EMP II von Feinmess Suhl kalibriert die PMK GmbH (Prüfen+Messen+Kalibrieren) Endmaße und Gebrauchsnormale von Kunden aus allen Bereichen der Industrie.
Mit dem EMP II von Feinmess Suhl kalibriert die PMK GmbH (Prüfen+Messen+Kalibrieren) Endmaße und Gebrauchsnormale von Kunden aus allen Bereichen der Industrie.
(Bild: Feinmess Suhl)

Bei der Kalibrierung eines Messmittels wird die Abweichung bzw. Übereinstimmung zwischen den ausgegebenen Werten des Messgeräts und den von einem Endmaß verkörperten Referenzwerten ermittelt. Diese Referenzwerte sind durch Normen festgelegt und gelten unter bestimmten vorgegebenen Bedingungen. Präzisionsmessgeräte wie Messschieber und Bügelmessschrauben sowie Messmittel wie Lehren und Endmaße müssen regelmäßig (meist jährlich) in DAkkS-akkreditierten Kalibrierlaboren (DAkkS – Deutsche Akkreditierungsstelle GmbH) kalibriert werden. Unternehmen, die keine eigenen DAkkS-Labore unterhalten, beauftragen dafür externe Dienstleister.

DAkkS-akkreditiert für die Messgrößen Länge und Drehmoment

Ein solcher Dienstleister ist das in Kassel ansässige Prüf- und Kalibrierlabor der PMK GmbH (Prüfen+Messen+Kalibrieren). Das eigentümergeführte Labor ist für die Messgrößen Länge und Drehmoment durch die DAkkS akkreditiert und bietet die ISO-Kalibrierung nahezu aller Längenmessgeräte nach den entsprechenden Normen, Richtlinien, Herstellerangaben und PMK-Kalibrieranweisungen an. Die Qualitäts-ISO-Kalibrierungen von PMK sind im Rahmen der Qualitätssicherung nach DIN EN ISO 9000ff optimiert. Hierbei sind alle von PMK verwendeten Prüfmittel auf nationale und internationale Normale rückgeführt.

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Die Kalibrierung der Messmittel erfolgt über spezielle Lehren und Endmaße. Endmaße gibt es in unterschiedlichen Formen u. a. als Parallel-, Winkel-, Kugel- oder Zylinderendmaße sowie in den vier Genauigkeitsklassen K, 0, 1 und 2 (siehe Ergänzendes zum Thema). Zur Kalibrierung von Längenmessmitteln kommen vor allem Parallelendmaße zum Einsatz. Dabei handelt es sich um genormte quaderförmige Maßverkörperungen in der Regel aus Stahl mit einer gehonten Oberfläche von höchster Güte, häufig auch aus Hartmetall, Keramik oder Glas. Parallelendmaße verkörpern im Rahmen ihrer Klassifizierung die 100-prozentige Genauigkeit einer bestimmten Länge. Sie werden meist in Sätzen aus 32 bis 121 einzelnen Endmaßen unterschiedlicher Längen und Abstufungen angeboten.

Endmaße werden regelmäßig kalibriert

Zur Kalibrierung einer Bügelmessschraube oder eines Messschiebers schiebt der Kalibriertechniker die für die Erreichung des gewünschten Maßes erforderliche Zahl an Endmaßen aneinander. Da die Endmaße durch die permanente Anwendung einem gewissen Verschleiß unterliegen, müssen auch sie regelmäßig kalibriert werden. PMK verwendet dafür den Endmaßprüfplatz EMP II von Feinmess Suhl (FMS), einem der ältesten Hersteller von mechanischer und elektronischer Präzisionsmesstechnik in Deutschland.

Der vergleichende Endmaßprüfplatz EMP II von FMS für die Genauigkeitsklassen 0, 1 und 2 – die Klasse K wird ausschließlich von der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt mittels Laserprüfverfahren erreicht – besteht aus einem schweren Gusssockel mit Positionier- und Messeinheit, einer motorischen Schalteinheit und einer Interface-Einheit. Sein dezentraler Aufbau minimiert die thermischen Einflüsse auf das Messergebnis. Die Kalibrierung erfolgt durch einen Vergleich des zu kalibrierenden Endmaßes mit einem Vergleichsmaß, das um mindestens eine Genauigkeitsklasse genauer sein sollte. Beim Wechseln der Messpunkte werden die Endmaße angehoben und nicht – wie bei anderen Prüfplätzen – auf einer Führungsschiene hin- und hergeschoben. Das verhindert mechanischen Abrieb und vermeidet ein Verkratzen der Endmaß-Flächen.

Konstante Umgebungsbedingungen erforderlich

Die Messunsicherheit des Endmaßprüfplatzes von FMS liegt bei 0,03 µm + 0,002 x D (für eine Längendifferenz von D ≤ 10 mm). Bei diesen hohen Messgenauigkeiten müssen die Umgebungsbedingungen im Kalibrierlabor genau stimmen und konstant sein. Zudem werden die Kalibriergegenstände und Vergleichsendmaße bereits tags zuvor temperiert. Da ein Anfassen mit der Hand das Endmaß erwärmen und damit die Kalibrierung zunichtemachen würde, werden die Endmaße mit entsprechenden Zangen (gehören zum Lieferumfang des EMP II) in den Prüfplatz eingesetzt und aus ihm entnommen.

Für den gesamten Vorgang müssen zweieinhalb bis drei Tage veranschlagt werden. Zwar ist der Endmaßprüfplatz EMP II dank seiner präzisen Kulissenführung der Prüfplatz mit dem schnellsten Handling und die eigentliche Kalibrierung dauert nur einen Tag, doch die Vorbereitung erfordert viel Zeit und Sorgfalt. Denn die Endmaße müssen zunächst aufwendig gereinigt werden. Danach erfolgt die Erfassung der Endmaße in das Prüfmittelüberwachungssystem, wobei die Identnummer jedes einzelnen Endmaßes erfasst wird. Erst dann werden die Endmaße kalibriert. Abschließend werden sie eingefettet und damit gegen Korrosion geschützt.

Vielfältige Messgeräte im Einsatz

PMK arbeitet seit 2013 mit dem vergleichenden Endmaßprüfplatz EMP II und nutzt noch weitere Kalibriersysteme von FMS, darunter das Bandmaßprüfgerät BMG 3000, das vollautomatische Messuhren- und Feinzeigerprüfgerät MFP 30 BV sowie den Kleinlängenmesser KLM 60. Dabei schätzen die Kasseler besonders die einfache, unkomplizierte Handhabung der Geräte, die mit vielen gängigen Software-Applikationen für Prüfmittelverwaltungs kompatibel sind, und den guten Service von FMS. (jv)

* Nils Blondin ist Geschäftsführer der Feinmess Suhl GmbH, Suhl.

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