Koordinatenmeßtechnik für die Qualitätssicherung

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.- 2.4.1 Darstellung von Elementen.- 2.4.2 Meß- und Auswertestrategien.- 2.4.3 Gerade.- 2.4.4 Ebene.- 2.4.5 Kreis.- 2.4.6 Kugel.- 2.4.7 Zylinder und Kegel.- 2.5 Beurteilung von Meß- und Berechnungsergebnissen.- 3 Tastsysteme und Antastverfahren.- 3.1 Einleitung.- 3.2 Schaltende Tastsysteme.- 3.2.1 Mechanisch schaltende Tastsysteme.- 3.2.2 Elektronisch schaltende Tastsysteme.- 3.3 Messende Tastsysteme.- 3.3.1 Statisch messende Antastung.- 3.3.2 Dynamisch messende Antastung.- 3.3.3 Kontinuierliches Scannen.- 3.3.4 Selbstzentrieren.- 3.4 Lasertaster.- 3.5 Photoelektrische Kantenantastung.- 3.6 Bildanalyse.- 3.7 Theodoliten.- 3.8 Photogrammetrische Verfahren.- 3.8.1 Photogrammetrische Verfahren mit Photokameras.- 3.8.2 Vollautomatische photogrammetrische Verfahren mit Videokameras.- 3.9 Berechnungsvorgänge bei Antastungen.- 3.9.1 Taststiftbiegung.- 3.9.2 Gerätekorrektur.- 3.9.3 Summe von Gerätekoordinaten und Tasterdaten.- 3.9.4 Relative Taststiftlagen.- 3.9.5 Temperatur-Kompensation am Meßgerät.- 3.9.6 Messen in Werkstückkoordinaten.- 3.9.7 Temperaturkompensation am Werkstück.- 3.10 Ausblick.- 4 Programmierung von Koordinatenmeßgeräten.- 4.1 Einleitung.- 4.2 Lernprogrammierung im Dialog mit dem Gerät.- 4.3 Geräteferne Programmierung.- 4.3.1 Herstellerabhängige Systeme.- 4.3.2 Herstellerunabhängige Systeme.- 4.4 Programmierung mit CAD-Anschluß.- 4.4.1 Prismatische Werkstücke.- 4.4.2 Freiformflächen.- 4.4.3 Schnittstellen.- 4.4.4 Anforderungen an CAD-Systeme.- 4.4.5 Datenrückführung.- 5 Einbindung von Koordinatenmeßgeräten in die Qualitätssicherung.- 5.1 Einleitung.- 5.2 Prüfplanung.- 5.2.1 Prüfablaufplan.- 5.2.2 Prüfanweisung.- 5.2.3 Planung des Meßablaufes.- 5.2.4 Lagemessungen von Gewindebohrungen.- 5.3 Prüfdatenverarbeitung.- 5.3.1 Auswertung.- 5.4 Überwachung von KMG.- 5.4.1 Prüfkörper.- 5.4.2 Meßverfahren.- 5.4.3 Auswertung.- 5.4.4 Aussagekraft.- 6 Entscheidungsanalyse für Einsatz und Auswahl von Koordinatenmeßgeräten.- 6.1 Einleitung.- 6.2 Das Analysesystem.- 6.3 Der Einsatz des Koordinatenmeßgerätes.- 6.3.1 Der Einsatz im Meßraum.- 6.3.2 Der fertigungsnahe Einsatz.- 6.3.3 Die Integration in die Fertigung.- 6.4 Die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung.- 6.4.1 Die qualitativen Kriterien.- 6.4.2 Die quantitativen Kriterien.- 6.4.3 Beispiele für Vergleichsrechnungen.- 6.5 Die grundlegenden Geräteparameter.- 6.5.1 Die Sensoren.- 6.5.2 Die Genauigkeit.- 6.5.3 Der Meßbereich.- 6.5.4 Die Meßgeschwindigkeit.- 6.6 Der Gerätepaß.- 6.7 Feinanalyse der Geräteparameter.- 6.7.1 Individuelle Gewichtung G.- 6.7.2 Erfüllungsgrad E.- 6.8 Formblätter.- 7 Abnahme und Überprüfung von Koordinatenmeßgeräten.- 7.1 Einleitung.- 7.2 Festlegen des Koordinatensystems.- 7.3 Statistische Auswerteverfahren.- 7.3.1 Positionsunsicherheit.- 7.3.2 Meßablauf.- 7.3.3 Definition der Kenngrößen.- 7.3.4 Darstellung der Meßwerte.- 7.4 Bestimmung der Komponentenabweichungen.- 7.4.1 Auswertung nach dem Schablonenverfahren.- 7.4.2 Geradheit und Rechtwinkligkeit von Führungsbahnen.- 7.4.3 Rotatorische Abweichungen von Führungsbahnen.- 7.5 Bestimmung der Längenmeßunsicherheit.- 7.5.1 Meßablauf.- 7.5.2 Kenngrößen und Auswertung.- 7.6 Überwachungsverfahren.- 7.6.1 Standardisiertes Überwachungsverfahren.- 7.6.2 Prinzip des Überwachungsverfahrens.- 7.6.3 Prüfkörper.- 7.6.4 Meßablauf.- 7.6.5 Kenngrößen und Auswertung.- 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.- 8.2.1 Systemkomponenten und Automatisierungsgrad.- 8.2.2 Prismatische Bauteile.- 8.2.3 CAD/CAQ-Bausteine.- 8.3 Konturen und Freiformflächen.- 8.3.1 Messen von Konturen und Freiformflächen.- 8.3.2 Digitalisieren von Freiformflächen.- 8.3.3 CAD/CAQ-Bausteine.- 8.4 Koordinatenmeßtechnik für weitere entwicklungsspezifische Aufgaben.- 8.4.1 Generierung von FE-Netzen.- 8.4.2 Beispiel: Radialverdichterrad.- 8.4.3 Beispiel: Lenkspindel.- 8.5 Ausblick.- 9 Einsatzerfahrung mit Koordinatenmeßgeräten in der Großserienfertigung.- 9.1 Einleitung.- 9.2 Anforderungen und Voraussetzungen.- 9.2.1 Anforderungen zur Vereinfachung der Bedienung.- 9.2.2 Anforderungen an den Automatisierungsgrad.- 9.2.3 Anforderungen an die Verfügbarkeit.- 9.2.4 Anforderungen an die Auswertung der Meßergebnisse.- 9.3 Ersteinsatz im Motorenwerk Untertürkheim.- 9.4 Einsatzerfahrungen mit einem automatisierten Kontrollzentrum im fertigungsnahen Bereich.- 9.4.1 Anlagenkonfiguration.- 9.4.2 Software.- 9.4.3 Ablauf.- 9.4.4 Erfahrungen.- 9.4.5 Maßnahmen zur Reduzierung der Meßunsicherheit.- 9.4.6 Freigabe zur Serienüberwachung.- 9.4.7 Weitere Optimierung der Meßunsicherheit und Verfügbarkeit.- 9.4.8 Ausblick.- 9.5 Meßroboter.- 9.5.1 Reproduzierbarkeit und Meßunsicherheit.- 9.5.2 Dauerlauftest.- 9.5.3 Ausblick.- 9.6 Wirtschaftlichkeit.- 9.7 Ausblick.- 10 Das Koordinatenmeßgerät im Qualitätsregelkreis.- 10.1 Einleitung.- 10.2 Die rechnerunterstützte Qualitätssicherung.- 10.3 Prüfplanung für Koordinatenmeßgeräte.- 10.3.1 Schnittstellen zwischen CAD-System und Koordinatenmeßgerät.- 10.3.2 Konstruktion eines Werkstücks im CAD-System.- 10.4 Prüfdatenauswertung.- 10.4.1 Ein Qualitätsregelkreis in der Zahnradfertigung.- 10.4.2 Wirtschaftliche Fertigung durch Paarungslehrung.- 10.5 Einsatz von Expertensystemen zur Qualitätssicherung.- Abbildungsverzeichnis.- Tabellenverzeichnis.- Stichwortverzeichnis.