Eintrag in der Universitätsbibliographie der TU Chemnitz
Bestimmung der spezifischen, oberflächenbedingten Scanning-Antastabweichungen für taktile 3D-Koordinatenmessgeräte
Determination of specific, surface-related probing errors for scanning with tactile 3D coordinate measuring machines
Kurzfassung in deutsch
Der Scanning-Antastabweichung kommt in der Überprüfung und Bewertung von taktil-scannenden 3D-Koordinatenmessgeräten fortwährend eine große Bedeutung zu. Sie bildet unter anderem die Basis für die Geräteauswahl, die Messsystemanalyse und die Bestimmung von Messunsicherheiten. Dabei entscheiden spezifische Wirkbeziehungen innerhalb des Gesamtsystems aus Koordinatenmessgerät und Messobjekt über die Aussagekraft abgeleiteter Kennwerte sowie die Vereinbarkeit der Herausforderungen der Fertigungsmesstechnik in einer vorgegebenen Messaufgabe. In dieser Arbeit wird eine Vorgehensweise zur Bestimmung der spezifischen, oberflächenbedingten Scanning-Antastabweichung unter Berücksichtigung der Einflussgrößen Sensor, Scanning-Parameter, Tasterkonfiguration und Gestaltabweichungen des Messobjektes vorgestellt. Ziel dessen ist es, bestehende Kenntnisse zur Wirkungsweise definierter Einflussgrößen zu erweitern und einen neuen, erweiterten sowie anwendungsorientierten Ansatz für die Überprüfung und Bewertung von Koordinatenmessgeräten zu bieten. Dies bildet den Ausgangspunkt für die Vergleichbarkeit und Reproduzierbarkeit von Messergebnissen. Die Basis zugehöriger Untersuchungen bilden vorangegangene Forschungsprojekte sowie Empfehlungen und Hinweise aus Literatur und Herstellerinformationen. Daraus abgeleitete Haupteinflussgrößen definieren den Rahmen der Versuchsreihen zur Klärung formulierter zentraler Forschungs-fragen. Ausgehend von den Untersuchungen an einem festgelegten Basis-Koordinatenmessgerät wird die Übertragbarkeit erarbeiteter Erkenntnisse auf alternative Sensoren überprüft und Ergebnisse auf systematische und zufällige Abweichungsanteile hin analysiert. Durch den Vergleich „annähernd-idealer“ sowie „zielmarktorientierter“ Oberflächen zeigt sich, dass Wirkbeziehungen zwischen den untersuchten Haupteinflussgrößen, beispielsweise unter Variation der Scanning-Geschwindigkeit, erst durch das Vorhandensein nicht-idealer Oberflächeneigenschaften auftreten oder durch diese derart verstärkt werden, dass sie sich von zufälligen Messabweichungen abheben. Die Bewertung der erfassten Messdaten erfolgt dabei anhand der abgeleiteten Geradheitsabweichung in Bezug auf zugrundeliegende Referenzmessungen sowie vergleichender prozentualer Betrachtungen und abgeleiteter Grenzwerte. Zentrale Erkenntnis der Hauptuntersuchungen am Basis-Koordinatenmessgerät ist, dass durch verschiedene Tasterorientierungen klare und explizit unterschiedliche Wirkbeziehungen zwischen den Haupteinflussgrößen auftreten, was über bisherige Forschungsergebnisse weit hinausgeht. Dies konnte auch durch die Verifikationsmessungen bestätigt werden. Sensorübergreifend sind derartig klare Wirkbeziehungen nicht zu detektieren. Auch zum Basis-Koordinatenmessgerät vergleichbare sensorspezifische Abhängigkeiten sind anhand der durchgeführten Messreihen nicht formulierbar. Es ist allerdings auch zu konstatieren, dass jede der untersuchten Einflussgrößen, unter Ausnahme der Antastkraft, durch Messabweichungen belegbare Auswirkungen hat. Die Erkenntnisse und Potentiale dieser Arbeit bieten somit eine umfängliche Basis für die Weiterentwicklung der Bewertungs- und Entscheidungsgrundlagen der taktil-scannenden 3D-Koordninatenmesstechnik, welche durch eine verbesserte Vergleichbarkeit, ein umfassenderes Wissen zu Mess- beziehungsweise Antastabweichungen sowie gesteigerte Effizienz gekennzeichnet sind.
Kurzfassung in englisch
Probing errors for scanning are of particular and continuous significance for the inspection and valuation of tactile 3D coordinate measuring machines. The choice of measuring devices, the measuring-system analysis and the expression of uncertainty in measurement base on this fundament. In this PhD thesis such issues are covered explicitly, considering different types of surfaces, stylus systems and sensors.
| Universität: | Technische Universität Chemnitz | |
| Institut: | Professur Fertigungsmesstechnik | |
| Fakultät: | Fakultät für Maschinenbau | |
| Dokumentart: | Dissertation | |
| Betreuer: | Gröger, Sophie (Prof. Dr.-Ing. habil.) | |
| URL/URN: | https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa2-342698 | |
| Quelle: | 2019. - 187 S. | |
| SWD-Schlagwörter: | Koordinatenmessgerät , Fertigungsmesstechnik , Koordinatenmesstechnik , Scanning , Einflussgröße | |
| Freie Schlagwörter (Deutsch): | Koordinatenmesstechnik , Scanning , taktile Messung , Einflussgrößen , Geometrische Produktspezifikation und Verifikation | |
| Freie Schlagwörter (Englisch): | coordinate measuring technique , scanning , tactile measurement , influence quantity , Geometrical Product Spezification and Verifcation | |
| DDC-Sachgruppe: | Ingenieurwissenschaften | |
| Sprache: | deutsch | |
| Tag der mündlichen Prüfung | 24.05.2019 |
