Koordinatenmesstechnik als Schlüssel- technologie der - PTB

422 • Themenschwerpunkt PTB-Mitteilungen 117 (2007), Heft 4
Bild 6:
Spezifikation von Merkmalen
und ideale Erfassungsstrategie
im Vergleich
mit verschiedenen
praktischen Erfassungsstrategien
geometrischen Gestalt, die Erfassung und die
Auswertung kumulativ berücksichtigt werden
und nicht einzeln quantifiziert werden müssen.
Bei der Auswahl geeigneter Prüfkörper ist zu
beachten, dass die geometrischen Elemente auf
den Prüfkörpern eine hohe Ähnlichkeit mit den
Merkmalen des später zu prüfenden Bauteils
haben. Dies lässt sich gewährleisten, indem einzelne
Elemente aus realen Karosseriebauteilen
ausgeschnitten und auf einem stabilen Träger
montiert werden (Bild 5). Man erhält so einen
einfach zu handhabenden, kompakten Prüfkörper.
Zusätzlich angebrachte, präzis antastbare
Bezugselemente ermöglichen es, die Lage des
Merkmals mit hoher Reproduzierbarkeit zu
Das Beispiel zeigt schematisch für ein Rechteckloch eine mögliche
Spezifikation. In diesem Beispiel sind die Eckbereiche des Lochs
für die Funktion nicht relevant, die daher bei der Prüfung
ausgespart werden. Die Lochachse ist über die Flächennormale
in der Umgebung des Lochs definiert, weshalb rund um das Loch
ein äquidistanter Bereich zusätzlich als Funktionsfläche ausgewiesen
ist.
Die ideale Messung bezieht sich unmittelbar auf die Spezifikation.
Sie erfasst das reale Rechteckloch vollständig. Dazu sind quasi
unendlich viele Punkte im Inneren des Lochs und auf dem spezifizierten
Rand zu messen, mit Ausnahme der Eckbereiche.
Bei der Kalibrierung von Prüfkörpern ist eine ideale Messung
anzustreben. Wie im Bild angedeutet, sind dazu möglichst viele
Messpunkte (z. B. 500 Punkte) aufzunehmen. Ändert sich das
Messergebnis durch Hinzunahme zusätzlicher Messpunkte nicht
mehr signifikant, kann das Ergebnis einer idealen Messung gleichgesetzt
werden.
Eine taktile Messung erfasst i. A. nur einzelne Punkte. Abweichungen
gegenüber der idealen Messung ergeben sich insbesondere
dadurch, dass nur wenige Punkte gemessen werden und das
Merkmal somit nur unvollständig erfasst wird. Die unzulängliche
Messstrategie muss als zusätzlicher Unsicherheitsfaktor berücksichtigt
werden.
Bei einer flächenhaft optischen Messung werden Punkte i. A. in
sehr hoher Dichte erfasst. Häufig wird jedoch nur die Lochkante
ausgewertet, während das Innere und die Umgebung des Lochs
nicht berücksichtigt werden. Die Erfassung des Merkmals ist somit
unvollständig. Messabweichungen gegenüber der idealen Messung
sind dem Messverfahren anzulasten und müssen als zusätzlicher
Unsicherheitsbetrag berücksichtigt werden.
messen. Wichtig ist, dass die Merkmale auf den
Prüfkörpern entsprechend der Spezifikation kalibriert
werden.
6 Funktionsorientierte Prüfung von
Merkmalen
Unzulängliche Spezifikationen für Prüfmerkmale
können zu erheblichen Unsicherheitsbeiträgen
führen. Ausgehend von der gewünschten Funktion
sollten daher Karosseriebauteile entsprechend
der geometrischen Produktspezifikation
(GPS) [5] spezifiziert werden. Die Prüfung eines
Merkmals bezieht sich stets auf die gewünschte
Funktion des Bauteils, aus der die geometrische
Spezifikation (Soll-Geometrie) abgeleitet wird.