Neue Wege der metrologischen Rückführbarkeit in der Längen- und Koordinatenmesstechnik
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Karin Kniel
Karin Kniel studierte Maschinenbau an der TU Braunschweig. Seit 2000 ist sie in der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt beschäftigt. Nach ihrer Promotion 2007 wurde sie Leiterin der Arbeitsgruppe „Verzahnung und Gewinde“. Im Jahr 2014 übernahm sie die Leitung des Fachbereichs „Koordinatenmesstechnik“. Der Fachbereich hat die Aufgabe auf dem Gebiet der dimensionellen 3D-Messtechnik, die SI-Einheit „Meter“ industrienah darzustellen und weiterzugeben. Mit dem Ziel der Rückführung und Genauigkeitssteigerung werden Messverfahren, -einrichtungen und Referenznormale entwickelt.
Jens Flügge studierte Elektrotechnik an der TU Braunschweig und begann seine Tätigkeit an der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt. Von 1994 bis 1996 war er bei der Dr. Johannes Heidenhain GmbH beschäftigt. Er promovierte 1996 bei Prof. T. Pfeifer am WZL der RWTH Aachen und leitet seit 2010 den Fachbereich „Dimensionelle Nanometrologie“ an der PTB. Der Fachbereich ist zuständig für Messungen an Längen- und Winkelteilungen und an Nanostrukturen.
Harald Bosse studierte Physik an der Universität Kassel und ist seit 1990 an der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt beschäftigt. Seit 2009 leitet er die Abteilung Fertigungsmesstechnik der PTB mit den fünf Fachbereichen „Oberflächenmesstechnik“, Dimensionelle Nanometrologie“, „Koordinatenmesstechnik“, „Interferometrie an Maßverkörperungen“ und „Wissenschaftlicher Gerätebau“.
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.
Abstract
The metrological traceability and its link to a commonly accepted reference for measurement results are essential foundations for the existing global production of today. Since the introduction of interchangeable manufacturing at the end of 18th century progress in metrology enabled corresponding progress in industrial manufacturing and vice versa. In this contribution an overview on ways to realize metrological traceability in length and coordinate metrology is given, by referring to current trends and recent examples from 1D length and 3D coordinate measurement technology.
About the authors
Karin Kniel studierte Maschinenbau an der TU Braunschweig. Seit 2000 ist sie in der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt beschäftigt. Nach ihrer Promotion 2007 wurde sie Leiterin der Arbeitsgruppe „Verzahnung und Gewinde“. Im Jahr 2014 übernahm sie die Leitung des Fachbereichs „Koordinatenmesstechnik“. Der Fachbereich hat die Aufgabe auf dem Gebiet der dimensionellen 3D-Messtechnik, die SI-Einheit „Meter“ industrienah darzustellen und weiterzugeben. Mit dem Ziel der Rückführung und Genauigkeitssteigerung werden Messverfahren, -einrichtungen und Referenznormale entwickelt.
Jens Flügge studierte Elektrotechnik an der TU Braunschweig und begann seine Tätigkeit an der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt. Von 1994 bis 1996 war er bei der Dr. Johannes Heidenhain GmbH beschäftigt. Er promovierte 1996 bei Prof. T. Pfeifer am WZL der RWTH Aachen und leitet seit 2010 den Fachbereich „Dimensionelle Nanometrologie“ an der PTB. Der Fachbereich ist zuständig für Messungen an Längen- und Winkelteilungen und an Nanostrukturen.
Harald Bosse studierte Physik an der Universität Kassel und ist seit 1990 an der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt beschäftigt. Seit 2009 leitet er die Abteilung Fertigungsmesstechnik der PTB mit den fünf Fachbereichen „Oberflächenmesstechnik“, Dimensionelle Nanometrologie“, „Koordinatenmesstechnik“, „Interferometrie an Maßverkörperungen“ und „Wissenschaftlicher Gerätebau“.
Danksagung
Die Autoren möchten Prof. Tilo Pfeifer für die vielfältigen Anregungen und Diskussionen danken, die zu den Arbeiten der PTB zur Sicherstellung der metrologischen Rückführbarkeit von 1D-Längenmessungen und 3D-Koordinatenmessungen beigetragen haben. Dies gilt ebenso für Dr. Horst Kunzmann, den langjährigen Leiter der Abteilung Fertigungsmesstechnik der PTB, der mit Prof. Pfeifer bei vielen wissenschaftlichen Fragestellungen der Metrologie, insbesondere der Fertigungsmesstechnik, eng zusammengearbeitet hat.
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