Analyse von Führungsfehlern großer Koordinatenmessgeräte und Erstellung eines Korrekturmodells

Abstract

Durch die Integration von rechnerunterstützen Verfahren ist es möglich geworden, Koordinatenmessgeräte direkt in industrielle Produktions- und Prüfprozesse einzubinden. Mit Hilfe von Geometrievermessungen und entsprechenden numerischen Korrekturverfahren lassen sich zahlreiche systematische Messfehler aus den Messergebnisen eliminieren. Voraussetzung für die längerfristige Validität der Korrekturverfahren ist, dass die Geometrieabweichungen des Koordinatenmessgerätes über die Zeit konstant bleiben.<br />In dieser Arbeit werden die Verformungen der Messplatten von großen Horizontal-arm-Koordinatenmessgeräten als ein in der Praxis beobachtetes Phänomen, welches zu Veränderungen der gemessenen Geometrieabweichungen führt, betrachtet. Da eine Verformung der Messplatte bei diesem Messgerätetyp zu Führungsfehlern führt und die Ursachen hierfür nur schwer zu bestimmen sind, müssen regelmäßig zeit- und kostenaufwendige Geometrievermessungen durchgeführt werden, um die Messgenauigkeit des Koordinatenmessgerätes garantieren zu können. Zur Verringerung der Opportunitätskosten dieser Messplattenverformungen, werden in dieser Arbeit effizientere Verfahren zur Bestimmung der Geometrieveränderungen von Horizontalarm-Koordinatenmessgeräten konzipiert. Mit Blick auf den Erhalt von praxisbezogenen Ergebnissen, werden die konzipierten Verfahren anhand von Korrekturdaten eines realen Koordinatenmessgerätes analysiert und deren Anwendungsmöglichkeiten erörtert.<br />

Due to the integration of computer-aided methods, it has been possible to embed coordinate measuring machines directly into industrial production- and testing processes. With the help of geometry measurement and numerical correction methods several systematic measuring errors can be eliminated from the measurement result. Precondition for the long-term validity of these correction methods is a time-independent stability of geometry errors of the coordinate measuring machine.<br />In this thesis the deformation of measuring plates of large coordinate measuring machines are examined as practically observed phenomenon that leads to the shifting of systematic geometry errors. As a deformation of the measuring plates of this type of measuring machines leads to the shift of systematic errors, geometry measurements have to be executed periodically. To minimize the opportunity costs caused by this phenomenon, more efficient methods to determine the geometry errors of horizontal-arm coordinate measuring machines are developed in this thesis. Due to the creation of practically oriented results, the methods are analyzed with the help of measuring data of a real coordinate measuring machine and application possibilities are discussed.