Volume 86, Issue 9 - Fertigungsmesstechnik – Eckstein des Internet of Production / Gastherausgeber: Robert Schmitt

Zusammenfassung Wenn heute von der Digitalisierung der Produktion gesprochen wird, löst das in der Koordinatenmesstechnik häufig Verwunderung aus, weil die Koordinatenmesstechnik von Anfang an digitale Verfahren genutzt hat. Ohne die Möglichkeiten der Digitalisierung würde es sie gar nicht geben. Erst die rechnergestützte Auswertung ermöglicht eine effiziente Verknüpfung der gemessenen Koordinatenpunkte zu Merkmalen der Produktgeometrie. Heute werden bei optischen Messsystemen Millionen von Koordinatenpunkten in Sekunden aufgenommen und verarbeitet. Die Anwendung der Computertomographie für die Koordinatenmesstechnik wurde erst durch die heute zur Verfügung stehende Rechnerleistung möglich. Aufgrund der vorhandenen digitalen Systeme wurde die Koordinatenmesstechnik bei der Vernetzung schon frühzeitig eingebunden. Während am Anfang die rechnergestützte Übertragung von Ergebnissen im Vordergrund stand, sind heute Koordinatenmesssysteme teilweise vollständig in digital gesteuerte Produktionsprozesse integriert.

Zusammenfassung Für viele Aufgaben der modernen Qualitätssicherung sind Koordinatenmessgeräte mit Multisensorik von Vorteil. In den letzten 25 Jahren wurden durch eine kontinuierliche Erweiterung des Funktionsumfangs bestehender sowie die Entwicklung neuer Sensoren viele neue Lösungen sowohl für hohe Anforderungen an die Genauigkeit als auch für Messungen mit hoher Geschwindigkeit im Fertigungstakt geschaffen.

Zusammenfassung Das Abwälzverhalten von Mikroverzahnungen erzeugt akustische Emissionen, welche im Rahmen von zunehmenden Qualitätsanforderungen zu minimieren sind. Auf Basis von In-Line-Topographiemessungen mittels Fokusvariation wird in diesem Artikel ein Ansatz geschildert, welcher auf die Prognose und Optimierung des Geräuschverhaltens der Verzahnungen abzielt. Durch bestehende Ansätze der flächigen Zahncharakterisierung lassen sich die optisch aufgenommen Messdatensätze flächig auswerten. Um eine valide Aussage über die Messergebnisse geben zu können, werden erste Ergebnisse einer experimentellen Messunsicherheitsermittlung der Fokusvariation präsentiert.

The standard ISO 13565-2 defines the RkRk parameters for the functional characterisation of technical surfaces. So far, no particular material measures for the calibration of these parameters have been defined in the international standardization. For the application and the functional behaviour of technical surfaces the RkRk parameters however have a critical significance, so there is a demand by the industry to calibrate these parameters as they are increasingly applied for the quality assessment of workpieces. In the present paper, a proposal for suitable material measures is presented. An algorithm is described, which transforms the data of a real measured profile in a way that the exact defined parameters of RkRk, RpkRpk and RvkRvk are equated. The material measures geometry corresponds to its later application and the target parameters are almost freely selectable. The approach for transforming surface profile data with the aid of the Abbott curve is introduced generically, solves an inverse problem and considers the influences from the manufacturing and measuring process. The designed material measure is manufactured with the aid of ultra-precision turning. In matters of the aspired industrial application, comparison measurements are carried out in order to examine the practical abilities of the material measure and the repeatability of the approach is proven.

Zusammenfassung Die metrologische Rückführbarkeit und der damit verbundene Bezug auf eine allgemein akzeptierte Referenz für Messergebnisse sind unverzichtbare Grundlagen für die heute existierende global vernetzte Fertigung. Seit Einführung des industriellen Austauschbaus Ende des 18. Jahrhunderts haben Fortschritte in der Metrologie eine fortschrittliche industrielle Fertigung ermöglicht. In diesem Beitrag wird ein Überblick über Wege zur Sicherstellung der metrologischen Rückführbarkeit in der Längen- und Koordinatenmesstechnik gegeben. Anhand von jüngsten Beispielen aus den Bereichen der 1D-Längenkalibrierung und der 3D-Koordinatenmesstechnik werden aktuelle Trends und ihre Hintergründe aufgezeigt.

Zusammenfassung Beschrieben wird eine vollständige Definition für zylindrische Evolventenverzahnungen als dreidimensionales Formelement. Grundlage ist ein evolventisches Koordinatensystem. Mit ihm lassen sich innen und außen verzahnte Räder mit linkssteigender und rechtssteigender Flankenrichtung sowie Geradverzahnungen darstellen. Besondere Bedeutung gewinnt diese Darstellung im Bereich der Verzahnungs- und Koordinatenmesstechnik. Gewöhnlich liegen die Messpunkte als kartesische Koordinaten in Form von Tastkugelmittelpunkten des Antastelements vor. Diese können außerhalb ihrer Bezugsflächen nahezu beliebig über die Flanke verteilt sein. Der Einsatz von Evolventenkoordinaten ist Grundlage für eine einfache Auswertung der Verzahnungsparameter. Die dargestellten Definitionen und Algorithmen ergänzen bestehende Richtlinien und Normen, in denen die Zusammenhänge bisher nicht beschrieben sind.

Zusammenfassung Das neu entwickelte DIMUTA-System (Digital Inspection Method for Ultrasonic Testing Application) ermöglicht eine Digitalisierung konventioneller Ultraschallprüfprozesse großer Gasturbinengehäuse. Es ist gekennzeichnet durch eine digitalisierte Ultraschallprüfung in Kombination mit einem optischen Positionsmesssystem. Entscheidend für den erfolgreichen industriellen Einsatz ist die noch ausstehende Qualifizierung des Systems. Dieser Artikel beschreibt den Qualifizierungsprozess der digitalisierten Ultraschallprüfprozesskette mit Fokussierung auf die optische Positionsmessung. Hierzu wurde eine statistische Versuchsplanung durchgeführt, um die Messunsicherheit zu bestimmen und anschließend die Konformität des Systems in Hinblick auf die geforderte Toleranz zu prüfen.

Zusammenfassung In der Produktionstechnik findet eine zunehmende Digitalisierung und Vernetzung statt. Sie bietet vielfältige Einsatzmöglichkeit für neue Technologien, mit denen Prozesse transparenter gestaltbar und Optimierungsmaßnahmen effizienter umsetzbar sind. Im vorliegenden Beitrag wird ein Anwendungsfall aus der spanenden Fertigungstechnik beschrieben, bei dem Prozesskräfte mittels sensorischer Spanntechnik gemessen und mittels Augmented Reality visualisiert werden. Anhand der Ergebnisse wird erkennbar, dass durch die Kombination von sensorischer Spanntechnik und Augmented Reality eine einfache Interpretation komplexer Signale möglich wird.

Zusammenfassung Um im industriellen Bereich valide Informationen zur Beurteilung und Bewertung der Qualität von Fertigungseinrichtungen und der damit erzeugten Produkte zu erhalten, sind geeignete Messprozesse die zentrale Voraussetzung. Unter einem Messprozess versteht man dabei alle verwendeten Messsysteme und Sensoren unter realen Einsatzbedingungen. Um diese Forderung zu erfüllen, wurden über die Jahre unterschiedliche Verfahren entwickelt, anhand derer die Eignung von Messprozessen bewertet werden kann. Diese sind in Verbands- und Firmenrichtlinien sowie in ISO-Normen beschrieben. Der vorliegende Beitrag beschreibt die Entstehungsgeschichte dieser Dokumente und verweist auf den letzten Stand. Die mit den Messsystemen bzw. den Sensoren ermittelten Messwerte müssen strukturiert verwaltet und mit beschreibenden Informationen ergänzt werden. Um dies sicher zu stellen, ist ein standardisiertes Datenformat erforderlich, in dem alle relevanten Informationen zu hinterlegen sind. Ein solches international anerkanntes Format gibt es bis heute nicht. Allerdings hat sich in der Autoindustrie das Datenformat AQDEF ( Advanced Quality Data Format ) durchgesetzt, auf das in dem Beitrag eingegangen wird. Weiter werden Hinwiese gegeben, wie anhand von Plausibilitätsprüfungen fehlerhafte Übermittlung der Informationen vermieden und inwieweit durch sinnvolle Visualisierung Zusammenhänge zwischen Prozessparameter und Qualitätsmerkmale hergestellt werden können. Aufgrund der mittlerweile vorhandenen neuen Möglichkeiten werden typische Anwendungsfälle beschrieben und einen Ausblick auf die Veränderungen durch Technologien der Künstlichen Intelligenz hingewiesen.