(E) V7 - Fertigungsmesstechnik

• Vorteil

  • nicht berührend

  • große Distanzen

  • Schnell

• Nachteil: Sensibel gegenüber

  • feklektierende Oberflächen

  • Verschmutzung

• Oberbegriff für alle mit Mess- und Prüfaufgaben verbundenen Tätigkeiten, die beim Produktentstehungsprozess zu erbringen sind

• Gemessen wird häufig ein Werkstück

  • Es kann sich aber auch um eine Maschine, ein Werkzeug oder ein anderes Messgerät handeln

• Vergleichbarkeit => Oberste Priorität

  • Uneingeschränkte Vergleichbarkeit der Messergebnisse über verschiedene Messprozesse hinweg

• Vielfalt

  • Vielfältige Merkmale und Umgebungsbedingungen

• Kontinuierliche Verbesserung

  • Beitrag zur kontinuierlichen Verbesserung des Produktentstehungsprozesses

• Oberste Priorität

• Uneingeschränkte Vergleichbarkeit der Messergebnisse über verschiedene Messprozesse hinweg

• Schon eine Abweichung zwischen Kunde- und Lieferant kann das Vertrauen und damit die Geschäftsbeziehung erheblich störe

• Vielfältige Merkmale und Umgebungsbedingungen

  • Fertigungsmesstechnik muss unter verschiedensten Umständen einsetzbar sein und unterschiedlichste Merkmale erfassen können

• Sie muss daher in vielfältiger Ausführung existieren

  • Messtechnik, welche in einem separaten Messraum mit überwachter Atmosphäre eine Geometrie abtastet

  • Messtechnik, welche in Echtzeit während der Durchführung von Fertigungsprozessen Defekte erkennen muss

• Beitrag zur kontinuierlichen Verbesserung des Produktentstehungsprozesses

• Durch die Rückführung der bei der Produktion gewonnenen Messdaten können prozessbegleitend Regelungen aufgebaut werden

• Messtechnische Erfassung von Qualitätsmerkmalen

• Prüfung der Geometrie => Merkmale einzelner Werkstücke

• Funktion => Funktionalität eines ganzen Produktes zum Gegenstand und findet sich daher überwiegend am Ende einer Prozesskette

• Werkstoff => Ermittlung von Werkstoffkenngrößen wie bspw.

• Funktion => Funktionalität eines ganzen Produktes zum Gegenstand und findet sich daher überwiegend am Ende einer Prozesskette

  • Kraft

  • Moment

  • Drehzahl

  • Geräusch

• Werkstoff => Ermittlung von Werkstoffkenngrößen wie bspw.

  • Makrostrukturen

    • Riss

    • Gefüge

  • Härte

  • E-, G-Modul

• Prüfung der Geometrie => Merkmale einzelner Werkstücke

  • Charakterisierung von Gestaltabweichungen

    • Maß

    • Form

    • Lage / Positionierung

  • Oberflächenbeschaffenheit (Rauheit können sich auch überlagern)

    • Welligkeit

    • Rauheit

• Geometrie stellt nahezu 90 % der Prüf- und Messaufgaben dar

• Welligkeit

• Rauheit

• Maß

• Form

• Lage

• Koordinatenmesstechnik

• Oberflächentechnik und Sichtprüfung

• Moderne Qualitätssicherung denkt in Regelkreisen

• Qualitätssicherungssysteme begünstigen als Teil dieser Regelkreise die Wirksamkeit des Produktionssystems.

• Produktionssystem

• Qualitätssicherungssystem, welches zusammen eine Qualitätsregelung ermöglicht

  • Qualitätsregler

  • Messtechnik

• Qualitätssicherungssystem, welches zusammen eine Qualitätsregelung ermöglicht

  • Qualitätsregler

  • Messtechnik

• Optimale Prozessregelung durch Qualitätsregler

• Qualitätsregler umfasst folgende Bereiche

  • Input

  • Evaluationsmethoden

  • Steuerungsangaben

• Gemessene Qualität & Unsicherheit

• A-priori -Wissen

• Vorgaben

Es werden die Qualität-Inputs verwendet, um Steuerungsangaben abzuleiten

• Funktionsmodelle

• Prozesswissen

• Digitale Zwillinge

• Reaktives Eingreifen

• Prädikatives Eingreifen

• Die Wahl des richtigen Integrationsgrad der Messtechnik dient der Messung der Qualität mit geringer Unsicherheit als Datengrundlage für den Qualitätsregler

• Im Produktionssystem geschieht die Wertschöpfung des Produktes

• Anhand eingehender Steuerung werden im Produktionssystem aus Material Produkte mit einer gefertigten Qualität hergestellt

• Diese Ist-Qualität wird mittels Messtechnik gemessen und ausgewertet

• Die gemessene Qualität inkl. der vorliegenden Unsicherheit wird anschließend mit A-Priori-Wissen und Vorgaben verglichen

• Die Qualitätsabweichung, also die Abweichung der gemessenen Qualität zur Vorgabe, wird im Rahmen des Qualitätsreglers adressiert, wobei angepasste Steuerungs-Anweisungen für das Produktionssystem ermittelt werden

• Dadurch schließt sich der Qualitätsregelkreis und sorgt für eine verbesserte Produktionsqualität

• Messtechnik und Qualitätsregler stellen somit das Qualitätssicherungssystem dar und ermöglichen zusammen eine Qualitätsregelung

• Def. => beschäftigt sich mit allen Messtechniken, die in einer Produktion relevant sind

• Es können verschiedene Messstrategien in Abhängigkeit des Integrationsgrades der Messtechnik unterschieden werden

  • Off-Shopfloor

  • On-Shopfloor

    • Off-Line

    • In-Line

      • Off-Machine

      • On-Machine

        • In-Process

        • Off-Process

• Def. => beschäftigt sich mit allen Messtechniken, die in einer Produktion relevant sind

• Es können verschiedene Messstrategien in Abhängigkeit des Integrationsgrades der Messtechnik unterschieden werden

  • Off-Shopfloor => unterstützende Messgeräte an Messstationen oder in Messräumen

  • On-Shopfloor

    • In-Line => Messtechniken, die direkt der Produktionslinie integriert sind

      • Off-Machine

      • On-Machine

        • In-Process

        • Off-Process

    • Off-Line => externe Messgeräte

      • On-Shopfloor

        
        

• Fertigungsmesstechnik lässt sich gemäß ihres Integrationsgrades einteilen

  • Off-Shopfloor

  • On-Shopfloor

    • Off-Line

    • In-Line

      • Off-Machine

      • On-Machine

        • In-Process

        • Off-Process

• Off-Shopfloor

• On-Shopfloor

  • Off-Line

  • In-Line

    • Off-Machine

    • On-Machine

      • In-Process

      • Off-Process

• Räumlich und organisatorisch von der Produktionsumgebung getrennt

  
  

• Detaillierte Ergebnisse für Produkt oder Prozessentwicklung

• Merkmale

  • Klimatisierung und Schwingungsentkopplung (stabile Bedingungen

  • geringste Unsicherheiten

• Befindet sich organisatorisch und räumlich in der Produktionsumgebung (direkt in der Produktionshalle)

• Messungen zur Überwachung und Regelung der Produktion

• Merkmale

  • Große Spannbreite von Technologien

  • Unsicherheiten

  • Robustheit gegenüber Einfluss der Produktionsumgebung

• In-Line Integrationsgrade => in die Produktionslinie integriert

• Off-Line Integrationsgrade => seperat der Produktionslinie

• Befindet sich zwar in der Produktionsumgebung, ist aber vom Produktionstakt entkoppelt (ist neben der Produktionslinie platziert)

  
  

• Stichprobenartige Überprüfung der Produktqualität zur Steuerung der Produktion

• Nicht taktgebunden (höhere Messdauer)

• geringe Unsicherheiten

• Integriert in die Produktionsumgebung und misst 100 % der Teile im Takt (ist direkt in den Produktionsablauf integriert)

  
  

• Lückenlose Qualitätserfassung zur Regelung der Produktion und Vermeidung unnötiger Wertschöpfung

• Taktgebunden

• 100 % Prüfung

• Sie ist in folgende Kategorien unterteilt

  • On-Machine

  • Off-Machine

• Taktgebundene, 100 % Messungen, die in einer eigenen Messumgebung und zur Vermeidung unnötiger Wertschöpfung durchgeführt werden (separate Messstation innerhalb der Produktionslinie)

  
  

• 100 % Erfassung der Produktqualität bei hoher Komplexität zur Vermeidung unnötiger Wertschöpfung

• Taktgebunden

• in eigener Messumgebung / Messzelle

• Erfassung vielfältiger und vieler Merkmale gleichzietig

  • beispielsweise im Karosseriebau und der Endmontage eines PKWs vorteilhaft

• In eine Maschine oder Prozesszelle integrierte In Line-Messtechnik (Messung erfolgt in der Produktionsstation selbst)

  
  

• Prozessnahe Qualitätserfassung zur schnellen Prozessbeeinflussung

• Räumlich in eine Maschine / Prozesszelle integriert

• Messung im Takt

• Off-Process-Messungen

• In-Process-Messungen

• Erlaubt prozessnahe Messungen, die noch Nacharbeit zulassen und geringere Unsicherheiten als In-Process Messungen ermöglichen (Messungen finden vor oder nach dem Prozess in der Produktionsstation statt)

  
  

• Prozessnahe Messung zur Prozessnachregelung

• Merkmale

  • Messung findet in der Maschine / Produktionszelle und taktgebunden statt

  • wird aber in der Nebenzeit durchgeführt, z. B. beim Rüsten

• Beispiel

  • Als Off-Process-Messtechnik werden zum in der Medizintechnik bei der zerspanenden Fertigung von Präzisionsschrauben für Knochenbrüche optische Sensoren in die Werkzeugmaschinen integriert

  • Mittels eines Werkstückwechslers wird jede Schraube nach ihrer Bearbeitung in den Messbereich des optischen Sensors geführt, während die nächste Schraube bereits gefertigt wird

  
  

• Finden während der Prozesshauptzeit statt (erfolgen direkt während des Produktionsprozesses)

  • Es ist der einzige Integrationsgrad, der eine Prozessregelung ermöglicht

  
  

• Erfassung des Prozesszustandes zur Prozessregelung

• Beispiel

  • Montage von PKW-Heckklappen

  • Hierbei werden während der Montage Spaltmaße und Neigungswinkel verschiedener Flächenüberprüft und bei erkannter Toleranzüberschreitung nachjustiert

• Merkmale

  • Messung während der Prozesshauptzeit

  • häufig geringer Singalverarbeitungsgrad zur Ermöglichung der geringen Messdauer / hohen Frequenz

  • höhere Kosten und einem gesteigerten Automatisierungsaufwand

  • In der Industrie Trend zur Digitalisierung => derartige Messungen werden zur Regel

• Beispiel

  • Montage von PKW-Heckklappen

  • Hierbei werden während der Montage Spaltmaße und Neigungswinkel verschiedener Flächenüberprüft und bei erkannter Toleranzüberschreitung nachjustiert

• Das SI-Einheitensystem ist Basis für alle zu messenden Größen und davon abgeleiteten Einheiten

• SI-Einheitensystem legt für 7 physikalische Größen die SI-Einheiten und das SI-Einheitenzeichen fest

  • Auswahl und Anzahl der Basiseinheiten lassen sich nicht theoretisch aus der Physik ableiten

  • Erfahrung, Zweckmäßigkeit und Tradition haben zu diesen 7 Basiseinheiten geführt

• Messgröße

• Messwert / Messergebnis

• Messprinzip

• Messmethode

• Messverfahren

• Messgerät

• Messen

• Prüfen

• Physikalische Größe, der die Messung gilt

  • Bspw. Länge eines Messobjekts, Dichte, Temperatur

• Die Messgröße hängt im Allgemeinen von mehreren physikalischen Größen ab

  • bspw. kann die temperatur die Länge des Messobjekts verändern

• Bezeichnet den aus Messungen gewonnenen Schätzwert für den wahren Wert einer Messgröße

  • Bspw. Durchmesser D = 10,3 mm ±10 µm

• Ein vollständiges Messergebnis besteht aus Zahlenwert, Einheit und Messunsicherheit

• Bildet die physikalische Grundlage der Messung

  • Bspw. Nutzung des thermoelektrischen Effekts zur Temperaturmessung, bei dem die Spannung gemessen wird, um auf die Temperatur zurück zu schließen

• Das Messprinzip erlaubt es, anstelle der Messgröße eine andere, äquivalente Größe zu messen undd mit dieser auf die ursprünglich gewünschte Größe rückzuschließen

• Eine spezielle, vom Messprinzip unabhängige, Art des Vorgehens bei der Messung

  • Bspw. Vergleichs-Messmethode, Differenz-Messmethode, Nullabgleich-Messmethode

• Beim Messen wird zwischen direkten und indirekten Messmethoden unterschieden

  • Direkten Messmethode => Es wird die zu messende Größe direkt mit einem Referenzobjekt (Normal) derselben physikalischen Größe verglichen

  • Indirekten Messmethode => Es wird nicht die zu messende Größe direkt aufgenommen, sondern eine Hilfsgröße, die in bekanntem und beschreibbarem Zusammenhang mit der Messgröße steht

• Bezeichnet die praktische Anwendung eines Messprinzips und einer Messmethode (Kombination aus beidem)

  • Bspw. Stromstärkemessung mit Drehspulmessgerät nach der Ausschlag-Messmethode

• Messverfahren werden nach dem Messprinzip eingeteilt und benannt, auf dem sie beruhen

• Gerät, das allein oder in Verbindung mit anderen Einrichtungen für die Messung einer Messgröße vorgesehen ist

  • Bspw. Messuhr, Koordinatenmessgerät

• Ein Messgerät kann seine Ausgabe anzeigen, übertragen, umformen, bearbeiten oder speichern

  • Folge => Es handelt sich auch dann um ein Messgerät, wenn die Ausgabe nicht direkt angezeigtan,sondern übertragen, umgeformt, bearbeitet oder gespeichert wird

• Ausführen von geplanten Tätigkeiten zum quantitativen Vergleich der Messgröße mit einer Einheit

  • Beispielhafte Fragestellung => Welchen Innendurchmesser hat das Kugellager?

• Ziel eines Messvorgangs ist der Erhalt eines quantitativen Messergebnisses

• Feststellen, inwieweit ein Prüfobjekt eine Forderung erfüllt

  • Festellen ob ein Prüfgegenstand den geforderten Maßen oder der geforderten Gestalt entsprich

  • Bezogen auf die Prüfung von Maß, Form und Lage an einem Bauteil bedeutet Prüfen, die Ist-Gestalt mit gegebenen Toleranzgrenzen zu vergleichen

    • Prüfergebnis kann durch den Vergleich von Messergebnissen und den zugehörigen Toleranzen abgeleitet werden

  • Beispielhafte Fragestellung => Passt das Kugellager auf die Welle?

• Ziel eines Prüfvorgangs ist die qualitative Aussage über die Erfüllung von Forderungen

  • Sinnvoll wird das Prüfen erst, wenn damit eine Entscheidung einhergeht

• Prüfung kann auf verschiedene Arten durchgeführt werden

• Ein Messvorgang kann dabei die benötigten Informationen liefern

• Prüfen

  • Nichtmaßliches Prüfen (qualitativer Merkmale) => Zählen

  • Maßliches Prüfen => Zählen

    • Messen

    • Lehren => Liefert binäre Informationen (Gut / Schlecht)

• Basiert auf dem Vergleich des Messergebnisses mit den vorgegebenen Spezifikationen inkl. Toleranzen

• Kontrukteur => Gibt mit der Angabe der Toleranzen die Genauigkeitsanforderungen (Größt- und Kleinstwerte einer messbaren Eigenschaft) an die Fertigung vor

• Vorgabe ist erforderlich, da die Ist-Gestalt eines realen Werkstücks fertigungsbedingt immer von der durch die technische Zeichnung festgelegten Soll-Gestalt abweicht

• Gründe für auftretende Abweichungen sind beispielsweise

  • Einspannung des Werkstücks

  • Eingesetzte Werkzeug

• Fertigungskosten steigen mit zunehmenden Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit

  • Folge => Auslegung von Toleranzen hat einen wesentlichen Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit der Fertigung

  • Im Idealfall => Genauigkeitsanforderungen demzufolge so gering wie möglich gehalten werden

• Da die Ist-Gestalt eines realen Werkstücks fertigungsbedingt immer von der durch die technische Zeichnung festgelegten Soll-Gestalt abweicht

• Fertigungskosten steigen mit zunehmenden Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit

• Folge => Auslegung von Toleranzen hat einen wesentlichen Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit der Fertigung

• Im Idealfall => Genauigkeitsanforderungen demzufolge so gering wie möglich gehalten werden

  • D.h. die Toleranzweite (= Höchstmaß-Mindestmaß) sollte entsprechend so groß gewählt werden, dass die Funktionsfähigkeit des Bauteils gerade noch gewährleistet ist

  
  

• Für eine betrachtete Messeinrichtung bei vorgegebenen Bedingungen zu ermitteln, welcher Zusammenhang zwischen Messwert oder Erwartungswert der Ausgangsgröße und dem zugehörigen wahren oder richtigen Wert, der als Eingangsgröße der vorliegenden Messgröße verwendet wird, besteht

Wird die Kalibrierung durch eine Behörde nach gesetzlichen Vorschriften durchgeführt, wird von Eichung gesprochen

• Messgerät, eine Messeinrichtung oder ein Referenzmaterial, das den Zweck hat, eine Einheit oder einen oder mehrere bekannte Werte einer Größe darzustellen, zu bewahren oder zu reproduzieren.

Mithilfe von Normalen kann die Rückführbarkeit der Kalibrierung zum nationalen Normal gesichert werden.

• Die Messunsicherheit ist

  • Gütemaß einer Messung

    • international einheitlich definiertes Maß zur Beurteilung der Güte einer Messung

  • dazu geeignet zu beurteilen, wie gut ein Messwert den wahren Wert der Messgröße wiedergibt

  • durch vielfältige Ursachen bedingt und führt zu einer unbekannten Messabweichung

• Messung

  • zufällige Abweichung => Ergebnis: Messunsicherheit

  • Systematische Abweichung

    • Unbekannte systematische Abweichung => Ergebnis: Messunsicherheit

    • Bekannte systematische Abweichung

      • Restabweichung => Ergebnis: Messunsicherheit

      • Korrektur => Ergebnis: Messwert

• Dem Messergebnis zugeordneter, nicht-negativer Parameter, der die Streuung der Werte kennzeichnet, die vernünftigerweise der Messgröße zugeordnet werden könnte

  • „Messgenauigkeit“ ist ein rein qualitativer Begriff, er sollte nicht verwendet werden

• Angabe einer Streuung ohne Kenntnis der Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung wenig hilfreich bei der Prüfung auf Einhaltung von Toleranzen!

• U = k* u

• Ein Kennwert, der einen Bereich [𝑦−𝑈; 𝑦+𝑈] um das Messergebnis y kennzeichnet, von dem erwartet werden kann, dass er einen großen Anteil der Verteilung der Werte umfasst, die der Messgröße vernünftigerweise zugeordnet werden können

Die Wahl eines geeigneten Erweiterungsfaktors stellt sicher, dass die erweiterte Messunsicherheit den Großteil der zu erwartenden Messergebnisse, z.B. 95%, erfasst.

Ein vollständiges Messergebnis besteht aus Zahlenwert + Einheit + Messunsicherheit

• Fall 1 => Die Toleranzgrenzen befinden sich außerhalb des Unsicherheitsbereichs um das Messergebnis Dementsprechend ist eine Prüfaussage möglich

• Fall 2 => Die Toleranzgrenzen befinden sich innerhalb des Unsicherheitsbereichs .Dementsprechend ist eine Prüfaussage nicht möglich

U < T / 10

• Um interpretierbare Informationen für die Prüfung liefern zu können.

• Bezieht sich auf die Auswahl von Messgeräten

• Manchmal wird auch U ≤ T / 5 gestattet. Größer sollte das Verhältnis aber nicht werden, da sonst das Risiko von Fehlentscheidungen stark ansteigt

• Es lassen sich folgende Schlüsse ziehen

  • Je geringer die Toleranzen, desto geringer muss die Messunsicherheit des gewählten Messgerätes sein

  • Je größer die Messunsicherheit, desto genauer muss die Fertigung sein, da die Messunsicherheit die nutzbare Toleranzbreite einschränkt

• Goldne Regel => U < T / 10

• Schlüsse

  • Je geringer die Toleranzen, desto geringer muss die Messunsicherheit des gewählten Messgerätes sein

  • Je größer die Messunsicherheit, desto genauer muss die Fertigung sein, da die Messunsicherheit die nutzbare Toleranzbreite einschränkt

• Quantitative Zerstörungsfreie Prüftechnik

• Optische Messverfahren

• Taktile Koordinatenmesstechnik

• Lehren und Messaufnehmer

• Oberbegriff für Geräte und Hilfsmittel, die während der Qualitätsprüfung eingesetzt werden

• Bei Geräten zum Prüfen oder Messen von Längen- und Formfehlern kann unterschieden werden in:

  • Lehren => Qualitatives Ergebnis

  • Messmittel => Quantitatives Ergebnise

• Bei Geräten zum Prüfen oder Messen von Längen- und Formfehlern kann unterschieden werden in:

  • Lehren => Qualitatives Ergebnis

    • Maßlehre

    • Grenzlehre

    • Formlehren

  • Messmittel / Messaufnehmer=> Quantitatives Ergebnise

    • mechanische Messgeräte

    • pneumatische Messgeräte

    • elektrisch / elektronische Messgeräte

    • optische Messgeräte

• Eine Lehre verkörpert (A) Maße oder (B) Maße und Formen, die in der Regel auf Grenzmaße bezogen sind

  • Das Prüfergebnis ist Gut oder Schlecht => Qualitatives Ergebnis

• Unterschiedung

  • Maßlehren

  • Grenzlehren

  • Formlehren

• Einsatz => Mit Lehren ist nur feststellbar, ob der Prüfungsgegenstand von der geforderten Form oder dem Sollmaß abweicht.

Mit Lehren ist nur feststellbar, ob der Prüfungsgegenstand von der geforderten Form oder dem Sollmaß abweicht

• Das Prüfergebnis ist Gut oder Schlecht

• Schnell und einfach

• Keine zahlenmäßigen Prüfergebnisse

  • verliert gegenüber Messverfahren an Bedeutung

  • Mit Lehren ist nur feststellbar, ob der Prüfungsgegenstand von der geforderten Form oder dem Sollmaß abweicht.

• Bei vielen unterschiedlichen Prüfmerkmalen und Produktvarianten ist eine große Anzahl von Lehren erforderlich => vielfältig nicht wirtschaftlich

• Maßlehren

• Grenzlehren

• Formlehren

• Maßlehre => Teile eines Lehrensatzes bei dem das Maß von Lehre zu Lehre zunimmt

  • bspw. Parallelendmaße oder Fühlerlehre

• Prinzip => Ist das Vergleichen

  • Dazu wird ein Satz von Lehren steigenden Nennmaßes verwendet, das mit dem Prüfobjekt verglichen wird

• Grenzmaße von tolerierten Werkstücken können mit entsprechenden Lehrornen bei Bohrungen oder Lehrringen bei Wellen geprüft werden

• Werden unterschieden in

  • Gutlehren => verkörpern das Gutmaß

    • Höchstmaß bei Wellen

    • Mindestmaß bei Bohrungen

  • Ausschusslehren => Werkstück, das sich mit der Ausschusslehre paaren lässt, ist Ausschuss

    • Mindestmaß von Wellen

    • Höchstmaß von Bohrungen

• Gutlehren => verkörpern das Gutmaß

  • Höchstmaß bei Wellen

  • Mindestmaß bei Bohrungen

• Ausschusslehren => Werkstück, das sich mit der Ausschusslehre paaren lässt, ist Ausschuss

  • Mindestmaß von Wellen

  • Höchstmaß von Bohrungen

• verkörpern das Gutmaß

  • Höchstmaß bei Wellen

  • Mindestmaß bei Bohrungen

• Tylorscher Grundsatz

  • Gutlehre so, dass Maß und Form eines Werkstücks bei der Paarung mit der Lehre geprüft werden

  • Mit Ausschusslehre nur einzelne Maßeprüfen (z .B.Durchmesser)

• Werkstück, das sich mit der Ausschusslehre paaren lässt, ist Ausschuss

  • Mindestmaß von Wellen

  • Höchstmaß von Bohrungen

• Tylorscher Grundsatz

  • Gutlehre so, dass Maß und Form eines Werkstücks bei der Paarung mit der Lehre geprüft werden

  • Mit Ausschusslehre nur einzelne Maßeprüfen (z .B.Durchmesser)

• Grenzlehrdorne

• Grenzrachenlehren

• Prüfen von Bohrungen und Nuten

• Gutseite muss durch Eigengewicht in Bohrung gleiten

• Ausschussseite darf nur anschnäbeln => nur von außen anliegen, aber nicht in die Bohrung hineingleiten

• Prüfung von Durchmessern und Dicken von Werkstücken

• Gutseite verkörpert Höchstmaß

  • Muss durch Eigengewicht über Prüfstelle gleiten

• Ausschussseite ist um Toleranz kleiner und darf nur anschnäbeln => nur von außen anliegen, aber nicht über den Druchmesser hinweggleiten

• ermöglichen die Prüfung von Winkeln, Radien, Gewinden und anderen Profilen

• Oftmals werden sie nach dem Lichtspaltverfahren angewendet

  • Prüfgegenstand mit angelegter Lehre gegen das Licht halten

  • Falls „ Licht durchscheint, ist die Form des Prüfgegenstandes in Ordnung

• Messergebnis ist bei Messmitteln als Zahlenwert abzulesen => Quantitativ

• Eine darauf basierende, messende Prüfung wird bevorzugt (gegenüber der Lehre) und ist die Voraussetzung für eine Prozessregelung

  
  

• Größerer Informationsgewinn als bei Lehren

  • Messergebnis ist als Zahlenwert abzulesen

• Universellere Verwendung => größerer Messbereich als Lehren

• Verschleißfestigkeit ist durch bewegliche Taster i.d.R. höher als bei Lehren

• Größere Investitions und Instandhaltungskosten als bei Lehren

• Im Vergleich zu Lehren i. d. R. größerer Messaufwand

Bauteil ist Ausschuss

Bauteil gut => erfüllt erforderliche Qualität

• Nicht möglich

• Aussage nicht möglich => Nacharbeit

• Sie zählt zu den anzeigenden Messgeräten

• Erfassung von Oberflächenpunkten am Werkstück in einem Koordinatensystem

  • Ist-Gestalt wird durch das Antasten einzelner Punkte erfasst

• Verknüpfung der aufgenommenen Punkte mittels zielorientierter Auswerteverfahren, um das Messergebnis zu erhalten

  • Messaufgaben werden durch das Einpassen von Ersatzelementen mittels Ausgleichrechnung in die Punktewolke durchgeführt

• Einsatzgebiete => Prüfung von Werkstücken in der Klein und Mittelserienfertigung

  • da mit den KMGs sowohl Maße als auch Form und Lageabweichungen, für die sonst eine ganze Reihe unterschiedlicher Messgeräte erforderlich waren, erfasst werden können

• Grundgestell mit Maßverkörperungen

• Tastsystem zur Erfassung der Messpunkte

• Rechner mit problemorientierter Software zur Steuerung, Auswertung und zur Erzeugung der Messprotokolle

Die verschiedenen Bauarten der KMGs unterscheiden sich hauptsächlich m Bezug auf die Anordnung der Verfahrachsen ,welche die Messunsicherheit und Zugänglichkeit eines Gerätes beeinflusst

• Auslegerbauweise (A) => Maximum an Zugänglichkeit, Messunsicherheit relativ hoch

• Ständerbauweise (S) => Sehr geringe Messunsicherheit, aber nur kleine Messvolumina

• Portalbauweise (P) => Am häufigsten verwendet, für mittlere bis große Teile

• Brückenbauweise (B) => I. a. keine Präzisionsmessungen, für Großteile

• (1) Definition eines Raumpunkts

• (2) Antasten der Raumpunkte

• (3) Verknüpfen von Raumpunkten

• (1) Tastradiuskorrektur

• (2) Transformation der Koordinatensysteme

• (3) Berechnung der geometrischen Elemente (Ausgleichsrechnung)

• (4) Verknüpfung zu Messergebnissen

Es existiert eine sehr große Anzahl verschiedener optischer Messverfahren

• Eine Art der Einteilung basiert auf der Anordnung von Sensor zu Strahlenquelle

  • Durchlichtbeleuchtung

    • Schattenbildverfahren

    • Scanningverfahren

  • Auflichtbeleuchtung

    • Triangulationsverfahren

    • Fokussierverfahren

  • Sonstige Verfahren

    • Laser-Interferometer

• Durchlichtbeleuchtung

  • Schattenbildverfahren

  • Scanningverfahren

• Auflichtbeleuchtung

  • Triangulationsverfahren

  • Fokussierverfahren

• Sonstige Verfahren

  • Laser-InterferometerDurchlichtbeleuchtung

• Bei diesem Beleuchtungsprinzip befindet sich das Werkstück zwischen abbildender Optik und der Beleuchtungseinrichtung

• Bspw.: Schattenbildverfahren

  • Das Licht wird vom zu messenden Werkstück teilweise abgedeckt.

  • Die Außmaße des vom Messobjekts verursachten Schattens kann gemessen werden

  • Typsicherweise => Mikroskope

• Vorteile

  • relativ unempfindlich gegen Verschmutzung und Fremdlicht

• Hierunter fallen das

  • Schattenbildverfahren => Mikroskope

  • Scanningverfahren

• relativ unempfindlich gegen Verschmutzung und Fremdlicht

• Schattenbildverfahren => Mikroskope

• Scanningverfahren

• Die abbildende Optik und die Beleuchtungseinrichtung befinden sich auf der selben Seite des Werkstücks

• Hierzu zählen

  • Triangulationsverfahren

  • Fokussierverfahren

    
    

• Triangulationsverfahren

• Fokussierverfahren

• Sonstige Verfahren folgen nicht den beiden anderen Einteilungen

• Ein typisches Verfahren ist die

  • Laserinterferometrie

• Laser-Interferometer

• Basiert auf der Ausnutzung der Interferenz der Laserwellen

• Durch die Auswertung eines Interferenzmusters wird eine Längendifferenz mit geringer Unsicherheit bestimmt

  
  

• Industrielle Röntgen Computertomographie (CT)

• Thermografische Prüfung

• Elektromagnetische Prüfung

• Mittels Röntgenstrahlen wird ein Prüfobjekt durchstrahlt und eine Röntgenprojektion erstellt

• Durch eine Drehung des Prüfobjektes werden Projektionen von allen Seiten des Prüfobjekts erstellt

• Aus den Projektionen wird ein Volumenmodell des Bauteils rekonstruiert und weiter verarbeitet

• Bildgebendes Verfahren, welches auf der Messung der Infrarotstrahlung basiertbasiert.

• Mittels Infrarotstrahlen wird die Oberflächentemperatur eines Prüfobjektes bestimmt

• Unterscheidung in aktive und passive Thermographie

• Anhand Temperaturverhalten können Aussagen über Qualität des Prüfobjekts getroffen werden

• Elektromagnetische Sensoren werden für die Prüfung von elektrisch leitenden Materialien verwendet

• efekte wie Poren, Risse und Fremdkörper in einem Material beeinflussen die elektrische Leitfähigkeit

• Durch die Messung der Leitfähigkeit, beispielsweise durch Wirbelstromsensoren oder Barkhausen Sensoren können diese gemessen werden

• Geeignet für die Prüfung von elektrisch leitenden Materialen

• Elektrisch leitenden Materialen

• Optisches Messverfahren

• Vermeidung der Beeinflussung der Oberfläche

• Koordinatenmessgerät

• Nur hierdurch kann die Vielzahl an unterschiedlichen Qualitätsmerkmalen schnell gemessen werden

• Formlehre

• Aufgrund der schlechten Zugänglichkeit des Gewindegangs ist keine andere Methode wirtschaftlich einsetzbar