1. 1. Bedeutung der 3-D-MeBtechnik Die Entwicklung und EinfUhrung der Drei-Koordinaten-MeBtechnik, insbesondere der numerisch gesteuerten Koordinaten-MeBgerate kann fUr den Bereich der MeBtechnik als eben so bedeutend ange­ sehen werden, wie seinerzeit die EinfUhrung der NC-Technik in der Fertigung. Beiden Technologien ist gemeinsam, daB die Geo­ metrie des WerkstUckes durch charakteristische Punkte, die auf ein definiertes Koordinatensystem bezogen sind, beschrieben wird. Der Einsatz der Drei-Koordinaten-MeBgerate, im folgenden auch kurz DKMG genannt, ermoglicht die Losung nahezu aller in der Praxis auftretenden MeBaufgaben, also auch die Bewaltigung von MeBproblemen, die anderweitig nicht oder nur mit stets hohem Aufwand realisierbar sind. Neben dieser Tatsache liegt der entscheidende Vorteil beim Einsatz von Drei-Koordinaten­ MeBgeraten jedoch darin, daB eine Vielzahl unterschiedlicher PrUfaufgaben im Gegensatz zur konventionellen PrUftechnik in einer einzigen Aufspannung mit nur dem e i n e n MeBmittel DKMG erledigt werden kann /1. 1/(Bild 1. 1). VerfUgt das DKMG Uber einen Rechner, so braucht der PrUfling nicht ausg~richtet zu werden. Der Rechner Ubernimmt die erfaBten MeBdaten - wie deren Verarbeitung zu geometrischen KenngroBen, wobei er Ausrichtfehler durch eine. entsprechende Koordinatentrans­ formation berlicksichtigt. Je nach Ausbaustufe des Drei­ Koordinaten-MeBgerates steht hier ein flexibles MeBgerat zur VerfUgung, das in kurzer Zeit objektivierte und einheitlich dokumentierte PrUfdaten vermittelt, die eine EDV- unterstUtzte Qualitatsdatenverarbeitung wesentlich erleichtern. Aus diesen GrUnden wurden Drei-Koordinaten-MeBgerate in den letzten Jahren in immer groBerem Umgang im Bereich der Qualitatssicherung ein­ gesetzt.

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Inhaltsangabe1. Einleitung.- 1.1 Bedeutung der 3-D-Meßtechnik.- 1.2 Zielsetzung des Vorhabens.- 2. Grundkomponenten von Drei-Koordinaten-Meßgeräten.- 2.1 Bauarten.- 2.2 Elektronische 3-D-Tastsysteme.- 2.3 Datenerfassung und Verarbeitung.- 3. Beschreibung und Definition der Fehler beim Messen mit einem Drei-Koordinaten-Meßgerät.- 3.1 Nichtgerätespezifische Fehlerquellen.- 3.1.1 Betriebsbedingungen.- 3.1.2 Eigenschaften des Prüfobjektes.- 3.1.3 Festlegen der Meßstrategie.- 3.2 Meßgerätebedingte Fehlerquellen.- 3.2.1 Steuerung und Anzeigeeinheit des DKMG.- 3.2.2 Meßgerätekoordinatensystem.- 3.2.3 Antastvorgang.- 4. Meßunsicherheit bei Drei-Koordinaten-Meßgeräten.- 4.1 Definition der Meßunsicherheit beim DKMG.- 4.1.1 Eindimensionale Meßunsicherheit.- 4.1.2 Zweidimensionale Meßunsicherheit.- 4.1.3 Dreidimensionale Meßunsicherheit.- 4.2 Ermittlung und Darstellung der Fehler des DKMG zur Berechnung der Meßunsicherheit.- 4.2.1 Fehlerdarstellung nach dem Projektionsverfahren.- 4.2.2 Beschreibung der Positionierfehler im Referenzkoordinatensystem.- 4.2.3 Berechnung und Angabe der Meßunsicherheit beim DKMG.- 4.2.3.1 Angabe der eindimensionalen Meßunsicherheit.- 4.2.3.2 Angabe der zweidimensionalen Meßunsicherheit.- 4.2.3.3 Angabe der dreidimensionalen Meßunsicherheit.- 5. Meßverfahren zur Ermittlung und Darstellung des Positionierfehlers.- 5.1 Laserinterferometer (LI) als Meßmittel zur Be-Stimmung des Positionierfehlers.- 5.1.1 Funktionsprinzip des Zwei-Frequenzen-Laser-Interferometers.- 5.1.2 Kompensation der Luftbedingungen.- 5.1.3 Kompensation der Prüflingstemperatur.- 5.1.4 Anforderungen an den Meßaufbau.- 5.1.5 Meßunsicherheit des Meßmittels LI.- 5.2 Automatisierter rechnerunterstützter Meßablauf.- 5.2.1 Meßablauf bei unterschiedlicher Positionierfolge.- 5.2.2 Programmsystem zur Durchführung und Darstellung der Messungen.- 5.2.3 Statistische Kontrolle der Meßdaten.- 5.3 Bestimmung der Positionsunsicherheit gemäß der Richtlinie VDI/DGQ 3441.- 5.4 Getrennte Bestimmung der systematischen und der zufälligen Positionierfehler.- 5.5 Analyse der Positionierfehlermessungen zur Beurteilung des überprüften DKMG.- 6. Meßverfahren zur Ermittlung und Darstellung der Antastunsicherheit.- 6.1 Ableiten der Prüfstrategie.- 6.2 Bestimmung der Antastunsicherheit von 3-D-Tastsystemen.- 6.2.1 3-D-Tastsysteme als Nullpunktgeber bei statischer Meßwertübernahme.- 6.2.2 Messendes 3-D-Tastsystem als Absolutwertgeber bei statischer Meßwertübernahme.- 6.2.3 Schaltendes 3-D-Tastsystem bei dynamischer Meßwertübernahme.- 6.3 Hinweise zur Bestimmung der Antastunsicherheit beliebiger 3-D-Tastsysteme.- 7. Meßverfahren zur Ermittlung und Darstellung von Geradheits- und Rechtwinkligkeitsfehlern.- 7.1 Laser-Geradheits-Interferometer (LGI) als Meßmittel zur Bestimmung der Abweichung von der Geradheit.- 7.2 Laser-Geradheits-Meßsystem (LGM) als Meßmittel zur Bestimmung der Abweichung von der Geradheit.- 7.3 Automatisierter rechnerunterstützter Meßablauf.- 7.4 Darstellung der Meßergebnisse.- 8. Schlußbemerkungen.- 9. Literatur.