Definition “Messen”
“Ausführen von geplanten Tätigkeiten zum quantitativen Vergleich der Messgröße mit einer Einheit”
Definition “Prüfen”
Tätigkeit wie Messen, Untersuchen, Ausmessen bei einem oder mehreren Merkmalen einer Einheit, sowie Vergleich der Ergebnisse mit festgelegten Forderungen, um festzustellen, ob Konformität für jedes Merkmal erziehlt ist.
Kann ein Messwert jemals dem wahren Wert entsprechen?
Nein, niemals. Es gibt immer eine Abweichung.
Was ist eine geometrische Produktspezifikation?
Die Geometrische Produktspezifikation (GPS) ist ein internationales Normensystem (ISO), das die Regeln für die Beschreibung von Bauteileigenschaften festlegt.
z.B. Rundheitstoleranz
Wieso ist trotz GPS oft die Spezifikation unvollständig?
Umgebungseinflüsse (Luftfeuchte, Luftdruck, …)
Einfluss des Bauteils selbst (Durchbiegung, …)
Sauberkeit des Bauteils
Was ist eine Maßverkörperung? Nenne außerdem 2 Beispiele!
ein fassbares Objekt oder ein Naturphänomen, welches durch ein unveränderliches Merkmal das zu verkörpernde Maß darstellt. Es dient zum Messen, als Normal zur Kalibrierung oder als Prototyp der Maßeinheit
z.B.:
Lehren oder Maßstäbe: Parallelendmaße (für Länge), Winkel, Sinuslineal
während der Messung unbewegliche Teile (Referenzen)
Was prüft man mit Lehren?
die Einhaltung von Toleranzen in:
Form
Maß
beides
Was ist der Unabhängigkeitsgrundsatz?
In der GPS:
Jede spezifizierte Maß-, Form- oder Lagetoleranz auf einer Zeichnung muss unabhängig voneinander eingehalten werden, sofern keine besondere Beziehung (z. B. das Hüllprinzip) angegeben ist.
-> Man prüft Form und Maß getrennt
Wieso muss die Messunsicherheit immer mit angegeben werden?
Weil es sonst zu Fehlinterpretationen des Messergebnisses kommt
Was ist in einem vollständigem Messergebnis vorhanden?
x = X ± U
x = Messergebnis
X = bereits korrigierter Messwert (Mittelwert der Messreihe)
U = Messunsicherheit (bei erweiterter Messunsicherheit k mit angeben)
Welche beiden Arten von Messunsicherheiten gibt es?
Standardunsicherheit u :
-> Standardabweichung des Messergebnisses
erweiterte Messunsicherheit U
-> Standarsunsicherheit x Erweiterungsfaktor k (oft k=2 für 95% Überdeckung)
Wie berechnet sich die Messunsicherheit?
Was sagt der Taylorsche Grundsatz?
Gutlehren prüfen die Form in ihrer Gesamtwirkung
-> prüfen des Maximal-Material-Grenzmaß
-> Länge der Lehre soll der des zu prüfenden Bereiches entsprechen
Ausschusslehren prüfen nur einzelne Bestimmungsstücke der Form
-> prüfen des Minimal-Material-Grenzmaß an verschiedenen Orten, in verschiedenen Lagen, nach allen Richtungen
Mit welcher Lehre wird das Maximum-Materialmaß geprüft?
mit einer Gutlehre
(z.B. bei Wellen breitester Druchmesser, bei Bohrungen kleinster Bohrungsdurchmesser)
Womit prüft man Bohrungsdurchmesser?
mit einem sog. Grenzlehrdorn
-> er muss rein passen und vollständig ausfüllen
Welche Kriterien muss eine nach dem Taylorschen Grundsatz gestaltete Gutlehre für eine Welle erfüllen?
Gutlehren prüfen nicht nur einzelnes Maß, sondern auch Formfehler und somit das Prüfobjekt in seiner Gesamtwirkung
für eine Welle heißt das:
Gutlehre muss Maximum-Material-Maß (Höchstmaß) verkörpern
Gutlehre muss über der gesamten Wellenlänge anliegend sein (beim drüberschieben) -> Prüfung der Vollform
Gutlehre muss schon bei Eigengewicht passen
Was ist die Messwertumkehrspanne?
Sie ist die Differenz der Messergebnisse für denselben Messpunkt, wenn dieser einmal bei zunehmender und einmal bei abnehmender Messgröße angefahren wird.
-> prüfkraft wirkt immer in die selbe Richtung, Reibkraft wirkt immer der Bewegung entgegen -> dadurch Differenz
z.B. bei einer Messuhr (DIN878)
Wie kann man die Messwertumkehrspanne reduzieren?
Reibung reduzieren
Benennen Sie die Hauptkomponenten eines Koordinatenmessgerätes.
Grundgestell:
Achsen als Führungen (->somit kartesisches Koordinatensystem)
Tastsystem (Sensoren):
schaltende Taster,
messende Taster (Scanner),
optische Taster
Steuerung (Controller)
Messsoftware
Protokollierung
In welche beiden Untergruppen lassen sich taktile Tastsysteme unterteilen?
Nennen Sie für jede Untergruppe einen Vorteil!
Schaltende Tastsysteme:
+ schnelle Einzelpunktaufnahme, robuster, günstiger
Messende Tastsysteme: -> Scanner
+ hohe Informationsdichte, Formprüfung möglich
Was versteht man unter dem Scanningbetrieb für Koordinatenmessgeräte?
Benennen Sie je einen Vor- und einen Nachteil im Vergleich zur
Einzelpunktantastung.
-> kontinuierliche Antastung der Oberfläche
-> erstellen einer Punktwolke
Vorteil: hohe Informationsdichte
Nachteil: teuerer, komplexer
Was ist die Referenztemperatur für Längenmessung?
weltweit einheitlich 20°C
Wie lässt sich die durch eine Temperaturabweichung ΔT des Messobjektes und des Maßstabs zur Referenztemperatur verursachte Längenmessabweichung ΔL berechnen (Formel)?
(Referenztemperatur 20°C)
Unter welchen Bedingungen können temperaturbedingte Längenmessabweichungen vermieden werden?
einhalten der Referenztemperatur 20°C (ohne Schwankung) im Prüfraum
Prüfobjekt und Messgerät müssen gleiche Temp. haben
Prüfobjekt und Maßverkörperung mit
gleichem Ausdehnungskoeffizienten
Ein Bildverarbeitungssystem soll Kratzer auf einer ebenen metallischen Oberfläche detektieren. Welche der aufgeführten Beleuchtungsarten ist dafür am besten geeignet:
diffuses Auflicht,
Hellfeldbeleuchtung oder
Dunkelfeldbeleuchtung?
Wie erscheinen die Kratzer im Bild?
Dunkelfeldbeleuchtung (da es nicht blendet)
-> Licht wird an Kratzern gestreut
-> Kratzer erscheinen als helle Linien oder Punkte
Was wird im Verfahren 1 im Prüfmittelmanagement geprüft?
die systematische Messabweichung und Genauigkeit
Voraussetzungen:
Normal mit bekanntem Merkmalswert
Wiederholungsmessungen
Bediener der Ahnung hat
Wie berechnet man die Fähigkeitsindexe c_g, c_go, c_gu und c_gk des Messsystems?
T = OGW - UGW
systematische Messabweichung = x_N - x̄
Was prüft Verfahren 2 zusätzlich zu Verfahren 1?
Einfluss des Bedieners
Was ist Vorraussetzung zur Durchführung von Verfahren 2 im Prüfmittelmanagement?
ein positives Ergebnis aus Verfahren 1 (c_gk > 1,33)
mindestens 5 Prüfobjekte die die Merkmalstoleranz überdecken
mindestens 2 verschiedene Prüfer
Wie berechnet man die Gesamtstreubreite des Messsystems in Verfahren 2?
Wie lautet die Goldene Regel der Messtechnik?
Die Messunsicherheit darf ein Zehntel der geforderten Toleranz nicht überschreiten.
Beispiel:
L = 70 mm +- 0,5 mm
Toleranzbereich: 1 mm
damit: zulässige Messunsicherheit +- 0,1 mm
Was ist das Abbesche Prinzip? Nenne ein Beispiel für Erfüllung und eins für nicht Erfüllung
Maßverkörperung und Messstrecke müssen auf einer Linie (in Flucht) liegen!
Wenn dies nicht der Fall ist kommt es zu Kippungsabweichungen 1. und 2. Ordnung
Beispiel für Erfüllung:
Messband
Beispiel für nicht Erfüllung:
Messschieber
Was ist eine Kippungsabweichung 1. Ordnung?
Hebelarm (Abstand zwischen Prüfobjekt und Maßverkörperung/Skala) der das Messergebnis verfälscht
(wenn das Abbesche Prinzip nicht eingehalten wird)
Was ist eine Kippungsabweichung 2. Ordnung?
Kippwinkel wenn Prüfobjekt nicht parallel zur Maßverkörperung (Skala) steht sondern schief ist
Wie können Kippungsabweichungen 1. Ordnung vermieden werden?
In dem man das Abbesche Prinzip anwendet. Dann können maximal Abweichungen 2. Ordnung auftreten.
Welche Messabweichung (1. oder 2. Ordnung) hat mehr Einfluss auf den Messwert?
Ordnung (Kippungswinkel)
Was sind die Verfahren 1 bis 3 in der Messsystemanalyse (MSA)?
Verfahren 1:
Prüft sytematische Messabweichung und Genauigkeit
Verfahren 2:
Wiederhol- und Vergleichspräzision (Gage R&R) mit Bedienereinfluss (EV =/= 0)
Verfahren 3:
Wiederhol- und Vergleichspräzision (Gage R&R) ohne Bedienereinfluss (EV = 0)
Was ist die Wiederholpräzision?
Sie gibt die Streuung der Messwerte unter konstanten Bedingungen an und prüft somit die Equipment Variation (EV).
Was ist die Vergleichspräzision?
Sie gibt die Streuung der Messwerte an wenn verschiedene Bediener das selbe Merkmal messen und prüft somit Appraiser Variation (AV).
Was prüft man in Verfahren 3?
Im Prinzip das gleiche die in Verfahren 1 (systematische Messabweichung, Wiederholpräzision) nur in der Serienproduktion und nicht im Labor.
Zur Prüfung des Durchmessers einer Welle (20 ± 0,1 mm) soll ein neues Messgerät eingesetzt werden.
Die ermittelte Wiederholpräzision beträgt 0,0077mm, die Vergleichspräzision 0,0046mm.
Ist das Messgerät nach Verfahren 2 für die Messaufgabe geeignet?
Rechnung:
%GRR < 10% -> geeignet
30% > GRR > 10% -> bedingt geeignet (hier der Fall)
%GRR > 30% -> nicht geeignet
Nach welchem Kriterium wird entschieden, ob Verfahren 2 oder Verfahren 3 zur Anwendung kommt?
nach dem Systemtyp:
ist es vollautomatisch -> Verfahren 3 (ohne Bedienereinfluss)
ist es manuell -> Verfahren 2 (mit Bedienereinfluss)
Nenne die Gestaltabweichungen 1. bis 4. Ordnung
1. Ordnung: Formabweichungen
-> Geradheit, Ebenheit, Rundheit
2. Ordnung: Welligkeit
-> Wellen
3. Ordnung: Rauheit (Werkzeugspuren)
-> Rillen
4. Ordnung: Rauheit (Bearbeitungsprozessspuren)
-> Riefen, Schuppen, Kuppen
Was muss man nach dem Erfassen einer Formabweichung immer tun?
Filterung nach DIN EN ISO 12180-1
Was ist ein primäres Oberflächenprofil und was ist das Primärprofil?
primäres Oberflächenprofil:
gemessenes Profil nach einer Tiefpassfilterung (mit Grenzwellenlänge λ_s)
Primärprofil:
primäres Oberflächenprofil nach einer Hochpassfilterung (mit Grenzwellenlänge λ_f)
Ordne die Gestaltabweichungen kurzwelligen und langwelligen Anteilen zu.
Ordnung: Formabweichungen -> langwelliger Anteil
Ordnung: Welligkeit -> (langwelliger, eigentlich mittelwelliger) Anteil
Ordnung: Rauheit -> kurzwelliger Anteil
Wie bekommt man das Rauheitsprofil einer Oberfläche?
durch Hochpassfilterung (nur kurzwellige Anteile) des Primärprofils mit λ_c
Wie bekommt man das Welligkeitsprofil einer Oberfläche?
durch Tiefpassfilterung (nur langwellige Anteile) des Primärprofils mit λ_f
Wie bekommt man das Formprofil einer Oberfläche?
durch Tiefpassfilterung (nur langwellige Anteile kommen durch) des Primärprofils mit λ_f
-> nur langwellige Anteile des Profils (ohne Welligkeit und Rauheit)
Welche drei Oberflächenprüfverfahren gibt es? Nenne jeweils Beispiele
selektive Prüfverfahren
-> Sichtvergleich
-> Tastvergleich
Tastschnittverfahren
-> Bezugsflächentastsysteme
-> Einkufentastsysteme
-> Zweikufentastsysteme
optische Verfahren
-> Weißlichtinterferometrie
-> Fokusvariation
-> Streulichtverfahren
Was sagt die Abbott-Firestone-Kurve aus? (Materialanteilkurve)
Sie zeigt, wie sich das Material über dem Querschnitt (Tiefe) des Bauteils verteilt. Mit ihrer Hilfe kann man bestimmen, in welcher Höhe (Tiefe) welcher Materialanteil vorhanden ist und somit wie in etwa das Profilbild aussieht.
(eine davon merken, man muss die evtl. zeichnen)!!!
Wie sieht die Materialanteilkurve für eine gut gleitende Oberfläche aus?
ungefähr so; steiler abfall, danach fast horizontal (Plateau), dann wieder steil
-> steiler Abfall zu Beginn = kaum Spitzen in der Obefläche -> große Kontaktfläche -> kein Einlaufen des Lagers
-> viel Material im Plateau (unten ist 100%) -> hohe Tragfähigkeit
->steiler Abfall zum Ende = tiefe schmale Einschnitte -> Reservoirs für Schmierstoffe
Was ist die Formabweichung?
Das ist der Abstand f der Grenzlinien/flächen die das wirkliche Element einschließen (Minimumbedingung).
Was ist eine Rundheitsabweichung?
(eine Formabweichung)
= Wert der größten positiven örtlichen Rundheitsabweichung addiert zum Betrag der größten negativen örtlichen Rundheitsabweichung (-> Radiendifferenz zwischen zwei die Kontur einschließenden Kreisen)
Nenne Messgeräte um die Rundheitsabweichung zu messen.
Feinzeiger
Messständer
Messplatte
Prisma
Koordinatenmessgerät (Scanner)
Was ist eine Geradheitsabweichung?
Das ist der Abstand zwischen zwei zur Referenzgeraden parallelen Grenzlinien.
Wie funktioniert ein Feinzeiger?
Messplatte ist Geradheitsnormal
Feinzeiger misst Abstand zwischen Messobjektoberfläche und Messplatte
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