Koordinatenmeßtechnik für die Qualitätssicherung

zueinander angeordnete Verfahrachsen realisiert. An jeder Verfahrachse ist ein lineares MeBsystem angebracht, das die jeweilige Koordinate verkorpert. Zusatzlich kann ein motorisch steuerbarer Drehtisch mit einem WinkelmeBsy stem eingesetzt werden, wodurch sich die Zahl der Bewegungsachsen auf vier erhoht. Eigenfehler dieses Referenzkoordinatensystems konnen innerhalb ge wisser Grenzen durch eine geeignete Software korrigiert werden [23]. Mit Hilfe der Verfahrachsen wird eine Relativbewegung zwischen Tastsystem und Antastpunkt am Priifling durchgefiihrt. Die Antastung selbst wird dann durch unterschiedliche Tastergeometrien realisiert. Diese Tastergeometrien werden zu Beginn einer Messung durch einen EinmeBvorgang ermittelt. Die Verkniipfung der erfaBten MeBwerte zu geometrischen Elementen und de ren Protokollierung erfolgt dann durch den angekoppelten Rechner mit ent sprechenden Peripheriegeraten wie Bildschirm, Drucker oder Plotter. Der Einsatz von Rechnern zur MeBdatenverarbeitung erfordert komplizierte AI gorithmen und setzt somit die Kenntnis mathematischer Methoden zur MeBwertverarbeitung voraus. Dabei sind neben einer Bedienoberflache und einer verniinftigen Ausgabe der MeB- bzw. Berechnungsergebnisse drei Grundaufgaben zu erfiillen, de ren Losung im folgenden detaillierter beschrieben werden: 1. Tasterradius-Korrektur 2. Transformation der Koordinatensysteme 3. Berechnung der geometrischen Elemente Das folgende Beispiel solI eine einfache Messung mit einem KoordinatenmeB gerat und die erforderlichen Operationen zeigen. In Bild 2.2 sind kurz das MeBproblem und seine Losung skizziert. Auf einer Platte soIl das StichmaB zwischen zwei Bohrungen gemessen werden. Urn potentielle Fertigungsfehler eingehender analysieren zu konnen, sollen auch Lage und MaB der Bohrungen im Zeichnungskoordinatensystem ausge geben werden.

Autorentext
Prof. Dr.-Ing Tilo Pfeifer ist Leiter des Lehrstuhls für Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement am WZL (Werkzeugmaschinenlabor) der RWTH Aachen.

Inhalt
1 Einführung in die Koordinatenmeßtechnik.- 1.1 Einleitung.- 1.2 Systemkomponenten eines Koordinatenmeßgerätes.- 1.3 Bauarten von Koordinatenmeßgeräten.- 1.4 Automatisierungsstufen von Koordinatenmeßgeräten.- 1.5 Wirtschaftlichkeit.- 1.6 Auswahlkriterien.- 1.7 Software.- 1.8 Einsatzbereiche von Koordinatenmeßgeräten.- 1.9 Ausblick.- 2 Mathematische Grundlagen der Koordinatenmeßtechnik.- 2.1 Einleitung.- 2.2 Tasterradius-Korrektur.- 2.3 Koordinatensystem.- 2.4 Geometrische Basiselemente.- 2.5 Beurteilung von Meß- und Berechnungsergebnissen.- 3 Tastsysteme und Antastverfahren.- 3.1 Einleitung.- 3.2 Schaltende Tastsysteme.- 3.3 Messende Tastsysteme.- 3.4 Lasertaster.- 3.5 Photoelektrische Kantenantastung.- 3.6 Bildanalyse.- 3.7 Theodoliten.- 3.8 Photogrammetrische Verfahren.- 3.9 Berechnungsvorgänge bei Antastungen.- 3.10 Ausblick.- 4 Programmierung von Koordinatenmeßgeräten.- 4.1 Einleitung.- 4.2 Lernprogrammierung im Dialog mit dem Gerät.- 4.3 Geräteferne Programmierung.- 4.4 Programmierung mit CAD-Anschluß.- 5 Einbindung von Koordinatenmeßgeräten in die Qualitätssicherung.- 5.1 Einleitung.- 5.2 Prüfplanung.- 5.3 Prüfdatenverarbeitung.- 5.4 Überwachung von KMG.- 6 Entscheidungsanalyse für Einsatz und Auswahl von Koordinatenmeßgeräten.- 6.1 Einleitung.- 6.2 Das Analysesystem.- 6.3 Der Einsatz des Koordinatenmeßgerätes.- 6.4 Die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung.- 6.5 Die grundlegenden Geräteparameter.- 6.6 Der Gerätepaß.- 6.7 Feinanalyse der Geräteparameter.- 6.8 Formblätter.- 7 Abnahme und Überprüfung von Koordinatenmeßgeräten.- 7.1 Einleitung.- 7.2 Festlegen des Koordinatensystems.- 7.3 Statistische Auswerteverfahren.- 7.4 Bestimmung der Komponentenabweichungen.- 7.5 Bestimmung der Längenmeßunsicherheit.- 7.6 Überwachungsverfahren.-7.7 Ausblick.- 7.8 Meßprotokolle.- 8 Anwendung von Koordinatenmeßgeräten in Entwicklung und Kleinserienfertigung.- 8.1 Einleitung.- 8.2 Einsatz von Koordinatenmeßgeräten in der Versuchsteilefertigung.- 8.3 Konturen und Freiformflächen.- 8.4 Koordinatenmeßtechnik für weitere entwicklungsspezifische Aufgaben.- 8.5 Ausblick.- 9 Einsatzerfahrung mit Koordinatenmeßgeräten in der Großserienfertigung.- 9.1 Einleitung.- 9.2 Anforderungen und Voraussetzungen.- 9.3 Ersteinsatz im Motorenwerk Untertürkheim.- 9.4 Einsatzerfahrungen mit einem automatisierten Kontrollzentrum im fertigungsnahen Bereich.- 9.5 Meßroboter.- 9.6 Wirtschaftlichkeit.- 9.7 Ausblick.- 10 Das Koordinatenmeßgerät im Qualitätsregelkreis.- 10.1 Einleitung.- 10.2 Die rechnerunterstützte Qualitätssicherung.- 10.3 Prüfplanung für Koordinatenmeßgeräte.- 10.4 Prüfdatenauswertung.- 10.5 Einsatz von Expertensystemen zur Qualitätssicherung.- Abbildungsverzeichnis.- Tabellenverzeichnis.- Stichwortverzeichnis.