Holdings: Handbuch Messtechnik in der industriellen Produktion

Handbuch Messtechnik in der industriellen Produktion: valide Messergebnisse planen, erhalten, auswerten und verteilen

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Bibliographic Details
Other Authors:	Schmitt, Robert 1961- (Editor), Dietrich, Edgar 1951- (Editor)
Format:	Book
Language:	German
Published:	München Hanser [2023]
Subjects:	Prüfmittel Produktionsprozess Fertigungsmesstechnik Prüfplanung Produktion Messwert Messtechnik FBQMMESS: Fertigungsmesstechnik MABA2020 Aufsatzsammlung
Online Access:	Inhaltsverzeichnis
Physical Description:	XXV, 809 Seiten Illustrationen, Diagramme 28 cm
ISBN:	9783446465596 3446465596

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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS DANKSAGUNG . XVII VORWORT . XIX UEBER DIE HERAUSGEBER . XXI AUTORENVERZEICHNIS . XXIII TEIL I FAEHIGE MESS UND PRUEFPROZESSE ETABLIEREN . 1 1 MESSEN UND PRUEFEN ALS KERNAUFGABE DER QUALITAETSSICHERUNG . 3 ROBERT H. SCHMITT 1.1 BEDEUTUNG DER FERTIGUNGSMESSTECHNIK IN PRODUZIERENDEN UNTERNEHMEN . 5 1.2 EINORDNUNG VON PRUEFPROZESSEN IN DEN BETRIEBLICHEN KONTEXT . 6 1.3 NUTZUNG VON MESSDATEN IN DER PRODUKTION . 8 2 PRUEFPLANUNG . 11 ROBERT HOFMANN, SOPHIE GROEGER, ANIKA SUESS 2.1 DEFINITION UND ZIELE . 13 2.2 GRUNDLEGENDE BEGRIFFE . 13 2.3 MESSEN UND PRUEFEN IM PRODUKTLEBEN - PRUEFZWECKE . 14 2.4 ABLAUF DER PRUEFPLANUNG . 15 2.4.1 AUFTRAG UND PRUEFOBJEKT . 16 2.4.2 PRUEFMERKMALSDEFINITION . 16 2.4.3 FERTIGUNGSINTEGRATION, PRUEFUMFANG, PRUEFORT UND -MITTEL . 17 2.4.4 PRUEFMITTELUEBERWACHUNG, -KALIBRIERUNG UND -RUECKFUEHRUNG, EIGNUNGSNACHWEIS . 19 2.4.5 DOKUMENTATION UND WEITERVERARBEITUNG DER DATEN . 20 2.4.6 REAKTIONSPLAENE, PRUEFPLANUEBERWACHUNG, FREIGABE . 20 2.5 WIRTSCHAFTLICHE RELEVANZ DER PRUEFPLANUNG . 21 2.6 TRENDS UND PERSPEKTIVEN DER PRUEFPLANUNG . 22 2.7 DANKSAGUNG . 22 3 ADAPTIVE PRUEFPLANUNG . 23 MEIKE HUBER, JONATHAN GREIPEL 3.1 EINFUEHRUNG IN DIE ADAPTIVE PRUEFPLANUNG . 25 3.2 AUFGABEN DER ADAPTIVEN PRUEFPLANUNG . 26 3.2.1 UMSETZUNG DER ADAPTIVITAET DURCH UEBERGREIFENDE PROZESSSTROEME . 26 3.2.2 UMSETZUNG DER ADAPTIVITAET INNERHALB DER PROZESSSSCHRITTE . 27 3.2.2.1 ADAPTION VON PRUEFMERKMALEN . 27 3.2.2.2 ADAPTION DES PRUEFUMFANGS . 29 3.2.2.3 ADAPTION DER PRUEFFREQUENZ . 29 3.2.2.4 FESTLEGUNG DER PRUEFMITTELUEBERWACHUNG, KALIBRIERUNG UND RUECKFUEHRUNG . 31 3.2.2.5 FESTLEGUNG DER PRUEFDATENERFASSUNG UND -AUSWERTUNG . 31 3.2.2.6 ADAPTION WEITERER IN DER PRUEFPLANUNG BERUECKSICHTIGTER SCHRITTE . 34 3.3 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK . 34 3.4 DANKSAGUNG . 35 4 GEOMETRISCHE PRODUKTSPEZIFIKATION - VOM KONSTRUKTIONSMERKMAL ZUR MESSGROESSE 37 GUNTER EFFENBERGER 4.1 AUFBAU DES NORMENSYSTEMS FUER DIE GEOMETRISCHE PRODUKTSPEZIFIKATION . 40 4.2 GRUNDREGELN DER GEOMETRISCHEN PRODUKTSPEZIFIKATION . 42 4.3 GROESSENMASSE - BEMASSUNG UND TOLERIERUNG . 47 V 4.3.1 GROESSENMASSELEMENTE UND GROESSENMASSE . 47 4.3.2 TOLERIERUNGSKONZEPT HUELLBEDINGUNG . 52 4.3.3 SPEZIFIZIEREN VON GROESSENMASSELEMENTEN . 54 4.3.3.1 AUSWAHL VON GROESSENMASSMERKMALEN . 54 4.3.3.2 FESTLEGUNG VON GRENZMASSEN UND TOLERANZEN FUER GROESSENMASSE . 54 4.4 FORM, RICHTUNG, ORT UND LAUF GEOMETRISCHER ELEMENTE . 56 4.4.1 FORM-, RICHTUNGS-, ORTS UND LAUF TOLERANZEN - ANGABE IN ZEICHNUNGEN . 58 4.4.2 FORMTOLERANZEN . 60 4.4.3 BEZUG UND BEZUEGE . 61 4.4.4 RICHTUNGSTOLERANZEN . 63 4.4.5 BEZUGSSYSTEM . 66 4.4.6 ORTSTOLERANZEN . 69 4.4.6.1 POSITION, KOAXIALITAET, SYMMETRIE . 69 4.4.6.2 LINIEN-UND FLAECHENPROFIL . 71 4.4.7 LAUFTOLERANZEN . 73 4.4.7.1 RUNDLAUF - RADIAL . 73 4.4.7.2 RUNDLAUF - AXIAL . 74 4.4.7.3 RUNDLAUF IN SPEZIFIZIERTER RICHTUNG . 75 4.4.7.4 GESAMTRUNDLAUF - RADIAL . 75 4.4.8 ALLGEMEINTOLERANZEN FUER FORM UND LAGE . 76 4.5 WEITERFUEHRENDE ASPEKTE DER GEOMETRIETOLERIERUNG . 77 5 VALIDIERUNG VON ANALYSE-SOFTWARE . 79 MARKUS SCHMIDT 5.1 TESTBEISPIELE . 83 5.2 AIAG-TESTBEISPIEL ERMITTLUNG R&R (ANOVA) . 83 5.3 ISO/TR 11462-4 . 84 6 VOM EMPB ZUM EXZELLENTEN PRODUKTENTSTEHUNGSPROZESS . 91 STEFAN WEBER 6.1 EINFUEHRUNG . 93 6.1.1 ERSTBEMUSTERUNG IM AUTOMOTIVE-UMFELD . 93 6.1.2 DEFINITION . 93 6.2 EMPB - DER GARANT FUER HOHE PRODUKTQUALITAET . 93 6.2.1 ERSTBEMUSTERUNG IN ANALOGEN ZEITEN . 94 6.2.2 DER DIGITALE ERSTMUSTERPRUEFBERICHT . 94 6.2.3 FOKUSSIERTE KOMMUNIKATION IN DER LIEFERKETTE . 94 6.3 EMPB IM KONTEXT DES PRODUKT ENTSTEHUNGSPROZESSES . 96 6.4 GRENZEN VERSCHIEBEN - EIN AUSBLICK . 98 TEIL II GEEIGNETE MESS UND PRUEFMITTEL EINSETZEN . 101 1 BEDEUTUNG VON MESS UND PRUEFMITTELN . 103 STEPHAN CONRAD 1.1 SINNESWANDEL ZUR RELEVANZ VON MESS-UND PRUEFPROZESSEN . 105 1.2 AUSWIRKUNGEN DER PRODUKTHAFTUNG . 105 1.3 WAS SIND MESS-UND PRUEFMITTEL? . 106 1.4 NORMATIVE ANFORDERUNGEN . 107 1.5 REFERENZHANDBUECHER FUER DIE BEURTEILUNG VON MESSSYSTEMEN . 109 1.5.1 AIAG CORE TOOL MEASUREMENT SYSTEM ANALYSIS (MSA) . 109 1.5.2 VDA BAND 5 YYMESS UND PRUEFPROZESSE - EIGNUNG, PLANUNG UND MANAGEMENT " . 109 1.6 FIRMENRICHTLINIEN . 110 1.7 BESCHAFFUNG VON MESS UND PRUEFMITTELN 111 1.7.1 PRUEFMITTELBESCHAFFUNG . 112 1.7.2 EXEMPLARISCHE INHALTE EINES LASTENHEFTS . 112 2 EIGNUNGSNACHWEISE FUER MESSPROZESSE . 115 EDGAR DIETRICH 2.1 EINLEITUNG . 118 2.2 ANFORDERUNGEN . 119 2.3 UEBERSICHT DER VERFAHREN . 120 2.4 FAEHIGKEITSNACHWEISE GEMAESS FIRMENRICHTLINIE . 120 2.4.1 UNTERSUCHUNG GEMAESS VERFAHREN 1 . 122 2.4.2 UNTERSUCHUNG GEMAESS VERFAHREN 2 . 125 2.5 FAEHIGKEITSUNTERSUCHUNG GEMAESS MSA . 128 2.5.1 UNTERSCHIEDE ZU FIRMENRICHTLINIEN . 128 2.5.2 SYSTEMATISCHE MESSABWEICHUNGS-(BIAS-) UND LINEARITAETSSTUDIE . 128 2.5.3 WIEDERHOL UND VERGLEICHSPRAEZISION %GRR 129 2.5.4 ANZAHL UNTERSCHEIDBARER KATEGORIEN . 129 2.6 EIGNUNGSNACHWEIS GEMAESS VDA 5 BZW. ISO 22514-7 . 129 2.6.1 DEFINITION VON MESSSYSTEM UND -PROZESS . 129 2.6.2 SCHEMATISIERTE VORGEHENSWEISE . 130 2.6.3 MINIMALE TOLERANZ . 132 2.6.4 FORMELN ZU DEN KENNWERTEN . 132 2.7 VERGLEICH VON FIRMENRICHTLINIEN, MSA MIT VDA 5 BZW. ISO 22514-7 . 135 VI 2.8 SONDERFAELLE . 139 2.9 ZUSAMMENFASSUNG . 139 3 EIGNUNG ATTRIBUTIVER PRUEFPROZESSE .141 AUTORENKOLLEKTIV 3.1 BEISPIELDATEN . 143 3.2 KAPPA-KOEFFIZIENT NACH JACOB COHEN . 144 3.2.1 RECHENSCHEMA FUER DEN KAPPA KOEFFIZIENTEN NACH COHEN . 144 3.2.2 RECHENSCHEMA FUER DEN SIGNIFIKANZTEST . 146 3.2.3 ANNAHMEKRITERIEN FUER KAPPA NACH COHEN 147 3.2.4 FALLBEISPIEL: VERGLEICH PRUEFER VERSUS PRUEFER . 147 3.2.4.1 FALLBEISPIEL: BESTIMMEN DES KAPPA KOEFFIZIENTEN NACH COHEN . 147 3.2.4.2 FALLBEISPIEL: SIGNIFIKANZTEST FUER DEN KAPPA-KOEFFIZIENTEN . 149 3.2.4.3 BEWERTUNG DES PRUEFPROZESSES . 150 3.3 KAPPA-KOEFFIZIENT NACH JOSEPH L. FLEISS 150 3.3.1 RECHENSCHEMA FUER DEN KAPPA KOEFFIZIENTEN NACH FLEISS . 150 3.3.2 RECHENSCHEMA FUER DEN SIGNIFIKANZTEST . 152 3.3.3 ANNAHMEKRITERIEN FUER KAPPA NACH FLEISS . 153 3.3.4 FALLBEISPIEL: VERGLEICHBARKEIT DER PRUEFER URTEILE . 153 3.3.4.1 BESTIMMEN DES KAPPA-KOEFFIZIENTEN NACH FLEISS . 153 3.3.4.2 FALLBEISPIEL: SIGNIFIKANZTEST FUER KAPPA-KOEFFIZIENTEN . 154 3.3.4.3 BEWERTUNG DES PRUEFPROZESSES . 155 3.4 PRUEFSYSTEM-EFFEKTIVITAET . 155 3.4.1 RECHENSCHEMA ZUR PRUEFSYSTEM EFFEKTIVITAET . 155 3.4.2 FALLBEISPIEL ZUR PRUEFSYSTEM-EFFEKTIVITAET . 155 3.4.3 ANNAHMEKRITERIEN FUER DIE PRUEFSYSTEM EFFEKTIVITAET . 157 3.4.4 BEWERTUNG DES PRUEFPROZESSES . 159 3.5 SIGNALERKENNUNG . 159 3.5.1 FALLBEISPIEL SIGNALERKENNUNG . 159 3.5.2 ERMITTLUNG DER KENNGROESSE %GRR . 160 3.5.3 BEWERTUNG DES PRUEFPROZESSES . 161 4 EIGNUNGSNACHWEIS VON PRUEFSTAENDEN 163 PHILIPP JATZKOWSKI 4.1 PRUEFSTAENDE - RUECKGRAT DER INDUSTRIELLEN PRODUKTION . 166 4.2 MOTIVATION FUER DEN EIGNUNGSNACHWEIS . 166 4.3 HERAUSFORDERUNGEN - EINZIGARTIGKEIT UND KOMPLEXITAET . 167 4.4 GENERELLES VORGEHEN BEIM EIGNUNGSNACHWEIS . 167 4.4.1 BESCHREIBUNG/DOKUMENTATION DES PRUEFPROZESSES . 168 4.4.2 IDENTIFIKATION DER EINFLUSSGROESSEN IM ISHIKAWA-DIAGRAMM . 169 4.4.3 ABLEITEN DES PARAMETERRAUMS . 169 4.4.4 MODELLBILDUNG UND UNSICHERHEITS FORTPFLANZUNG . 170 4.5 EXPERIMENTELLER ANSATZ - GUM TYP A . 172 4.5.1 IDENTIFIKATION DER EINFLUSSGROESSEN . 172 4.5.2 ABLEITEN DES PARAMETERRAUMS . 173 4.5.3 MODELLBILDUNG . 173 4.5.4 UNSICHERHEITSFORTPFLANZUNG . 174 4.6 NICHT EXPERIMENTELLER ANSATZ - GUM TYP B . 175 4.6.1 MODELLBILDUNG . 175 4.6.2 ERMITTLUNG DER EINGANGSGROESSEN . 175 4.6.3 UNSICHERHEITSFORTPFLANZUNG MITTELS VARIANZFORTPFLANZUNG . 176 4.6.4 UNSICHERHEITSFORTPFLANZUNG MITTELS MONTE-CARLO-SIMULATION . 177 4.7 VOR UND NACHTEILE VON EXPERIMENTELLER UND NICHT EXPERIMENTELLER ERMITTLUNG DER MESSUNSICHERHEIT 177 4.8 EIGNUNGSNACHWEIS BEI ATTRIBUTIVEM PRUEFERGEBNIS . 178 4.9 DOKUMENTATION DES EIGNUNGS NACHWEISES . 178 5 KOORDINATENMESSSYSTEME IN DER DIGITALEN PRODUKTION . 181 DIETRICH IMKAMP 5.1 GRUNDLAGEN DER KOORDINATEN MESSTECHNIK . 184 5.1.1 KOORDINATENMESSGERAETE UND IHRE SENSOREN . 185 5.1.2 KOORDINATENMESSSYSTEME . 189 5.1.3 KENNGROESSEN FUER DIE PRUEFUNG VON KOORDINATENMESSGERAETEN UND-SYSTEMEN . 192 5.1.4 SOFTWARE FUER KOORDINATENMESSGERAETE UND-SYSTEME . 194 5.2 KOORDINATENMESSTECHNIK IN DER PRODUKTION ZUR QUALITAETSPRUEFUNG . 196 5.2.1 ORGANISATORISCHE EINORDNUNG DER QUALITAETSPRUEFUNG . 196 VII 5.2.2 DIGITALE SCHNITTSTELLEN FUER DIE KOMMUNIKATION MIT DER KOORDINATEN MESSTECHNIK . 197 5.2.2.1 EINGANGSINFORMATIONEN: GEOMETRISCHE PRODUKTSPEZIFIKATION UND MESSABLAUF . 198 5.2.2.2 AUSGANGSINFORMATIONEN: MESSERGEBNISSE 199 5.2.2.3 SCHNITTSTELLEN ZUR DIGITALEN UEBERTRAGUNG VON KALIBRIERDATEN . 199 5.2.2.4 SCHNITTSTELLEN ZUR PRODUKTIONSPLANUNG UND -STEUERUNG (PPS) . 200 5.2.3 AUTOMATISIERUNG FUER DEN MATERIALFLUSS . 200 6 VORGEHENSWEISE FUER YYNICHT FAEHIGE MESSSYSTEME/MESSPROZESSE" . 207 STEPHAN CONRAD 6.1 VORBEMERKUNGEN . 209 6.2 VORGEHENSWEISEN NACH AIAG MSA . 210 6.3 VORGEHENSWEISE NACH BOSCH HEFT 10 . 211 6.4 VORGEHENSWEISE NACH VDA BAND 5 . 212 6.5 SONDERREGELUNGEN NACH VDA 5 . 214 6.5.1 FINE-TOLERANCES-(FT)-REGELUNG . 214 6.5.2 VERRINGERUNG DER MESSUNSICHERHEIT DURCH MEHRFACHMESSUNG . 217 7 EINSEITIG BEGRENZTE MERKMALE . 219 STEPHAN CONRAD 7.1 VORBEMERKUNGEN . 221 7.2 KATEGORISIERUNG EINSEITIG BEGRENZTER MERKMALE . 222 7.3 EINSEITIG BEGRENZTE MERKMALE MIT NATUERLICHER/PHYSIKALISCHER/TECHNISCHER GRENZE 222 7.4 EINSEITIG BEGRENZTE MERKMALE MIT DEFINIERTEM ARBEITSPUNKT 227 7.5 EINSEITIG BEGRENZTE MERKMALE (OHNE NATUERLICHE GRENZE ODER DEFINIERTEN ARBEITSPUNKT) 229 7.5.1 SCHAETZUNG DER FERTIGUNGSPROZESSSTREUUNG NACH DIN ISO 22514-1 UND DIN ISO 22514-2 . 230 7.5.2 SCHAETZUNG DER FERTIGUNGSPROZESSSTREUUNG AUS EINER KLEINEREN ZUFALLSSTICHPROBE . 231 7.5.3 SCHAETZUNG DER FERTIGUNGSPROZESSSTREUUNG AUS HISTORISCHEN DATEN 231 7.5.4 BERECHNUNG DER EIGNUNGSINDIZES BEI EINSEITIGEN TOLERANZEN 231 7.6 MOEGLICHE VERFAHREN DER MESSSYSTEM ANALYSE . 233 7.6.1 VERFAHREN 1 UND VERFAHREN 2 BEI EINSEITIGEN GRENZEN UND DEFINIERTEM ARBEITSPUNKT . 233 7.6.2 VERFAHREN 1 UND VERFAHREN 2 BEI EINSEITIGEN GRENZEN OHNE WEITERE ANGABEN . 234 TEIL III VALIDE MESSDATEN UNTER PRODUKTIONSBEDINGUNGEN GEWINNEN . 237 1 STANDARDMESSMITTEL . 239 HAN HAITJEMA 1.1 EINLEITUNG . 241 1.2 EINORDNUNG DER DIMENSIONALEN MESSTECHNIK . 241 1.3 HANDMESSGERAETE FUER LAENGENMESSUNGEN 242 1.3.1 MESSSCHIEBER . 242 1.3.2 MESSSCHRAUBE/MIKROMETER . 243 1.3.3 INNENMESSSCHRAUBEN MIT ZWEI-PUNKT UND DREI-PUNKT-BERUEHRUNG . 244 1.4 WEGSENSOREN . 245 1.4.1 MECHANISCHE WANDLER . 245 1.4.2 INDUKTIVE WANDLER . 246 1.4.3 KAPAZITIVESENSOREN . 247 1.4.4 OPTOELEKTRONIK: LINEARENCODER . 248 1.5 MESSGERAETE ZUR LAENGEN UND WEGMESSUNG IN EINER DIMENSION . 249 1.5.1 LASERINTERFEROMETER . 249 1.5.2 VERTIKALE ID-MESSMASCHINE . 250 1.5.3 LAENGENKOMPARATOR . 250 1.5.4 KLEINLAENGENMESSER . 251 1.5.5 HOEHENMESSGERAETE . 251 1.6 HANDMESSGERAETE FUER WINKELMESSUNGEN 253 1.6.1 UNIVERSAL-WINKELMESSER . 253 1.6.2 WINKELMESSGERAETE FUER NEIGUNGS MESSUNGEN . 253 1.6.2.1 WASSERWAAGE . 253 1.6.2.2 KLINOMETER BZW. INKLINOMETER . 254 1.6.2.3 ELEKTRONISCHE NIVELLIERGERAETE . 254 1.6.2.4 SINUSLINEAL . 255 1.7 GROESSERE INSTRUMENTE FUER WINKEL MESSUNGEN . 255 1.7.1 THEODOLIT . 255 1.7.2 AUTOKOLLIMATOR . 256 1.7.3 RUNDSCHALTTISCH . 257 1.8 MESSEN VON FORM UND RAUHEIT . 257 1.8.1 GERADHEIT . 258 1.8.1.1 ELEKTRONISCHE NIVELLIERGERAETE . 258 VIII 1.8.1.2 FLUCHTFERNROHR . 259 1.8.2 EBENHEIT . 259 1.8.3 RECHTWINKLIGKEIT . 260 1.8.4 RUNDHEIT . 261 1.8.5 RAUHEIT . 263 1.9 KOORDINATENMESSUNGEN . 264 1.9.1 2D-MESSMASCHINEN . 265 1.9.1.1 MESSMIKROSKOP . 265 1.9.1.2 PROFILPROJEKTOR . 267 1.9.2 3D-KOORDINATENMESSGERAET (KMG) . 268 1.9.2.1 PRINZIP DES 3D-KMG . 268 1.9.2.2 KONSTRUKTION VON 3D-KMGS . 269 1.9.2.3 SPEZIFIKATION UND LEISTUNGSUEBERPRUEFUNG VONKMGS . 271 2 TAKTILE MESSTECHNIK - DIE REFERENZ? 273 HARALD BOSSE, KARIN KNIEL 2.1 DEFINITION UND WEITERGABE DER SI-EINHEITEN . 275 2.1.1 EINFUEHRUNG . 275 2.1.2 DIE LAENGENEINHEIT METER . 276 2.1.3 WEITERE SI-EINHEITEN . 277 2.2 DER WEG ZUM VERGLEICHBAREN MESSEN . 278 2.2.1 PRINZIP DER MESSTECHNISCHEN RUECKFUEHRUNG . 278 2.2.2 BEDEUTUNG DER MESSUNSICHERHEIT . 280 2.2.3 ERMITTLUNG DER MESSUNSICHERHEIT . 280 2.2.4 NORMALE FUER DIE INDUSTRIE . 283 2.3 3D-KOORDINATENMESSSYSTEME . 286 2.3.1 TAKTILE SENSORIK - SEIT JAHRZEHNTEN BEWAEHRT . 286 2.3.2 CT, OPTISCHE UND MULTI-SENSORIK - AUF DEM VORMARSCH . 288 2.4 ALLES EINE FRAGE DER GENAUIGKEIT? . 290 2.4.1 VERGLEICH DER VORTEILE UND GRENZEN DER SENSORARTEN . 290 2.4.2 TAKTILE MESSTECHNIK ALS REFERENZ AUF DEM PRUEFSTAND . 291 2.5 EIN BEISPIEL: VERZAHNUNGSMESSTECHNIK 292 2.5.1 NORMGERECHTE ZAHNRADMESSUNGEN . 292 2.5.2 MESSTECHNISCHE HERAUSFORDERUNGEN: MIKRO UND GROSSVERZAHNUNGEN . 292 2.5.3 NEUE WEGE UND DEREN VERIFIZIERUNG . 295 3 MULTISENSOR-KOORDINATEN MESSTECHNIK . 299 RALF CHRISTOPH, SCHIRIN HEIDARI BATENI 3.1 SENSORSYSTEMATIK . 301 3.2 OPTISCHE SENSOREN . 303 3.2.1 BILDVERARBEITUNGS-UND FOKUSVARIATIONSSENSOREN . 303 3.2.2 LASERABSTANDSSENSOREN . 304 3.2.3 CHROMATISCHE FOKUSSENSOREN . 304 3.2.4 KONFOKALE SENSOREN . 305 3.2.5 INTERFEROMETRISCHE SENSOREN . 306 3.3 ROENTGEN-COMPUTERTOMOGRAFIE . 306 3.4 TAKTILE SENSOREN . 308 3.4.1 TAKTIL-ELEKTRISCHE SENSOREN . 308 3.4.2 TAKTIL-OPTISCHE MIKROTASTER . 308 3.4.3 TAKTIL-OPTISCHE KONTURSENSOREN . 309 3.5 GERAETEBAUWEISEN . 310 3.6 MULTISENSORINTEGRATION . 312 3.7 ANWENDUNG VON MULTISENSORIK . 313 3.8 MESSSOFTWARE . 315 4 AUTOMATISCHE DICHTHEITSPRUEFUNG IN DER SERIENFERTIGUNG . 319 ALEXANDER STRATMANN 4.1 EINLEITUNG . 322 4.1.1 GRUNDBEGRIFFE . 322 4.1.2 LECKSTROEMUNG . 325 4.1.3 ANWENDUNGEN UND ERGAENZUNGEN . 326 4.1.3.1 ABLEITUNG GASFOERMIGER LECKAGERATE AUS FLUESSIGEM ANWENDUNGSFALL . 326 4.1.3.2 ABLEITUNG GASFOERMIGE LECKAGERATE AUS MASSEBEZOGENEM GRENZWERT . 328 4.1.3.3 TEMPERATUR UND WAERMEEINFLUSS . 328 4.2 QUALITAETSMETHODEN . 329 4.2.1 MESSPROZESSFAEHIGKEITSUNTERSUCHUNG . 329 4.2.2 REFERENZTESTLECK/NORMAL . 331 4.2.3 PRUEFSTANDSREGELBETRIEB . 332 4.3 LECKPRUEFVERFAHREN . 333 4.3.1 DRUCKMESSMETHODEN . 334 4.3.2 DURCHFLUSSMESSMETHODEN . 338 4.3.3 SPURENGASLECKPRUEFUNG . 341 4.3.3.1 HELIUMLECKPRUEFUNG . 342 4.3.3.2 WASSERSTOFF BZW. FORMIERGASLECKPRUEFUNG 345 4.4 ADDENDUM . 346 5 HAERTEPRUEFUNG IN DER PRAKTISCHEN ANWENDUNG 349 FEBO MENELAO 5.1 DIE VERFAHREN NACH ROCKWELL, BRINELL UND VICKERS KURZ VORGESTELLT 351 5.2 ZUSAMMENHANG ZWISCHEN BRINELL UND VICKERS-HAERTETEST . 353 IX 5.3 ANWENDUNGSBEREICHE VON ROCKWELL, BRINELL UND VICKERS: WANN WIRD WELCHES VERFAHREN EINGESETZT? . 354 5.4 VOR UND NACHTEILE UNTERSCHIEDLICHER HAERTEMESSVERFAHREN . 354 5.5 UMWERTUNG VON HAERTEWERTEN . 355 5.6 UNSICHERHEIT BEI DER UMWERTUNG . 355 6 MESSTECHNIK IN DER SCHRAUBTECHNIK 357 NIELS RABBE 6.1 EINFUEHRUNG IN DIE SCHRAUBTECHNIK . 359 6.2 SCHRAUBWERKZEUGE . 362 6.2.1 DER DREHMOMENTSCHLUESSEL . 362 6.2.2 MOTORISCH BETRIEBENES SCHRAUBWERKZEUG MIT ABSCHALTKUPPLUNG . 363 6.2.3 IMPULSSCHRAUBER . 363 6.2.4 MOTORISCH BETRIEBENES SCHRAUBWERKZEUG MIT DREHMOMENT ODER MIT DREHMOMENT PLUS DREHWINKELSTEUERUNG . 364 6.2.5 BEISPIEL DREHWINKELMESSUNG . 365 6.2.6 STRECKGRENZSTEUERUNG . 365 6.2.7 VORSPANNEN VON SCHRAUBEN DURCH ZUGKRAFT . 366 6.2.8 VORSPANNEN VON SCHRAUBEN DURCH THERMISCHE DEHNUNG . 367 6.3 PRUEFEN VON BEREITS MONTIERTEN SCHRAUBVERBINDUNGEN . 367 6.3.1 KLEMMKRAFTSENSOREN . 367 6.3.2 MESSUNG MITTELS ULTRASCHALL . 368 6.3.3 MESSUNG DES WEITERDREHMOMENTS . 369 6.4 STATISCHE KALIBRIERUNG VON SCHRAUBWERKZEUGEN . 371 6.5 PRUEFUNG VON SCHRAUBWERKZEUGEN . 372 6.6 PROZESSFAEHIGKEITSPRUEFUNG VON SCHRAUBVERBINDUNGEN . 373 6.7 RUECKFUEHRUNG AUF DAS DYNAMISCHE DREHMOMENT BEI KONTINUIERLICH ROTIERENDEN SCHRAUBWERKZEUGEN . 374 6.8 KOMPETENZ IN DER SCHRAUBTECHNIK . 374 7 SICHTPRUEFUNG . 375 KILIAN GEIGER, HAMID JAHANGIR, OSCAR MALINOWSKI 7.1 GRUNDLAGEN . 377 7.1.1 AUFGABEN DER SICHTPRUEFUNG . 377 7.1.2 MOEGLICHE FEHLEREINFLUESSE . 379 7.1.3 AUTOMATISIERUNG DER SICHTPRUEFUNG . 381 7.1.3.1 PRUEFKOERPERZUFUEHRUNG UND-HANDHABUNG . 381 7.1.3.2 MACHINE-VISION-SYSTEME . 383 7.1.4 VOR-UND NACHTEILE DER AUTOMATISIERUNG . 387 7.1.5 SICHTPRUEFUNG IM KONTEXT VON INDUSTRIE 4.0 388 7.2 FALLBEISPIEL - AUTOMATISIERTE FARBEINDRING PRUEFUNG IN DER GASTURBINENINDUSTRIE . 390 7.2.1 GRUNDLAGEN DER FARBEINDRINGPRUEFUNG . 391 7.2.2 AUTOMATISIERTE OBERFLAECHENRISSERKENNUNG BEI DER FARBEINDRINGPRUEFUNG AN TURBINENLEITSCHAUFELN . 393 7.2.3 BESTIMMUNG DER MESSUNSICHERHEITEN NACH VDA 5 . 400 7.2.4 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK . 401 7.3 ZUSAMMENFASSUNG . 401 8 WEISSLICHTINTERFEROMETRIE . 405 WILFRIED BAUER 8.1 EINLEITUNG . 407 8.2 KOHAERENZ, KONSTRUKTIVE UND DESTRUKTIVE INTERFERENZEN . 408 8.3 GRUNDLAGEN DER INTERFEROMETRIE . 408 8.3.1 INTERFEROMETRIE MIT MONOCHROMATISCHEM LICHT . 408 8.3.2 GRUNDLAGEN DES WEISSLICHTINTERFEROMETERS 411 8.4 AUSWERTUNG DER MESSSIGNALE UND KORRELOGRAMME . 414 8.5 MIKROSKOPISCHER UND TELEZENTRISCHER STRAHLENGANG BEI SCANNENDEN WEISSLICHTINTERFEROMETERN . 416 8.6 YYPHASESHIFT"-METHODE ALS ALTERNATIVE ZUR WEISSLICHTINTERFEROMETRIE 417 8.7 BEUGUNGSBEGRENZTES LATERALES OPTISCHES AUFLOESUNGSVERMOEGEN NACH RAYLEIGH ODER SPARROW 418 8.8 MESSZEITEN . 422 8.9 MESSUNG AN GENEIGTEN ODER SCHRAEGEN FLAECHEN . 422 8.10 MESSUNGEN VON OBERFLAECHEN, DIE AUS UNTERSCHIEDLICHEN MATERIALIEN BESTEHEN 425 8.11 MESS-UNDINSTRUMENTEN-RAUSCHEN . 426 8.12 EINDEUTIGKEIT DES STRAHLENGANGS UND DEREN STOERUNGEN DURCH DIE OBERFLAECHEN STRUKTUR 427 8.13 BESTIMMUNG VON TEXTURPARAMETERN MIT WEISSLICHTINTERFEROMETERN . 433 X 8.14 YYBATWINGS" . 438 8.15 RAEUMLICHE TOPOGRAFISCHE STRUKTUR AUFLOESUNG . 440 8.16 SCHNELLE UND ZUVERLAESSIGE QUALITAETS KONTROLLE: EINSATZ VON WEISSLICHT INTERFEROMETERN IN DER PRODUKTIONS UEBERWACHUNG UND QUALITAETSSICHERUNG 446 8.17 BEISPIELE VON ANWENDUNGEN FUER MIKROSKOPISCHE UND TELEZENTRISCH AUFGEBAUTE WEISSLICHTINTERFEROMETER . 450 8.18 AUSGEWAEHLTE APPLIKATIONEN FUER DEN EINSATZ VON WEISSLICHTINTERFEROMETERN . 452 9 COMPUTERTOMOGRAFIE IN DER KOORDINATENMESSTECHNIK 459 RAOUL CHRISTOPH, MARC KACHELRIESS 9.1 FUNKTIONSPRINZIP DER ROENTGEN COMPUTERTOMOGRAFIE . 462 9.1.1 ROENTGENROEHRE: ERZEUGUNG DER ROENTGENSTRAHLUNG . 462 9.1.2 VORFILTER UND MESSOBJEKT: WECHSELWIRKUNG DER ROENTGENSTRAHLUNG MIT MATERIE . 463 9.1.3 DETEKTOR: ERFASSUNG DER ROENTGENSTRAHLUNG 465 9.1.4 VOM INTENSITAETSBILD ZUM PROJEKTIONSBILD . 465 9.1.5 VOM BILDERSTAPEL ZUM VOLUMEN . 466 9.2 AUSWERTUNG FUER INDUSTRIELLE ANWENDUNGEN . 466 9.2.1 VOM INTENSITAETSBILD ODER VOLUMEN ZUR MESSPUNKTEWOLKE . 467 9.2.2 INSPEKTION DES WERKSTUECKS . 469 9.2.2.1 WERKSTUECKVISUALISIERUNG UND INSPEKTION DER MATERIALSTRUKTUR . 470 9.2.2.2 AUTOMATISCHE ANALYSE INNEN UND AUSSENLIEGENDER STOERUNGEN . 471 9.2.3 MESSEN DER WERKSTUECKGEOMETRIE . 472 9.2.3.1 MASSLICHE AUSWERTUNG DES WERKSTUECKS . 472 9.2.3.2 3D-SOLL-IST-VERGLEICH . 474 9.2.4 GEMEINSAME LOESUNG VON INSPEKTIONS UND MESSAUFGABEN . 474 9.3 ABBILDUNGSGEOMETRIE . 474 9.3.1 VERGROESSERUNG . 475 9.3.2 MESSBEREICH . 475 9.3.3 ORTS-UND STRUKTURAUFLOESUNG . 475 9.3.4 OPTIMIERUNG DER ABBILDUNGSGEOMETRIE . 477 9.3.4.1 OPTIMIERUNG DER VERGROESSERUNG . 477 9.3.4.2 OPTIMIERUNG VON BRENNFLECK UND PIXELGROESSE . 477 9.3.4.3 OPTIMIERUNG DER DREHSCHRITTANZAHL . 478 9.4 GERAETETECHNIK UND BAUFORMEN . 478 9.4.1 ROENTGENROEHRE . 478 9.4.1.1 REFLEXIONS UND TRANSMISSIONSTARGETS . 479 9.4.1.2 ELEKTRONENSTRAHLERZEUGUNG UND -FOKUSSIERUNG . 480 9.4.1.3 REDUZIERUNG VON BETRIEBSKOSTEN . 481 9.4.2 DREHACHSE . 482 9.4.3 ROENTGENDETEKTOR . 482 9.4.3.1 INDIREKTE DETEKTION NACH DEM SZINTILLATIONSPRINZIP . 482 9.4.3.2 ZEILEN UND FLAECHENDETEKTOREN . 483 9.4.4 LINEARACHSEN . 483 9.4.4.1 EINSTELLEN VON VERGROESSERUNG UND KEGELSTRAHLWINKEL . 484 9.4.4.2 MEHRERE CT-SENSOREN UND MULTISENSORIK. . 484 9.4.5 STRAHLENSCHUTZMASSNAHMEN . 485 9.5 MESSABWEICHUNGEN: VERURSACHENDE EFFEKTE UND KORREKTUR . 485 9.5.1 SYSTEMATISCHE MESSABWEICHUNGEN . 485 9.5.1.1 STRAHLAUFHAERTUNG . 485 9.5.1.2 STREUSTRAHLUNG . 486 9.5.1.3 KEGELSTRAHLARTEFAKTE . 486 9.5.1.4 EMPIRISCHE ARTEFAKTKORREKTUR . 486 9.5.1.5 VIRTUELLE AUTOKORREKTUR . 487 9.5.2 ZUFAELLIGE MESSABWEICHUNGEN . 487 9.6 SPEZIELLE TOMOGRAFIEVERFAHREN . 488 9.6.1 MESSZEIT ODER RAUSCHEN REDUZIEREN MITTELS ONTHEFLY-TOMOGRAFIE . 488 9.6.2 MESSBEREICH ODER STRUKTURAUFLOESUNG VERGROESSERN . 488 9.6.2.1 ABSCHNITTSTOMOGRAFIE, LONGITUDINALES RASTERN UND HELIX-TOMOGRAFIE . 489 9.6.2.2 HALBSEITENTOMOGRAFIE UND LATERALES RASTERN . 490 9.6.2.3 ROI UND EXZENTRISCHE MULTI-ROI TOMOGRAFIE . 490 9.6.2.4 SWING UND PLANAR-LAMINOGRAFIE . 490 9.7 MESSGENAUIGKEIT . 492 9.7.1 SPEZIFIKATIONSUEBERPRUEFUNG . 492 9.7.1.1 ANTASTABWEICHUNG . 492 9.7.1.2 LAENGENMESSABWEICHUNG . 492 9.7.2 MESSUNSICHERHEITSBESTIMMUNG . 493 9.8 AUSBLICK . 494 9.8.1 PHOTONENZAEHLENDE DETEKTOREN . 494 9.8.2 ARTEFAKTKORREKTUR MITTELS KUENSTLICHER INTELLIGENZ . 495 10 BILDVERARBEITUNG . 499 RALF CHRISTOPH, SCHIRIN HEIDARI BATENI 10.1 EINFUEHRUNG . 501 10.2 ABBILDUNG . 501 XI 10.3 BELEUCHTUNG . 504 10.4 KAMERA . 506 10.5 MESSSOFTWARE . 507 10.6 AUFLOESUNG . 510 10.7 INTEGRATION IN KOORDINATENMESSGERAETE . 511 11 LASERTRACKER . 517 RAIMUND LOSER 11.1 GENAUIGKEITSANFORDERUNG ALS ENTWICKLUNGSGRUNDLAGE . 519 11.2 FUNKTIONSPRINZIP DES LASERTRACKERS . 520 11.3 LASERTRACKER MIT ABSOLUTDISTANZ MESSER (ADM) . 522 11.3.1 ADM MIT POLARISATIONSMODULATION . 522 11.3.2 ADM NACH DEM PHASENVERGLEICHS VERFAHREN . 524 11.4 KALIBRIERUNG UND SYSTEMPARAMETER . 525 11.5 BESTIMMUNG DES REFERENZPUNKTES (NULLPUNKTDISTANZ ODER ADDITIONS KONSTANTE) . 527 11.6 EINFLUSS DER ATMOSPHAERE . 528 11.7 LASERTRACKERERWEITERUNG ZUR 6D-DATENERFASSUNG . 529 11.7.1 FUNKTIONSWEISE DES 6D-LASERTRACKER SYSTEMS . 530 11.7.2 LASERTRACKER KAMERA (T-CAM) . 533 11.7.3 LASERTRACKER PROBE (T-PROBE) . 533 11.7.4 LASERTRACKER AUTOMATISIERUNG MACHINE-CONTROL (T-MAC-VARIANTEN) . 534 11.7.5 LASERTRACKER SCANNER (T-SCAN) . 535 11.7.6 REALTIME-FUNKTIONALITAET . 536 11.8 NEUESTE GENERATIONEN VON LASERTRACKERN . 537 12 PHOTOGRAMMETRIE . 541 THOMAS LUHMANN 12.1 EINFUEHRUNG . 543 12.1.1 EINORDNUNG . 543 12.1.2 MESSPRINZIP . 544 12.2 AUFNAHMETECHNIK . 545 12.2.1 KAMERASYSTEME . 546 12.2.2 BELEUCHTUNG UND SIGNALISIERUNG . 547 12.3 KAMERAKALIBRIERUNG . 549 12.3.1 ZIELSETZUNG . 549 12.3.2 GEOMETRISCHES KAMERAMODELL . 549 12.3.3 STRATEGIEN UND AUFNAHMEANORDNUNGEN . 550 12.4 MESSVERFAHREN . 551 12.4.1 BILDMESSUNG . 551 12.4.1.1 MESSUNG VON ZIELMARKEN . 551 12.4.1.2 MESSUNG VON NATUERLICHEN MERKMALEN . 552 12.4.1.3 PRAEZISE MESSUNG VON OBERFLAECHENMUSTERN 552 12.4.1.4 STREIFEN UND MUSTERPROJEKTIONSVERFAHREN 553 12.4.2 ORIENTIERUNG . 554 12.4.2.1 ORIENTIERUNGSVERFAHREN . 554 12.4.2.2 EPIPOLARGEOMETRIE . 555 12.4.2.3 STRUCTURE-FROM-MOTION . 555 12.4.2.4 SIMULTANEOUS LOCALIZATION AND MAPPING . 556 12.4.2.5 KOORDINATENSYSTEME . 556 12.4.3 3D-BERECHNUNG . 557 12.5 GENAUIGKEIT UND VERIFIZIERUNG . 558 12.5.1 KENNGROESSEN . 558 12.5.2 PRUEFKOERPER UND NORMALE . 559 12.5.3 NORMEN UND RICHTLINIEN . 560 12.6 ANWENDUNGEN UND MESSSYSTEME . 561 12.6.1 OFFLINE-PHOTOGRAMMETRIE . 561 12.6.1.1 KAMERAKALIBRIERUNG MIT TESTFELD . 561 12.6.1.2 DEFORMATIONSMESSUNGEN . 562 12.6.1.3 MESSUNG GROSSER OBERFLAECHEN DURCH STREIFENPROJEKTION . 563 12.6.1.4 FORMERFASSUNG DURCH STRUCTURE FROM-MOTION . 563 12.6.2 ONLINE-PHOTOGRAMMETRIE . 565 12.6.2.1 MOBILE SYSTEME ZUR FERTIGUNGSKONTROLLE . 565 12.6.2.2 SYSTEM ZUR VERMESSUNG VON ROHRLEITUNGEN . 566 12.6.2.3 SYSTEM ZUR POSITIONIERUNG VON STAHLPLATTEN . 566 12.6.2.4 DYNAMISCHE MESSTECHNIK IM WINDKANAL . 568 12.6.2.5 INTEGRIERTE MESSZELLEN . 568 13 OPTISCHE KOHAERENZTOMOGRAFIE . 571 NIELS KOENIG, FABIAN HUEBENTHAL (T), MAX RIEDIGER, ALFREDO VELAZQUEZ, CHARLOTTE STEHMAR 13.1 OCT-TECHNOLOGIE. 573 13.1.1 GRUNDLAGEN DER KURZKOHAERENTEN INTERFEROMETRIE . 573 13.1.2 GRUNDAUFBAU VON OCT-SYSTEMEN . 576 13.1.3 SIGNALVERARBEITUNG . 579 13.1.4 OCT-ERWEITERUNGEN . 580 13.2 OPTISCHE KOHAERENZTOMOGRAFIE IN DER FERTIGUNGSMESSTECHNIK . 582 13.2.1 LASERPROZESSKONTROLLE . 584 13.2.2 OCT FUER DIE ZERSTOERUNGSFREIE PRUEFUNG . 586 14 LASERRADAR . 589 ALEXANDER SCHOENBERG 14.1 EINFUEHRUNG . 591 XII 14.1.1 EINORDNUNG . 14.1.2 MESSPRINZIP . 14.2 KOMPONENTEN . 14.2.1 DISTANZMESSUNG . 14.2.2 AZIMUT UND ELEVATION . 14.2.3 PROZESSKAMERA . 14.2.4 REFERENZIERUNG . 14.2.5 SENSORPOSITIONIERUNG . 14.2.6 BAUTEILPOSITIONIERUNG . 14.3 KALIBRIERUNG . 14.3.1 ZIELSETZUNG . 14.3.2 GEOMETRISCHES SENSORMODELL . 14.3.3 BUENDELUNG VON STANDPUNKTEN . 14.3.4 BAUTEILAUSRICHTUNG . 14.4 MESSVERFAHREN . 14.4.1 MERKMALE UND STANDPUNKTE . 14.4.2 SCAN-UND ANTASTSTRATEGIEN . 14.4.3 MERKMALSAUSWERTUNG . 14.4.4 MESSWERTERSTELLUNG . 14.5 GENAUIGKEIT UND VERIFIZIERUNG . 14.5.1 VERFAHREN UND KENNGROESSEN . 14.5.2 UNSICHERHEITSBUDGETS . 14.5.3 WIEDERHOLBARKEITS-TESTS . 14.5.4 PRUEFPROZESSEIGNUNG . 14.5.5 KORRELATION UND VERGLEICHBARKEIT . 14.6 ANWENDUNGEN UND INTEGRATIONSGRADE . 15 INDUSTRIELLE ULTRASCHALLMESSTECHNIK P. NIENHEYSEN, L. STOHRER, W. KIMMELMANN, A. SADOVOY, A. NIOLA, G. DE GOPPEL 15.1 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN . 15.1.1 SCHALLWELLEN . 15.1.2 SCHALLFELDGEOMETRIE . 15.2 ULTRASCHALLMESSVERFAHREN . 15.2.1 KONVENTIONELLE ULTRASCHALLMESSVERFAHREN 15.2.2 ULTRASCHALLPRUEFKOEPFE . 15.2.3 PHASED-ARRAY-ULTRASCHALLMESSUNG . 15.3 ANALYSE DER ULTRASCHALLMESSDATEN . 15.3.1 DARSTELLUNG DER SCHALLINTENSITAET UEBER DER LAUFZEIT . 15.3.2 VISUALISIERUNGSVERFAHREN FUER ULTRASCHALLMESSDATEN . 15.3.3 ANWENDUNGSBEISPIEL ZUR DICKENMESSUNG 15.3.4 VERFAHREN ZUR FEHLERGROESSENBESTIMMUNG . 15.4 AUTOMATISIERUNG DER ULTRASCHALL MESSTECHNIK . 15.4.1 ROBOTERGESTUETZTE ULTRASCHALLMESSZELLE MIT INTEGRIERTER 3D-GEOMETRIEMESSUNG . 591 591 593 593 594 595 595 597 598 599 599 599 600 601 601 601 603 604 606 606 606 607 607 608 608 609 613 615 615 616 617 617 618 619 620 620 621 623 623 624 625 15.4.2 ROBOTERGESTUETZTE ULTRASCHALLMESSZELLE MIT ADAPTIVER MESSKOPFAUSRICHTUNG . 626 15.4.3 AUTOMATISIERTE PRUEFUNG VON FALZKLEBEVERBINDUNGEN MIT ULTRASCHALL . 627 16 THERMOGRAFIE . 629 DOMINIK WOLFSCHLAEGER, NIELS HOLTMANN, THOMAS ZWESCHPER 16.1 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN . 631 16.2 THERMOGRAFIEKAMERAS . 633 16.3 ANREGUNGSSIGNALE UND AUSWERTE METHODEN . 634 16.3.1 LOCK-IN-THERMOGRAFIE . 635 16.3.2 PULSTHERMOGRAFIE . 636 16.3.3 BILDVERARBEITUNG . 637 16.3.3.1 ROHDATEN . 638 16.3.3.2 BILDVORVERARBEITUNG . 638 16.3.3.3 MERKMALSEXTRAKTION . 638 16.3.3.4 BILDANALYSE . 639 16.4 ANREGUNGSQUELLEN . 640 16.4.1 HALOGENLAMPEN-ANREGUNG . 641 16.4.2 BLITZLAMPEN-ANREGUNG . 641 16.4.3 ULTRASCHALL-ANREGUNG . 642 16.4.4 INDUKTIONS-ANREGUNG . 642 16.4.5 LASER-ANREGUNG . 643 16.4.6 HINWEISE ZUR AUSWAHL DES THERMOGRAFIEVERFAHRENS . 644 16.5 THERMOGRAFIE-SYSTEME IN DER PRODUKTION . 644 17 MESSEN AUF WERKZEUGMASCHINEN . 647 MAXIMILIAN MACHA, PHILIPP DAHLEM 17.1 EINLEITUNG . 649 17.2 ANWENDUNGSFAELLE FUER ON-MACHINE-MESSUNGEN . 650 17.2.1 PROZESSEINRICHTUNG . 650 17.2.2 PROZESSUEBERWACHUNG WAEHREND DER FERTIGUNG . 650 17.2.3 ENDKONTROLLE DES WERKSTUECKS IN DER AUFSPANNUNG . 651 17.3 MESSSYSTEMTYPEN FUER WERKZEUG MASCHINEN . 653 17.3.1 STANDARDMESSTASTER . 654 17.3.2 HOCHPRAEZISIONSMESSTASTER . 654 17.3.3 TEMPERATURMESSTASTER . 655 17.3.4 ULTRASCHALLMESSTASTER . 656 17.3.5 OPTISCHE MESSSYSTEME MITTELS LASER TRIANGULATION (LASERSCANNER) . 657 17.3.6 STEUERUNGSTECHNISCHE ANBINDUNG DES TASTSYSTEMS . 659 XIII 17.3.7 DATENUEBERTRAGUNG VON MESSTASTER ZU EMPFAENGEREINHEIT . 659 17.4 QUALIFIZIERUNG VON MESSUNGEN AUF WERKZEUGMASCHINEN . 660 17.4.1 BEGRIFFLICHKEITEN DER WIEDERHOL GENAUIGKEIT, PRE-TRAVEL (LOBING) UND 3D-ERROR . 661 17.4.1.1 WIEDERHOLPRAEZISION/-GENAUIGKEIT . 661 17.4.1.2 PRE-TRAVEL . 662 17.4.1.3 3D-FORMFEHLER . 664 17.4.2 EIGNUNGSNACHWEISE FUER ON-MACHINE MEASUREMENTS - NORMEN UND RICHTLINIEN . 665 17.4.3 OMM-ENABLERTECHNOLOGIEN UND FORSCHUNGSPERSPEKTIVE . 667 17.5 FAZIT UND AUSBLICK . 669 TEIL IV MESSDATEN VERARBEITEN, VERTEILEN, NUTZEN 671 1 MESSDATEN VERARBEITEN, VERTEILEN, NUTZEN - AKTUELLE ENTWICKLUNGEN . 673 BENJAMIN MONTAVON, MATTHIAS BODENBENNER 1.1 MESSDATEN UND IHRE ROLLE IN DER INDUSTRIE 4.0 . 675 1.1.1 DER LEBENSZYKLUS VON MESSDATEN IN DER INDUSTRIE 4.0 . 676 1.1.2 HERAUSFORDERUNGEN . 677 1.1.3 ANFORDERUNGEN . 678 1.2 DEZENTRALISIERUNG DER MESSDATEN ERZEUGUNG, VERARBEITUNG UND -NUTZUNG 679 1.2.1 NICHT-MONOLITHISCHE KONZEPTE . 679 1.2.2 SEPARATION OF CONCERN . 680 1.2.3 LOT-INFRASTRUKTUREN . 681 1.3 AKTUELLE ENTWICKLUNGEN . 683 1.3.1 MODELLE FUER MESSDATEN . 683 1.3.1.1 SENSOR INTERFACING LANGUAGE (SOIL) . 683 1.3.1.2 VERWALTUNGSSCHALE - ASSET ADMINISTRATION SHELL . 683 1.3.1.3 DAS DIGITALE KALIBRIERZERTIFIKAT (DCC) . 684 1.3.2 PROTOKOLLE UND FORMATE . 684 1.3.2.1 HTTP & REST-API. 684 1.3.2.2 MESSAGE QUEUING TELEMETRY TRANSPORT (MQTT) . 685 1.3.2.3 OPC UNIFIED ARCHITECTURE (OPC UA) . 685 1.3.2.4 MTCONNECT . 686 1.3.2.5 SMARTCOM DIGITAL SYSTEM OF UNITS (D-SI) . 686 1.3.3 UNTERNEHMENSUEBERGREIFENDER DATENAUSTAUSCH . 687 2 DATENFORMATE . 691 MICHAEL WAGNER 2.1 ALLGEMEINE HINWEISE . 693 2.2 DIE BEDEUTUNG VON DATENFORMATEN IN DER SMART FACTORY . 693 2.3 DATENFORMATE IM UEBERBLICK . 693 2.3.1 STANDARDS . 693 2.3.2 Q-DAS ASCII TRANSFERFORMAT . 694 2.3.2.1 STRUKTUR . 694 2.3.2.2 DATENMODELL . 695 2.3.3 ADVANCED QUALITY DATA EXCHANGE FORMAT (AQDEF) . 697 2.3.4 QUALITY MARKUP LANGUAGE . 702 2.4 AUSBLICK . 703 3 VON DER WARENEINGANGSPRUEFUNG BIS ZUR END-OF-LINE-PRUEFUNG IN DER MONTAGE 705 HORST LANG, ACHIM HUBERTY 3.1 EINLEITUNG . 707 3.2 WARENEINGANGSPRUEFUNG/ PROZESSDOKUMENTATION BEI LIEFERANTEN 707 3.2.1 KURZZEITFAEHIGKEITSUNTERSUCHUNG . 707 3.2.2 VORABNAHME BEIM LIEFERANTEN . 711 3.3 LAUFENDE FERTIGUNGSUEBERWACHUNG UND DEREN VORAUSSETZUNGEN . 712 3.3.1 BESCHAFFUNG VON FERTIGUNGSEINRICHTUNGEN FUER EINEN BESCHRIEBENEN HERSTELLUNGS PROZESS . 712 3.3.2 DURCHFUEHRUNG EINER VORABNAHME BEIM HERSTELLER . 712 3.3.3 DURCHFUEHRUNG EINER ABNAHME BEIM KUNDEN . 715 3.3.4 PRUEFPROZESSEIGNUNG DER EINGESETZTEN MESSTECHNIK . 715 3.3.5 LAUFENDE FERTIGUNGSUEBERWACHUNG ZUR DOKUMENTATION DER LANGZEITSTABILITAET . 716 3.4 MONTAGEENDPRUEFUNG/FUNKTIONS PRUEFUNG 718 3.5 AUSZUG MOEGLICHER STANDARDGERAETE FUER DEN EINSATZ IM PRODUKTIONSUMFELD . 719 4 SPC FUER KLEINE LOSGROESSEN UND EINZELFERTIGUNG . 723 WOLFGANG SCHULTZ 4.1 DIE BEDEUTUNG VON SPC IN DER INDUSTRIELLEN PRODUKTION 725 XIV 4.2 ANSAETZE FUER SPC BEI KLEINEN STUECKZAHLEN . 728 4.3 ANWENDUNGSBEISPIELE AUS VERSCHIEDENEN PROZESSEN . 735 4.4 FAZIT . 739 5 ERFASSUNG VON MESSDATEN . 741 THOMAS FROESE 5.1 EINFUEHRUNG . 743 5.2 SPEICHERUNG VON MESSDATEN . 743 5.2.1 KURZZEITIGE SPEICHERUNG IM PLS ODER IM LABOR . 743 5.2.2 SCHNITTSTELLEN . 744 5.2.3 LANGFRISTIGE SPEICHERUNG IN PI(M)S . 744 5.2.4 STRUKTURIERTE ABLAGE IN DATENBANKEN/ YYSINGLE SOURCE OF TRUTH " . 745 5.2.5 BEREITSTELLUNG UND VERTEILUNG VON MESSDATEN . 745 5.3 BEREINIGUNG UND BEWERTUNG VON MESSDATEN . 746 5.3.1 MESSDATENVALIDIERUNG . 746 5.3.1.1 MASSEBILANZEN UND STOFFBILANZEN . 746 5.3.1.2 ENTHALPIE-/ENERGIEBILANZEN . 746 5.3.1.3 STATISTISCHE DATENVALIDIERUNG . 747 5.3.1.4 SOM-FILTERUNG. 747 5.3.2 VOLLSTAENDIGKEIT UND NUTZBARKEIT VON DATEN/SIPOC . 748 5.3.3 DATENBEREINIGUNG . 749 5.3.4 UMGANG MIT STOCHASTISCHEM RAUSCHEN . 750 5.3.5 PRODUKTVERFOLGUNG UND FINGERPRINTING IN DATENSAETZEN . 750 5.3.5.1 PRODUKTVERFOLGUNG IN FERTIGUNGSVERFAHREN 750 5.3.5.2 PRODUKTVERFOLGUNG IN KONTINUIERLICHEN PROZESSEN . 750 5.3.5.3 BATCHFINGERPRINTING . 751 5.3.6 VON BIG DATA ZU SMART DATA . 752 5.4 NUTZUNG VON MESSDATEN . 753 5.4.1 ANALYSE EINZELNER ZEITREIHEN . 753 5.4.2 KOMPLEXE DATENANALYSE . 754 5.4.2.1 KORRELATIONSANALYSEN . 754 5.4.2.2 PARALLELKOORDINATEN . 754 5.4.2.3 ENTSCHEIDUNGSBAEUME . 755 5.4.3 MODELLIERUNG . 756 5.4.3.1 WHITEBOX-MODELLE . 756 5.4.3.2 BLACKBOX-MODELLE . 756 5.4.3.3 HYBRIDE MODELLE . 757 5.4.3.4 NUTZUNG VON MODELLEN . 757 5.4.4 SOFTSENSORIK . 757 5.4.5 PRAEDIKTIVE REGELUNG MIT SOFTSENSOREN . 759 5.4.6 RTO, ECHTZEITOPTIMIERUNG MIT MESSDATEN 759 5.5 DER WERT VON MESSDATEN . 760 6 PREDICTIVE MAINTENANCE - WIE KL DEN BETRIEB VON PRODUKTIONS SYSTEMEN REVOLUTIONIEREN KANN . 763 MARTIN PETEREK 6.1 EINLEITUNG . 765 6.2 ADVANCED ANALYTICS IN PRODUZIERENDEN UNTERNEHMEN . 765 6.3 ANWENDUNGSBEISPIEL MESSSYSTEME . 766 6.4 ANWENDUNGSBEISPIEL WERKZEUG MASCHINEN UND ROBOTERKINEMATIKEN . 768 6.5 HANDLUNGSEMPFEHLUNGEN FUER DIE PRAXIS 769 7 EINFUEHRUNG IN PREDICTIVE QUALITY . 771 SEBASTIAN BECKSCHULTE, BETUEL GUENGOER 7.1 DIGITALE TRANSFORMATION ZUR BEFAEHIGUNG ZUKUNFTSFAEHIGER PRODUKTIONSSYSTEME . 774 7.1.1 DER DIGITALE WANDEL . 774 7.1.2 ERFOLGSFAKTOREN FUER ZUKUNFTSFAEHIGE PRODUKTIONSSYSTEME . 775 7.2 ZUKUNFTSFAEHIGE PRODUKTIONSSYSTEME DURCH PREDICTIVE QUALITY . 776 7.2.1 BIG DATA ALS TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGE . 776 7.2.2 DATA ANALYTICS ALS METHODISCHER BEFAEHIGER . 779 7.2.3 PREDICTIVE-QUALITY-ANSATZ ZUR OPTIMIERUNG DER PRODUKTQUALITAET AM BEISPIEL EINES NUTZFAHRZEUGHERSTELLERS . 780 7.3 POTENZIALE UND AUSBLICK . 783 8 PROCESS MINING . 785 JIMMY CHHOR, SIMON CRAMER, MAX ELLERICH, MARKUS OHLENFORST 8.1 EINORDNUNG VON ANALYSETECHNIKEN . 787 8.2 DATA MINING UND PROCESS MINING . 788 8.3 GRUNDLAGEN ZU PROCESS MINING . 789 8.4 DATENQUELLEN FUER PROCESS MINING IN UNTERNEHMEN . 791 8.5 FALLSTUDIE IN DER PRODUKTION . 792 8.6 HERAUSFORDERUNGEN FUER DEN EINSATZ IN DER PRODUKTION . 794 8.7 AUSBLICK . 795 STICHWORTVERZEICHNIS . 797 XV
adam_txt	INHALTSVERZEICHNIS DANKSAGUNG . XVII VORWORT . XIX UEBER DIE HERAUSGEBER . XXI AUTORENVERZEICHNIS . XXIII TEIL I FAEHIGE MESS UND PRUEFPROZESSE ETABLIEREN . 1 1 MESSEN UND PRUEFEN ALS KERNAUFGABE DER QUALITAETSSICHERUNG . 3 ROBERT H. SCHMITT 1.1 BEDEUTUNG DER FERTIGUNGSMESSTECHNIK IN PRODUZIERENDEN UNTERNEHMEN . 5 1.2 EINORDNUNG VON PRUEFPROZESSEN IN DEN BETRIEBLICHEN KONTEXT . 6 1.3 NUTZUNG VON MESSDATEN IN DER PRODUKTION . 8 2 PRUEFPLANUNG . 11 ROBERT HOFMANN, SOPHIE GROEGER, ANIKA SUESS 2.1 DEFINITION UND ZIELE . 13 2.2 GRUNDLEGENDE BEGRIFFE . 13 2.3 MESSEN UND PRUEFEN IM PRODUKTLEBEN - PRUEFZWECKE . 14 2.4 ABLAUF DER PRUEFPLANUNG . 15 2.4.1 AUFTRAG UND PRUEFOBJEKT . 16 2.4.2 PRUEFMERKMALSDEFINITION . 16 2.4.3 FERTIGUNGSINTEGRATION, PRUEFUMFANG, PRUEFORT UND -MITTEL . 17 2.4.4 PRUEFMITTELUEBERWACHUNG, -KALIBRIERUNG UND -RUECKFUEHRUNG, EIGNUNGSNACHWEIS . 19 2.4.5 DOKUMENTATION UND WEITERVERARBEITUNG DER DATEN . 20 2.4.6 REAKTIONSPLAENE, PRUEFPLANUEBERWACHUNG, FREIGABE . 20 2.5 WIRTSCHAFTLICHE RELEVANZ DER PRUEFPLANUNG . 21 2.6 TRENDS UND PERSPEKTIVEN DER PRUEFPLANUNG . 22 2.7 DANKSAGUNG . 22 3 ADAPTIVE PRUEFPLANUNG . 23 MEIKE HUBER, JONATHAN GREIPEL 3.1 EINFUEHRUNG IN DIE ADAPTIVE PRUEFPLANUNG . 25 3.2 AUFGABEN DER ADAPTIVEN PRUEFPLANUNG . 26 3.2.1 UMSETZUNG DER ADAPTIVITAET DURCH UEBERGREIFENDE PROZESSSTROEME . 26 3.2.2 UMSETZUNG DER ADAPTIVITAET INNERHALB DER PROZESSSSCHRITTE . 27 3.2.2.1 ADAPTION VON PRUEFMERKMALEN . 27 3.2.2.2 ADAPTION DES PRUEFUMFANGS . 29 3.2.2.3 ADAPTION DER PRUEFFREQUENZ . 29 3.2.2.4 FESTLEGUNG DER PRUEFMITTELUEBERWACHUNG, KALIBRIERUNG UND RUECKFUEHRUNG . 31 3.2.2.5 FESTLEGUNG DER PRUEFDATENERFASSUNG UND -AUSWERTUNG . 31 3.2.2.6 ADAPTION WEITERER IN DER PRUEFPLANUNG BERUECKSICHTIGTER SCHRITTE . 34 3.3 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK . 34 3.4 DANKSAGUNG . 35 4 GEOMETRISCHE PRODUKTSPEZIFIKATION - VOM KONSTRUKTIONSMERKMAL ZUR MESSGROESSE 37 GUNTER EFFENBERGER 4.1 AUFBAU DES NORMENSYSTEMS FUER DIE GEOMETRISCHE PRODUKTSPEZIFIKATION . 40 4.2 GRUNDREGELN DER GEOMETRISCHEN PRODUKTSPEZIFIKATION . 42 4.3 GROESSENMASSE - BEMASSUNG UND TOLERIERUNG . 47 V 4.3.1 GROESSENMASSELEMENTE UND GROESSENMASSE . 47 4.3.2 TOLERIERUNGSKONZEPT HUELLBEDINGUNG . 52 4.3.3 SPEZIFIZIEREN VON GROESSENMASSELEMENTEN . 54 4.3.3.1 AUSWAHL VON GROESSENMASSMERKMALEN . 54 4.3.3.2 FESTLEGUNG VON GRENZMASSEN UND TOLERANZEN FUER GROESSENMASSE . 54 4.4 FORM, RICHTUNG, ORT UND LAUF GEOMETRISCHER ELEMENTE . 56 4.4.1 FORM-, RICHTUNGS-, ORTS UND LAUF TOLERANZEN - ANGABE IN ZEICHNUNGEN . 58 4.4.2 FORMTOLERANZEN . 60 4.4.3 BEZUG UND BEZUEGE . 61 4.4.4 RICHTUNGSTOLERANZEN . 63 4.4.5 BEZUGSSYSTEM . 66 4.4.6 ORTSTOLERANZEN . 69 4.4.6.1 POSITION, KOAXIALITAET, SYMMETRIE . 69 4.4.6.2 LINIEN-UND FLAECHENPROFIL . 71 4.4.7 LAUFTOLERANZEN . 73 4.4.7.1 RUNDLAUF - RADIAL . 73 4.4.7.2 RUNDLAUF - AXIAL . 74 4.4.7.3 RUNDLAUF IN SPEZIFIZIERTER RICHTUNG . 75 4.4.7.4 GESAMTRUNDLAUF - RADIAL . 75 4.4.8 ALLGEMEINTOLERANZEN FUER FORM UND LAGE . 76 4.5 WEITERFUEHRENDE ASPEKTE DER GEOMETRIETOLERIERUNG . 77 5 VALIDIERUNG VON ANALYSE-SOFTWARE . 79 MARKUS SCHMIDT 5.1 TESTBEISPIELE . 83 5.2 AIAG-TESTBEISPIEL ERMITTLUNG R&R (ANOVA) . 83 5.3 ISO/TR 11462-4 . 84 6 VOM EMPB ZUM EXZELLENTEN PRODUKTENTSTEHUNGSPROZESS . 91 STEFAN WEBER 6.1 EINFUEHRUNG . 93 6.1.1 ERSTBEMUSTERUNG IM AUTOMOTIVE-UMFELD . 93 6.1.2 DEFINITION . 93 6.2 EMPB - DER GARANT FUER HOHE PRODUKTQUALITAET . 93 6.2.1 ERSTBEMUSTERUNG IN ANALOGEN ZEITEN . 94 6.2.2 DER DIGITALE ERSTMUSTERPRUEFBERICHT . 94 6.2.3 FOKUSSIERTE KOMMUNIKATION IN DER LIEFERKETTE . 94 6.3 EMPB IM KONTEXT DES PRODUKT ENTSTEHUNGSPROZESSES . 96 6.4 GRENZEN VERSCHIEBEN - EIN AUSBLICK . 98 TEIL II GEEIGNETE MESS UND PRUEFMITTEL EINSETZEN . 101 1 BEDEUTUNG VON MESS UND PRUEFMITTELN . 103 STEPHAN CONRAD 1.1 SINNESWANDEL ZUR RELEVANZ VON MESS-UND PRUEFPROZESSEN . 105 1.2 AUSWIRKUNGEN DER PRODUKTHAFTUNG . 105 1.3 WAS SIND MESS-UND PRUEFMITTEL? . 106 1.4 NORMATIVE ANFORDERUNGEN . 107 1.5 REFERENZHANDBUECHER FUER DIE BEURTEILUNG VON MESSSYSTEMEN . 109 1.5.1 AIAG CORE TOOL MEASUREMENT SYSTEM ANALYSIS (MSA) . 109 1.5.2 VDA BAND 5 YYMESS UND PRUEFPROZESSE - EIGNUNG, PLANUNG UND MANAGEMENT " . 109 1.6 FIRMENRICHTLINIEN . 110 1.7 BESCHAFFUNG VON MESS UND PRUEFMITTELN 111 1.7.1 PRUEFMITTELBESCHAFFUNG . 112 1.7.2 EXEMPLARISCHE INHALTE EINES LASTENHEFTS . 112 2 EIGNUNGSNACHWEISE FUER MESSPROZESSE . 115 EDGAR DIETRICH 2.1 EINLEITUNG . 118 2.2 ANFORDERUNGEN . 119 2.3 UEBERSICHT DER VERFAHREN . 120 2.4 FAEHIGKEITSNACHWEISE GEMAESS FIRMENRICHTLINIE . 120 2.4.1 UNTERSUCHUNG GEMAESS VERFAHREN 1 . 122 2.4.2 UNTERSUCHUNG GEMAESS VERFAHREN 2 . 125 2.5 FAEHIGKEITSUNTERSUCHUNG GEMAESS MSA . 128 2.5.1 UNTERSCHIEDE ZU FIRMENRICHTLINIEN . 128 2.5.2 SYSTEMATISCHE MESSABWEICHUNGS-(BIAS-) UND LINEARITAETSSTUDIE . 128 2.5.3 WIEDERHOL UND VERGLEICHSPRAEZISION %GRR 129 2.5.4 ANZAHL UNTERSCHEIDBARER KATEGORIEN . 129 2.6 EIGNUNGSNACHWEIS GEMAESS VDA 5 BZW. ISO 22514-7 . 129 2.6.1 DEFINITION VON MESSSYSTEM UND -PROZESS . 129 2.6.2 SCHEMATISIERTE VORGEHENSWEISE . 130 2.6.3 MINIMALE TOLERANZ . 132 2.6.4 FORMELN ZU DEN KENNWERTEN . 132 2.7 VERGLEICH VON FIRMENRICHTLINIEN, MSA MIT VDA 5 BZW. ISO 22514-7 . 135 VI 2.8 SONDERFAELLE . 139 2.9 ZUSAMMENFASSUNG . 139 3 EIGNUNG ATTRIBUTIVER PRUEFPROZESSE .141 AUTORENKOLLEKTIV 3.1 BEISPIELDATEN . 143 3.2 KAPPA-KOEFFIZIENT NACH JACOB COHEN . 144 3.2.1 RECHENSCHEMA FUER DEN KAPPA KOEFFIZIENTEN NACH COHEN . 144 3.2.2 RECHENSCHEMA FUER DEN SIGNIFIKANZTEST . 146 3.2.3 ANNAHMEKRITERIEN FUER KAPPA NACH COHEN 147 3.2.4 FALLBEISPIEL: VERGLEICH PRUEFER VERSUS PRUEFER . 147 3.2.4.1 FALLBEISPIEL: BESTIMMEN DES KAPPA KOEFFIZIENTEN NACH COHEN . 147 3.2.4.2 FALLBEISPIEL: SIGNIFIKANZTEST FUER DEN KAPPA-KOEFFIZIENTEN . 149 3.2.4.3 BEWERTUNG DES PRUEFPROZESSES . 150 3.3 KAPPA-KOEFFIZIENT NACH JOSEPH L. FLEISS 150 3.3.1 RECHENSCHEMA FUER DEN KAPPA KOEFFIZIENTEN NACH FLEISS . 150 3.3.2 RECHENSCHEMA FUER DEN SIGNIFIKANZTEST . 152 3.3.3 ANNAHMEKRITERIEN FUER KAPPA NACH FLEISS . 153 3.3.4 FALLBEISPIEL: VERGLEICHBARKEIT DER PRUEFER URTEILE . 153 3.3.4.1 BESTIMMEN DES KAPPA-KOEFFIZIENTEN NACH FLEISS . 153 3.3.4.2 FALLBEISPIEL: SIGNIFIKANZTEST FUER KAPPA-KOEFFIZIENTEN . 154 3.3.4.3 BEWERTUNG DES PRUEFPROZESSES . 155 3.4 PRUEFSYSTEM-EFFEKTIVITAET . 155 3.4.1 RECHENSCHEMA ZUR PRUEFSYSTEM EFFEKTIVITAET . 155 3.4.2 FALLBEISPIEL ZUR PRUEFSYSTEM-EFFEKTIVITAET . 155 3.4.3 ANNAHMEKRITERIEN FUER DIE PRUEFSYSTEM EFFEKTIVITAET . 157 3.4.4 BEWERTUNG DES PRUEFPROZESSES . 159 3.5 SIGNALERKENNUNG . 159 3.5.1 FALLBEISPIEL SIGNALERKENNUNG . 159 3.5.2 ERMITTLUNG DER KENNGROESSE %GRR . 160 3.5.3 BEWERTUNG DES PRUEFPROZESSES . 161 4 EIGNUNGSNACHWEIS VON PRUEFSTAENDEN 163 PHILIPP JATZKOWSKI 4.1 PRUEFSTAENDE - RUECKGRAT DER INDUSTRIELLEN PRODUKTION . 166 4.2 MOTIVATION FUER DEN EIGNUNGSNACHWEIS . 166 4.3 HERAUSFORDERUNGEN - EINZIGARTIGKEIT UND KOMPLEXITAET . 167 4.4 GENERELLES VORGEHEN BEIM EIGNUNGSNACHWEIS . 167 4.4.1 BESCHREIBUNG/DOKUMENTATION DES PRUEFPROZESSES . 168 4.4.2 IDENTIFIKATION DER EINFLUSSGROESSEN IM ISHIKAWA-DIAGRAMM . 169 4.4.3 ABLEITEN DES PARAMETERRAUMS . 169 4.4.4 MODELLBILDUNG UND UNSICHERHEITS FORTPFLANZUNG . 170 4.5 EXPERIMENTELLER ANSATZ - GUM TYP A . 172 4.5.1 IDENTIFIKATION DER EINFLUSSGROESSEN . 172 4.5.2 ABLEITEN DES PARAMETERRAUMS . 173 4.5.3 MODELLBILDUNG . 173 4.5.4 UNSICHERHEITSFORTPFLANZUNG . 174 4.6 NICHT EXPERIMENTELLER ANSATZ - GUM TYP B . 175 4.6.1 MODELLBILDUNG . 175 4.6.2 ERMITTLUNG DER EINGANGSGROESSEN . 175 4.6.3 UNSICHERHEITSFORTPFLANZUNG MITTELS VARIANZFORTPFLANZUNG . 176 4.6.4 UNSICHERHEITSFORTPFLANZUNG MITTELS MONTE-CARLO-SIMULATION . 177 4.7 VOR UND NACHTEILE VON EXPERIMENTELLER UND NICHT EXPERIMENTELLER ERMITTLUNG DER MESSUNSICHERHEIT 177 4.8 EIGNUNGSNACHWEIS BEI ATTRIBUTIVEM PRUEFERGEBNIS . 178 4.9 DOKUMENTATION DES EIGNUNGS NACHWEISES . 178 5 KOORDINATENMESSSYSTEME IN DER DIGITALEN PRODUKTION . 181 DIETRICH IMKAMP 5.1 GRUNDLAGEN DER KOORDINATEN MESSTECHNIK . 184 5.1.1 KOORDINATENMESSGERAETE UND IHRE SENSOREN . 185 5.1.2 KOORDINATENMESSSYSTEME . 189 5.1.3 KENNGROESSEN FUER DIE PRUEFUNG VON KOORDINATENMESSGERAETEN UND-SYSTEMEN . 192 5.1.4 SOFTWARE FUER KOORDINATENMESSGERAETE UND-SYSTEME . 194 5.2 KOORDINATENMESSTECHNIK IN DER PRODUKTION ZUR QUALITAETSPRUEFUNG . 196 5.2.1 ORGANISATORISCHE EINORDNUNG DER QUALITAETSPRUEFUNG . 196 VII 5.2.2 DIGITALE SCHNITTSTELLEN FUER DIE KOMMUNIKATION MIT DER KOORDINATEN MESSTECHNIK . 197 5.2.2.1 EINGANGSINFORMATIONEN: GEOMETRISCHE PRODUKTSPEZIFIKATION UND MESSABLAUF . 198 5.2.2.2 AUSGANGSINFORMATIONEN: MESSERGEBNISSE 199 5.2.2.3 SCHNITTSTELLEN ZUR DIGITALEN UEBERTRAGUNG VON KALIBRIERDATEN . 199 5.2.2.4 SCHNITTSTELLEN ZUR PRODUKTIONSPLANUNG UND -STEUERUNG (PPS) . 200 5.2.3 AUTOMATISIERUNG FUER DEN MATERIALFLUSS . 200 6 VORGEHENSWEISE FUER YYNICHT FAEHIGE MESSSYSTEME/MESSPROZESSE" . 207 STEPHAN CONRAD 6.1 VORBEMERKUNGEN . 209 6.2 VORGEHENSWEISEN NACH AIAG MSA . 210 6.3 VORGEHENSWEISE NACH BOSCH HEFT 10 . 211 6.4 VORGEHENSWEISE NACH VDA BAND 5 . 212 6.5 SONDERREGELUNGEN NACH VDA 5 . 214 6.5.1 FINE-TOLERANCES-(FT)-REGELUNG . 214 6.5.2 VERRINGERUNG DER MESSUNSICHERHEIT DURCH MEHRFACHMESSUNG . 217 7 EINSEITIG BEGRENZTE MERKMALE . 219 STEPHAN CONRAD 7.1 VORBEMERKUNGEN . 221 7.2 KATEGORISIERUNG EINSEITIG BEGRENZTER MERKMALE . 222 7.3 EINSEITIG BEGRENZTE MERKMALE MIT NATUERLICHER/PHYSIKALISCHER/TECHNISCHER GRENZE 222 7.4 EINSEITIG BEGRENZTE MERKMALE MIT DEFINIERTEM ARBEITSPUNKT 227 7.5 EINSEITIG BEGRENZTE MERKMALE (OHNE NATUERLICHE GRENZE ODER DEFINIERTEN ARBEITSPUNKT) 229 7.5.1 SCHAETZUNG DER FERTIGUNGSPROZESSSTREUUNG NACH DIN ISO 22514-1 UND DIN ISO 22514-2 . 230 7.5.2 SCHAETZUNG DER FERTIGUNGSPROZESSSTREUUNG AUS EINER KLEINEREN ZUFALLSSTICHPROBE . 231 7.5.3 SCHAETZUNG DER FERTIGUNGSPROZESSSTREUUNG AUS HISTORISCHEN DATEN 231 7.5.4 BERECHNUNG DER EIGNUNGSINDIZES BEI EINSEITIGEN TOLERANZEN 231 7.6 MOEGLICHE VERFAHREN DER MESSSYSTEM ANALYSE . 233 7.6.1 VERFAHREN 1 UND VERFAHREN 2 BEI EINSEITIGEN GRENZEN UND DEFINIERTEM ARBEITSPUNKT . 233 7.6.2 VERFAHREN 1 UND VERFAHREN 2 BEI EINSEITIGEN GRENZEN OHNE WEITERE ANGABEN . 234 TEIL III VALIDE MESSDATEN UNTER PRODUKTIONSBEDINGUNGEN GEWINNEN . 237 1 STANDARDMESSMITTEL . 239 HAN HAITJEMA 1.1 EINLEITUNG . 241 1.2 EINORDNUNG DER DIMENSIONALEN MESSTECHNIK . 241 1.3 HANDMESSGERAETE FUER LAENGENMESSUNGEN 242 1.3.1 MESSSCHIEBER . 242 1.3.2 MESSSCHRAUBE/MIKROMETER . 243 1.3.3 INNENMESSSCHRAUBEN MIT ZWEI-PUNKT UND DREI-PUNKT-BERUEHRUNG . 244 1.4 WEGSENSOREN . 245 1.4.1 MECHANISCHE WANDLER . 245 1.4.2 INDUKTIVE WANDLER . 246 1.4.3 KAPAZITIVESENSOREN . 247 1.4.4 OPTOELEKTRONIK: LINEARENCODER . 248 1.5 MESSGERAETE ZUR LAENGEN UND WEGMESSUNG IN EINER DIMENSION . 249 1.5.1 LASERINTERFEROMETER . 249 1.5.2 VERTIKALE ID-MESSMASCHINE . 250 1.5.3 LAENGENKOMPARATOR . 250 1.5.4 KLEINLAENGENMESSER . 251 1.5.5 HOEHENMESSGERAETE . 251 1.6 HANDMESSGERAETE FUER WINKELMESSUNGEN 253 1.6.1 UNIVERSAL-WINKELMESSER . 253 1.6.2 WINKELMESSGERAETE FUER NEIGUNGS MESSUNGEN . 253 1.6.2.1 WASSERWAAGE . 253 1.6.2.2 KLINOMETER BZW. INKLINOMETER . 254 1.6.2.3 ELEKTRONISCHE NIVELLIERGERAETE . 254 1.6.2.4 SINUSLINEAL . 255 1.7 GROESSERE INSTRUMENTE FUER WINKEL MESSUNGEN . 255 1.7.1 THEODOLIT . 255 1.7.2 AUTOKOLLIMATOR . 256 1.7.3 RUNDSCHALTTISCH . 257 1.8 MESSEN VON FORM UND RAUHEIT . 257 1.8.1 GERADHEIT . 258 1.8.1.1 ELEKTRONISCHE NIVELLIERGERAETE . 258 VIII 1.8.1.2 FLUCHTFERNROHR . 259 1.8.2 EBENHEIT . 259 1.8.3 RECHTWINKLIGKEIT . 260 1.8.4 RUNDHEIT . 261 1.8.5 RAUHEIT . 263 1.9 KOORDINATENMESSUNGEN . 264 1.9.1 2D-MESSMASCHINEN . 265 1.9.1.1 MESSMIKROSKOP . 265 1.9.1.2 PROFILPROJEKTOR . 267 1.9.2 3D-KOORDINATENMESSGERAET (KMG) . 268 1.9.2.1 PRINZIP DES 3D-KMG . 268 1.9.2.2 KONSTRUKTION VON 3D-KMGS . 269 1.9.2.3 SPEZIFIKATION UND LEISTUNGSUEBERPRUEFUNG VONKMGS . 271 2 TAKTILE MESSTECHNIK - DIE REFERENZ? 273 HARALD BOSSE, KARIN KNIEL 2.1 DEFINITION UND WEITERGABE DER SI-EINHEITEN . 275 2.1.1 EINFUEHRUNG . 275 2.1.2 DIE LAENGENEINHEIT METER . 276 2.1.3 WEITERE SI-EINHEITEN . 277 2.2 DER WEG ZUM VERGLEICHBAREN MESSEN . 278 2.2.1 PRINZIP DER MESSTECHNISCHEN RUECKFUEHRUNG . 278 2.2.2 BEDEUTUNG DER MESSUNSICHERHEIT . 280 2.2.3 ERMITTLUNG DER MESSUNSICHERHEIT . 280 2.2.4 NORMALE FUER DIE INDUSTRIE . 283 2.3 3D-KOORDINATENMESSSYSTEME . 286 2.3.1 TAKTILE SENSORIK - SEIT JAHRZEHNTEN BEWAEHRT . 286 2.3.2 CT, OPTISCHE UND MULTI-SENSORIK - AUF DEM VORMARSCH . 288 2.4 ALLES EINE FRAGE DER GENAUIGKEIT? . 290 2.4.1 VERGLEICH DER VORTEILE UND GRENZEN DER SENSORARTEN . 290 2.4.2 TAKTILE MESSTECHNIK ALS REFERENZ AUF DEM PRUEFSTAND . 291 2.5 EIN BEISPIEL: VERZAHNUNGSMESSTECHNIK 292 2.5.1 NORMGERECHTE ZAHNRADMESSUNGEN . 292 2.5.2 MESSTECHNISCHE HERAUSFORDERUNGEN: MIKRO UND GROSSVERZAHNUNGEN . 292 2.5.3 NEUE WEGE UND DEREN VERIFIZIERUNG . 295 3 MULTISENSOR-KOORDINATEN MESSTECHNIK . 299 RALF CHRISTOPH, SCHIRIN HEIDARI BATENI 3.1 SENSORSYSTEMATIK . 301 3.2 OPTISCHE SENSOREN . 303 3.2.1 BILDVERARBEITUNGS-UND FOKUSVARIATIONSSENSOREN . 303 3.2.2 LASERABSTANDSSENSOREN . 304 3.2.3 CHROMATISCHE FOKUSSENSOREN . 304 3.2.4 KONFOKALE SENSOREN . 305 3.2.5 INTERFEROMETRISCHE SENSOREN . 306 3.3 ROENTGEN-COMPUTERTOMOGRAFIE . 306 3.4 TAKTILE SENSOREN . 308 3.4.1 TAKTIL-ELEKTRISCHE SENSOREN . 308 3.4.2 TAKTIL-OPTISCHE MIKROTASTER . 308 3.4.3 TAKTIL-OPTISCHE KONTURSENSOREN . 309 3.5 GERAETEBAUWEISEN . 310 3.6 MULTISENSORINTEGRATION . 312 3.7 ANWENDUNG VON MULTISENSORIK . 313 3.8 MESSSOFTWARE . 315 4 AUTOMATISCHE DICHTHEITSPRUEFUNG IN DER SERIENFERTIGUNG . 319 ALEXANDER STRATMANN 4.1 EINLEITUNG . 322 4.1.1 GRUNDBEGRIFFE . 322 4.1.2 LECKSTROEMUNG . 325 4.1.3 ANWENDUNGEN UND ERGAENZUNGEN . 326 4.1.3.1 ABLEITUNG GASFOERMIGER LECKAGERATE AUS FLUESSIGEM ANWENDUNGSFALL . 326 4.1.3.2 ABLEITUNG GASFOERMIGE LECKAGERATE AUS MASSEBEZOGENEM GRENZWERT . 328 4.1.3.3 TEMPERATUR UND WAERMEEINFLUSS . 328 4.2 QUALITAETSMETHODEN . 329 4.2.1 MESSPROZESSFAEHIGKEITSUNTERSUCHUNG . 329 4.2.2 REFERENZTESTLECK/NORMAL . 331 4.2.3 PRUEFSTANDSREGELBETRIEB . 332 4.3 LECKPRUEFVERFAHREN . 333 4.3.1 DRUCKMESSMETHODEN . 334 4.3.2 DURCHFLUSSMESSMETHODEN . 338 4.3.3 SPURENGASLECKPRUEFUNG . 341 4.3.3.1 HELIUMLECKPRUEFUNG . 342 4.3.3.2 WASSERSTOFF BZW. FORMIERGASLECKPRUEFUNG 345 4.4 ADDENDUM . 346 5 HAERTEPRUEFUNG IN DER PRAKTISCHEN ANWENDUNG 349 FEBO MENELAO 5.1 DIE VERFAHREN NACH ROCKWELL, BRINELL UND VICKERS KURZ VORGESTELLT 351 5.2 ZUSAMMENHANG ZWISCHEN BRINELL UND VICKERS-HAERTETEST . 353 IX 5.3 ANWENDUNGSBEREICHE VON ROCKWELL, BRINELL UND VICKERS: WANN WIRD WELCHES VERFAHREN EINGESETZT? . 354 5.4 VOR UND NACHTEILE UNTERSCHIEDLICHER HAERTEMESSVERFAHREN . 354 5.5 UMWERTUNG VON HAERTEWERTEN . 355 5.6 UNSICHERHEIT BEI DER UMWERTUNG . 355 6 MESSTECHNIK IN DER SCHRAUBTECHNIK 357 NIELS RABBE 6.1 EINFUEHRUNG IN DIE SCHRAUBTECHNIK . 359 6.2 SCHRAUBWERKZEUGE . 362 6.2.1 DER DREHMOMENTSCHLUESSEL . 362 6.2.2 MOTORISCH BETRIEBENES SCHRAUBWERKZEUG MIT ABSCHALTKUPPLUNG . 363 6.2.3 IMPULSSCHRAUBER . 363 6.2.4 MOTORISCH BETRIEBENES SCHRAUBWERKZEUG MIT DREHMOMENT ODER MIT DREHMOMENT PLUS DREHWINKELSTEUERUNG . 364 6.2.5 BEISPIEL DREHWINKELMESSUNG . 365 6.2.6 STRECKGRENZSTEUERUNG . 365 6.2.7 VORSPANNEN VON SCHRAUBEN DURCH ZUGKRAFT . 366 6.2.8 VORSPANNEN VON SCHRAUBEN DURCH THERMISCHE DEHNUNG . 367 6.3 PRUEFEN VON BEREITS MONTIERTEN SCHRAUBVERBINDUNGEN . 367 6.3.1 KLEMMKRAFTSENSOREN . 367 6.3.2 MESSUNG MITTELS ULTRASCHALL . 368 6.3.3 MESSUNG DES WEITERDREHMOMENTS . 369 6.4 STATISCHE KALIBRIERUNG VON SCHRAUBWERKZEUGEN . 371 6.5 PRUEFUNG VON SCHRAUBWERKZEUGEN . 372 6.6 PROZESSFAEHIGKEITSPRUEFUNG VON SCHRAUBVERBINDUNGEN . 373 6.7 RUECKFUEHRUNG AUF DAS DYNAMISCHE DREHMOMENT BEI KONTINUIERLICH ROTIERENDEN SCHRAUBWERKZEUGEN . 374 6.8 KOMPETENZ IN DER SCHRAUBTECHNIK . 374 7 SICHTPRUEFUNG . 375 KILIAN GEIGER, HAMID JAHANGIR, OSCAR MALINOWSKI 7.1 GRUNDLAGEN . 377 7.1.1 AUFGABEN DER SICHTPRUEFUNG . 377 7.1.2 MOEGLICHE FEHLEREINFLUESSE . 379 7.1.3 AUTOMATISIERUNG DER SICHTPRUEFUNG . 381 7.1.3.1 PRUEFKOERPERZUFUEHRUNG UND-HANDHABUNG . 381 7.1.3.2 MACHINE-VISION-SYSTEME . 383 7.1.4 VOR-UND NACHTEILE DER AUTOMATISIERUNG . 387 7.1.5 SICHTPRUEFUNG IM KONTEXT VON INDUSTRIE 4.0 388 7.2 FALLBEISPIEL - AUTOMATISIERTE FARBEINDRING PRUEFUNG IN DER GASTURBINENINDUSTRIE . 390 7.2.1 GRUNDLAGEN DER FARBEINDRINGPRUEFUNG . 391 7.2.2 AUTOMATISIERTE OBERFLAECHENRISSERKENNUNG BEI DER FARBEINDRINGPRUEFUNG AN TURBINENLEITSCHAUFELN . 393 7.2.3 BESTIMMUNG DER MESSUNSICHERHEITEN NACH VDA 5 . 400 7.2.4 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK . 401 7.3 ZUSAMMENFASSUNG . 401 8 WEISSLICHTINTERFEROMETRIE . 405 WILFRIED BAUER 8.1 EINLEITUNG . 407 8.2 KOHAERENZ, KONSTRUKTIVE UND DESTRUKTIVE INTERFERENZEN . 408 8.3 GRUNDLAGEN DER INTERFEROMETRIE . 408 8.3.1 INTERFEROMETRIE MIT MONOCHROMATISCHEM LICHT . 408 8.3.2 GRUNDLAGEN DES WEISSLICHTINTERFEROMETERS 411 8.4 AUSWERTUNG DER MESSSIGNALE UND KORRELOGRAMME . 414 8.5 MIKROSKOPISCHER UND TELEZENTRISCHER STRAHLENGANG BEI SCANNENDEN WEISSLICHTINTERFEROMETERN . 416 8.6 YYPHASESHIFT"-METHODE ALS ALTERNATIVE ZUR WEISSLICHTINTERFEROMETRIE 417 8.7 BEUGUNGSBEGRENZTES LATERALES OPTISCHES AUFLOESUNGSVERMOEGEN NACH RAYLEIGH ODER SPARROW 418 8.8 MESSZEITEN . 422 8.9 MESSUNG AN GENEIGTEN ODER SCHRAEGEN FLAECHEN . 422 8.10 MESSUNGEN VON OBERFLAECHEN, DIE AUS UNTERSCHIEDLICHEN MATERIALIEN BESTEHEN 425 8.11 MESS-UNDINSTRUMENTEN-RAUSCHEN . 426 8.12 EINDEUTIGKEIT DES STRAHLENGANGS UND DEREN STOERUNGEN DURCH DIE OBERFLAECHEN STRUKTUR 427 8.13 BESTIMMUNG VON TEXTURPARAMETERN MIT WEISSLICHTINTERFEROMETERN . 433 X 8.14 YYBATWINGS" . 438 8.15 RAEUMLICHE TOPOGRAFISCHE STRUKTUR AUFLOESUNG . 440 8.16 SCHNELLE UND ZUVERLAESSIGE QUALITAETS KONTROLLE: EINSATZ VON WEISSLICHT INTERFEROMETERN IN DER PRODUKTIONS UEBERWACHUNG UND QUALITAETSSICHERUNG 446 8.17 BEISPIELE VON ANWENDUNGEN FUER MIKROSKOPISCHE UND TELEZENTRISCH AUFGEBAUTE WEISSLICHTINTERFEROMETER . 450 8.18 AUSGEWAEHLTE APPLIKATIONEN FUER DEN EINSATZ VON WEISSLICHTINTERFEROMETERN . 452 9 COMPUTERTOMOGRAFIE IN DER KOORDINATENMESSTECHNIK 459 RAOUL CHRISTOPH, MARC KACHELRIESS 9.1 FUNKTIONSPRINZIP DER ROENTGEN COMPUTERTOMOGRAFIE . 462 9.1.1 ROENTGENROEHRE: ERZEUGUNG DER ROENTGENSTRAHLUNG . 462 9.1.2 VORFILTER UND MESSOBJEKT: WECHSELWIRKUNG DER ROENTGENSTRAHLUNG MIT MATERIE . 463 9.1.3 DETEKTOR: ERFASSUNG DER ROENTGENSTRAHLUNG 465 9.1.4 VOM INTENSITAETSBILD ZUM PROJEKTIONSBILD . 465 9.1.5 VOM BILDERSTAPEL ZUM VOLUMEN . 466 9.2 AUSWERTUNG FUER INDUSTRIELLE ANWENDUNGEN . 466 9.2.1 VOM INTENSITAETSBILD ODER VOLUMEN ZUR MESSPUNKTEWOLKE . 467 9.2.2 INSPEKTION DES WERKSTUECKS . 469 9.2.2.1 WERKSTUECKVISUALISIERUNG UND INSPEKTION DER MATERIALSTRUKTUR . 470 9.2.2.2 AUTOMATISCHE ANALYSE INNEN UND AUSSENLIEGENDER STOERUNGEN . 471 9.2.3 MESSEN DER WERKSTUECKGEOMETRIE . 472 9.2.3.1 MASSLICHE AUSWERTUNG DES WERKSTUECKS . 472 9.2.3.2 3D-SOLL-IST-VERGLEICH . 474 9.2.4 GEMEINSAME LOESUNG VON INSPEKTIONS UND MESSAUFGABEN . 474 9.3 ABBILDUNGSGEOMETRIE . 474 9.3.1 VERGROESSERUNG . 475 9.3.2 MESSBEREICH . 475 9.3.3 ORTS-UND STRUKTURAUFLOESUNG . 475 9.3.4 OPTIMIERUNG DER ABBILDUNGSGEOMETRIE . 477 9.3.4.1 OPTIMIERUNG DER VERGROESSERUNG . 477 9.3.4.2 OPTIMIERUNG VON BRENNFLECK UND PIXELGROESSE . 477 9.3.4.3 OPTIMIERUNG DER DREHSCHRITTANZAHL . 478 9.4 GERAETETECHNIK UND BAUFORMEN . 478 9.4.1 ROENTGENROEHRE . 478 9.4.1.1 REFLEXIONS UND TRANSMISSIONSTARGETS . 479 9.4.1.2 ELEKTRONENSTRAHLERZEUGUNG UND -FOKUSSIERUNG . 480 9.4.1.3 REDUZIERUNG VON BETRIEBSKOSTEN . 481 9.4.2 DREHACHSE . 482 9.4.3 ROENTGENDETEKTOR . 482 9.4.3.1 INDIREKTE DETEKTION NACH DEM SZINTILLATIONSPRINZIP . 482 9.4.3.2 ZEILEN UND FLAECHENDETEKTOREN . 483 9.4.4 LINEARACHSEN . 483 9.4.4.1 EINSTELLEN VON VERGROESSERUNG UND KEGELSTRAHLWINKEL . 484 9.4.4.2 MEHRERE CT-SENSOREN UND MULTISENSORIK. . 484 9.4.5 STRAHLENSCHUTZMASSNAHMEN . 485 9.5 MESSABWEICHUNGEN: VERURSACHENDE EFFEKTE UND KORREKTUR . 485 9.5.1 SYSTEMATISCHE MESSABWEICHUNGEN . 485 9.5.1.1 STRAHLAUFHAERTUNG . 485 9.5.1.2 STREUSTRAHLUNG . 486 9.5.1.3 KEGELSTRAHLARTEFAKTE . 486 9.5.1.4 EMPIRISCHE ARTEFAKTKORREKTUR . 486 9.5.1.5 VIRTUELLE AUTOKORREKTUR . 487 9.5.2 ZUFAELLIGE MESSABWEICHUNGEN . 487 9.6 SPEZIELLE TOMOGRAFIEVERFAHREN . 488 9.6.1 MESSZEIT ODER RAUSCHEN REDUZIEREN MITTELS ONTHEFLY-TOMOGRAFIE . 488 9.6.2 MESSBEREICH ODER STRUKTURAUFLOESUNG VERGROESSERN . 488 9.6.2.1 ABSCHNITTSTOMOGRAFIE, LONGITUDINALES RASTERN UND HELIX-TOMOGRAFIE . 489 9.6.2.2 HALBSEITENTOMOGRAFIE UND LATERALES RASTERN . 490 9.6.2.3 ROI UND EXZENTRISCHE MULTI-ROI TOMOGRAFIE . 490 9.6.2.4 SWING UND PLANAR-LAMINOGRAFIE . 490 9.7 MESSGENAUIGKEIT . 492 9.7.1 SPEZIFIKATIONSUEBERPRUEFUNG . 492 9.7.1.1 ANTASTABWEICHUNG . 492 9.7.1.2 LAENGENMESSABWEICHUNG . 492 9.7.2 MESSUNSICHERHEITSBESTIMMUNG . 493 9.8 AUSBLICK . 494 9.8.1 PHOTONENZAEHLENDE DETEKTOREN . 494 9.8.2 ARTEFAKTKORREKTUR MITTELS KUENSTLICHER INTELLIGENZ . 495 10 BILDVERARBEITUNG . 499 RALF CHRISTOPH, SCHIRIN HEIDARI BATENI 10.1 EINFUEHRUNG . 501 10.2 ABBILDUNG . 501 XI 10.3 BELEUCHTUNG . 504 10.4 KAMERA . 506 10.5 MESSSOFTWARE . 507 10.6 AUFLOESUNG . 510 10.7 INTEGRATION IN KOORDINATENMESSGERAETE . 511 11 LASERTRACKER . 517 RAIMUND LOSER 11.1 GENAUIGKEITSANFORDERUNG ALS ENTWICKLUNGSGRUNDLAGE . 519 11.2 FUNKTIONSPRINZIP DES LASERTRACKERS . 520 11.3 LASERTRACKER MIT ABSOLUTDISTANZ MESSER (ADM) . 522 11.3.1 ADM MIT POLARISATIONSMODULATION . 522 11.3.2 ADM NACH DEM PHASENVERGLEICHS VERFAHREN . 524 11.4 KALIBRIERUNG UND SYSTEMPARAMETER . 525 11.5 BESTIMMUNG DES REFERENZPUNKTES (NULLPUNKTDISTANZ ODER ADDITIONS KONSTANTE) . 527 11.6 EINFLUSS DER ATMOSPHAERE . 528 11.7 LASERTRACKERERWEITERUNG ZUR 6D-DATENERFASSUNG . 529 11.7.1 FUNKTIONSWEISE DES 6D-LASERTRACKER SYSTEMS . 530 11.7.2 LASERTRACKER KAMERA (T-CAM) . 533 11.7.3 LASERTRACKER PROBE (T-PROBE) . 533 11.7.4 LASERTRACKER AUTOMATISIERUNG MACHINE-CONTROL (T-MAC-VARIANTEN) . 534 11.7.5 LASERTRACKER SCANNER (T-SCAN) . 535 11.7.6 REALTIME-FUNKTIONALITAET . 536 11.8 NEUESTE GENERATIONEN VON LASERTRACKERN . 537 12 PHOTOGRAMMETRIE . 541 THOMAS LUHMANN 12.1 EINFUEHRUNG . 543 12.1.1 EINORDNUNG . 543 12.1.2 MESSPRINZIP . 544 12.2 AUFNAHMETECHNIK . 545 12.2.1 KAMERASYSTEME . 546 12.2.2 BELEUCHTUNG UND SIGNALISIERUNG . 547 12.3 KAMERAKALIBRIERUNG . 549 12.3.1 ZIELSETZUNG . 549 12.3.2 GEOMETRISCHES KAMERAMODELL . 549 12.3.3 STRATEGIEN UND AUFNAHMEANORDNUNGEN . 550 12.4 MESSVERFAHREN . 551 12.4.1 BILDMESSUNG . 551 12.4.1.1 MESSUNG VON ZIELMARKEN . 551 12.4.1.2 MESSUNG VON NATUERLICHEN MERKMALEN . 552 12.4.1.3 PRAEZISE MESSUNG VON OBERFLAECHENMUSTERN 552 12.4.1.4 STREIFEN UND MUSTERPROJEKTIONSVERFAHREN 553 12.4.2 ORIENTIERUNG . 554 12.4.2.1 ORIENTIERUNGSVERFAHREN . 554 12.4.2.2 EPIPOLARGEOMETRIE . 555 12.4.2.3 STRUCTURE-FROM-MOTION . 555 12.4.2.4 SIMULTANEOUS LOCALIZATION AND MAPPING . 556 12.4.2.5 KOORDINATENSYSTEME . 556 12.4.3 3D-BERECHNUNG . 557 12.5 GENAUIGKEIT UND VERIFIZIERUNG . 558 12.5.1 KENNGROESSEN . 558 12.5.2 PRUEFKOERPER UND NORMALE . 559 12.5.3 NORMEN UND RICHTLINIEN . 560 12.6 ANWENDUNGEN UND MESSSYSTEME . 561 12.6.1 OFFLINE-PHOTOGRAMMETRIE . 561 12.6.1.1 KAMERAKALIBRIERUNG MIT TESTFELD . 561 12.6.1.2 DEFORMATIONSMESSUNGEN . 562 12.6.1.3 MESSUNG GROSSER OBERFLAECHEN DURCH STREIFENPROJEKTION . 563 12.6.1.4 FORMERFASSUNG DURCH STRUCTURE FROM-MOTION . 563 12.6.2 ONLINE-PHOTOGRAMMETRIE . 565 12.6.2.1 MOBILE SYSTEME ZUR FERTIGUNGSKONTROLLE . 565 12.6.2.2 SYSTEM ZUR VERMESSUNG VON ROHRLEITUNGEN . 566 12.6.2.3 SYSTEM ZUR POSITIONIERUNG VON STAHLPLATTEN . 566 12.6.2.4 DYNAMISCHE MESSTECHNIK IM WINDKANAL . 568 12.6.2.5 INTEGRIERTE MESSZELLEN . 568 13 OPTISCHE KOHAERENZTOMOGRAFIE . 571 NIELS KOENIG, FABIAN HUEBENTHAL (T), MAX RIEDIGER, ALFREDO VELAZQUEZ, CHARLOTTE STEHMAR 13.1 OCT-TECHNOLOGIE. 573 13.1.1 GRUNDLAGEN DER KURZKOHAERENTEN INTERFEROMETRIE . 573 13.1.2 GRUNDAUFBAU VON OCT-SYSTEMEN . 576 13.1.3 SIGNALVERARBEITUNG . 579 13.1.4 OCT-ERWEITERUNGEN . 580 13.2 OPTISCHE KOHAERENZTOMOGRAFIE IN DER FERTIGUNGSMESSTECHNIK . 582 13.2.1 LASERPROZESSKONTROLLE . 584 13.2.2 OCT FUER DIE ZERSTOERUNGSFREIE PRUEFUNG . 586 14 LASERRADAR . 589 ALEXANDER SCHOENBERG 14.1 EINFUEHRUNG . 591 XII 14.1.1 EINORDNUNG . 14.1.2 MESSPRINZIP . 14.2 KOMPONENTEN . 14.2.1 DISTANZMESSUNG . 14.2.2 AZIMUT UND ELEVATION . 14.2.3 PROZESSKAMERA . 14.2.4 REFERENZIERUNG . 14.2.5 SENSORPOSITIONIERUNG . 14.2.6 BAUTEILPOSITIONIERUNG . 14.3 KALIBRIERUNG . 14.3.1 ZIELSETZUNG . 14.3.2 GEOMETRISCHES SENSORMODELL . 14.3.3 BUENDELUNG VON STANDPUNKTEN . 14.3.4 BAUTEILAUSRICHTUNG . 14.4 MESSVERFAHREN . 14.4.1 MERKMALE UND STANDPUNKTE . 14.4.2 SCAN-UND ANTASTSTRATEGIEN . 14.4.3 MERKMALSAUSWERTUNG . 14.4.4 MESSWERTERSTELLUNG . 14.5 GENAUIGKEIT UND VERIFIZIERUNG . 14.5.1 VERFAHREN UND KENNGROESSEN . 14.5.2 UNSICHERHEITSBUDGETS . 14.5.3 WIEDERHOLBARKEITS-TESTS . 14.5.4 PRUEFPROZESSEIGNUNG . 14.5.5 KORRELATION UND VERGLEICHBARKEIT . 14.6 ANWENDUNGEN UND INTEGRATIONSGRADE . 15 INDUSTRIELLE ULTRASCHALLMESSTECHNIK P. NIENHEYSEN, L. STOHRER, W. KIMMELMANN, A. SADOVOY, A. NIOLA, G. DE GOPPEL 15.1 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN . 15.1.1 SCHALLWELLEN . 15.1.2 SCHALLFELDGEOMETRIE . 15.2 ULTRASCHALLMESSVERFAHREN . 15.2.1 KONVENTIONELLE ULTRASCHALLMESSVERFAHREN 15.2.2 ULTRASCHALLPRUEFKOEPFE . 15.2.3 PHASED-ARRAY-ULTRASCHALLMESSUNG . 15.3 ANALYSE DER ULTRASCHALLMESSDATEN . 15.3.1 DARSTELLUNG DER SCHALLINTENSITAET UEBER DER LAUFZEIT . 15.3.2 VISUALISIERUNGSVERFAHREN FUER ULTRASCHALLMESSDATEN . 15.3.3 ANWENDUNGSBEISPIEL ZUR DICKENMESSUNG 15.3.4 VERFAHREN ZUR FEHLERGROESSENBESTIMMUNG . 15.4 AUTOMATISIERUNG DER ULTRASCHALL MESSTECHNIK . 15.4.1 ROBOTERGESTUETZTE ULTRASCHALLMESSZELLE MIT INTEGRIERTER 3D-GEOMETRIEMESSUNG . 591 591 593 593 594 595 595 597 598 599 599 599 600 601 601 601 603 604 606 606 606 607 607 608 608 609 613 615 615 616 617 617 618 619 620 620 621 623 623 624 625 15.4.2 ROBOTERGESTUETZTE ULTRASCHALLMESSZELLE MIT ADAPTIVER MESSKOPFAUSRICHTUNG . 626 15.4.3 AUTOMATISIERTE PRUEFUNG VON FALZKLEBEVERBINDUNGEN MIT ULTRASCHALL . 627 16 THERMOGRAFIE . 629 DOMINIK WOLFSCHLAEGER, NIELS HOLTMANN, THOMAS ZWESCHPER 16.1 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN . 631 16.2 THERMOGRAFIEKAMERAS . 633 16.3 ANREGUNGSSIGNALE UND AUSWERTE METHODEN . 634 16.3.1 LOCK-IN-THERMOGRAFIE . 635 16.3.2 PULSTHERMOGRAFIE . 636 16.3.3 BILDVERARBEITUNG . 637 16.3.3.1 ROHDATEN . 638 16.3.3.2 BILDVORVERARBEITUNG . 638 16.3.3.3 MERKMALSEXTRAKTION . 638 16.3.3.4 BILDANALYSE . 639 16.4 ANREGUNGSQUELLEN . 640 16.4.1 HALOGENLAMPEN-ANREGUNG . 641 16.4.2 BLITZLAMPEN-ANREGUNG . 641 16.4.3 ULTRASCHALL-ANREGUNG . 642 16.4.4 INDUKTIONS-ANREGUNG . 642 16.4.5 LASER-ANREGUNG . 643 16.4.6 HINWEISE ZUR AUSWAHL DES THERMOGRAFIEVERFAHRENS . 644 16.5 THERMOGRAFIE-SYSTEME IN DER PRODUKTION . 644 17 MESSEN AUF WERKZEUGMASCHINEN . 647 MAXIMILIAN MACHA, PHILIPP DAHLEM 17.1 EINLEITUNG . 649 17.2 ANWENDUNGSFAELLE FUER ON-MACHINE-MESSUNGEN . 650 17.2.1 PROZESSEINRICHTUNG . 650 17.2.2 PROZESSUEBERWACHUNG WAEHREND DER FERTIGUNG . 650 17.2.3 ENDKONTROLLE DES WERKSTUECKS IN DER AUFSPANNUNG . 651 17.3 MESSSYSTEMTYPEN FUER WERKZEUG MASCHINEN . 653 17.3.1 STANDARDMESSTASTER . 654 17.3.2 HOCHPRAEZISIONSMESSTASTER . 654 17.3.3 TEMPERATURMESSTASTER . 655 17.3.4 ULTRASCHALLMESSTASTER . 656 17.3.5 OPTISCHE MESSSYSTEME MITTELS LASER TRIANGULATION (LASERSCANNER) . 657 17.3.6 STEUERUNGSTECHNISCHE ANBINDUNG DES TASTSYSTEMS . 659 XIII 17.3.7 DATENUEBERTRAGUNG VON MESSTASTER ZU EMPFAENGEREINHEIT . 659 17.4 QUALIFIZIERUNG VON MESSUNGEN AUF WERKZEUGMASCHINEN . 660 17.4.1 BEGRIFFLICHKEITEN DER WIEDERHOL GENAUIGKEIT, PRE-TRAVEL (LOBING) UND 3D-ERROR . 661 17.4.1.1 WIEDERHOLPRAEZISION/-GENAUIGKEIT . 661 17.4.1.2 PRE-TRAVEL . 662 17.4.1.3 3D-FORMFEHLER . 664 17.4.2 EIGNUNGSNACHWEISE FUER ON-MACHINE MEASUREMENTS - NORMEN UND RICHTLINIEN . 665 17.4.3 OMM-ENABLERTECHNOLOGIEN UND FORSCHUNGSPERSPEKTIVE . 667 17.5 FAZIT UND AUSBLICK . 669 TEIL IV MESSDATEN VERARBEITEN, VERTEILEN, NUTZEN 671 1 MESSDATEN VERARBEITEN, VERTEILEN, NUTZEN - AKTUELLE ENTWICKLUNGEN . 673 BENJAMIN MONTAVON, MATTHIAS BODENBENNER 1.1 MESSDATEN UND IHRE ROLLE IN DER INDUSTRIE 4.0 . 675 1.1.1 DER LEBENSZYKLUS VON MESSDATEN IN DER INDUSTRIE 4.0 . 676 1.1.2 HERAUSFORDERUNGEN . 677 1.1.3 ANFORDERUNGEN . 678 1.2 DEZENTRALISIERUNG DER MESSDATEN ERZEUGUNG, VERARBEITUNG UND -NUTZUNG 679 1.2.1 NICHT-MONOLITHISCHE KONZEPTE . 679 1.2.2 SEPARATION OF CONCERN . 680 1.2.3 LOT-INFRASTRUKTUREN . 681 1.3 AKTUELLE ENTWICKLUNGEN . 683 1.3.1 MODELLE FUER MESSDATEN . 683 1.3.1.1 SENSOR INTERFACING LANGUAGE (SOIL) . 683 1.3.1.2 VERWALTUNGSSCHALE - ASSET ADMINISTRATION SHELL . 683 1.3.1.3 DAS DIGITALE KALIBRIERZERTIFIKAT (DCC) . 684 1.3.2 PROTOKOLLE UND FORMATE . 684 1.3.2.1 HTTP & REST-API. 684 1.3.2.2 MESSAGE QUEUING TELEMETRY TRANSPORT (MQTT) . 685 1.3.2.3 OPC UNIFIED ARCHITECTURE (OPC UA) . 685 1.3.2.4 MTCONNECT . 686 1.3.2.5 SMARTCOM DIGITAL SYSTEM OF UNITS (D-SI) . 686 1.3.3 UNTERNEHMENSUEBERGREIFENDER DATENAUSTAUSCH . 687 2 DATENFORMATE . 691 MICHAEL WAGNER 2.1 ALLGEMEINE HINWEISE . 693 2.2 DIE BEDEUTUNG VON DATENFORMATEN IN DER SMART FACTORY . 693 2.3 DATENFORMATE IM UEBERBLICK . 693 2.3.1 STANDARDS . 693 2.3.2 Q-DAS ASCII TRANSFERFORMAT . 694 2.3.2.1 STRUKTUR . 694 2.3.2.2 DATENMODELL . 695 2.3.3 ADVANCED QUALITY DATA EXCHANGE FORMAT (AQDEF) . 697 2.3.4 QUALITY MARKUP LANGUAGE . 702 2.4 AUSBLICK . 703 3 VON DER WARENEINGANGSPRUEFUNG BIS ZUR END-OF-LINE-PRUEFUNG IN DER MONTAGE 705 HORST LANG, ACHIM HUBERTY 3.1 EINLEITUNG . 707 3.2 WARENEINGANGSPRUEFUNG/ PROZESSDOKUMENTATION BEI LIEFERANTEN 707 3.2.1 KURZZEITFAEHIGKEITSUNTERSUCHUNG . 707 3.2.2 VORABNAHME BEIM LIEFERANTEN . 711 3.3 LAUFENDE FERTIGUNGSUEBERWACHUNG UND DEREN VORAUSSETZUNGEN . 712 3.3.1 BESCHAFFUNG VON FERTIGUNGSEINRICHTUNGEN FUER EINEN BESCHRIEBENEN HERSTELLUNGS PROZESS . 712 3.3.2 DURCHFUEHRUNG EINER VORABNAHME BEIM HERSTELLER . 712 3.3.3 DURCHFUEHRUNG EINER ABNAHME BEIM KUNDEN . 715 3.3.4 PRUEFPROZESSEIGNUNG DER EINGESETZTEN MESSTECHNIK . 715 3.3.5 LAUFENDE FERTIGUNGSUEBERWACHUNG ZUR DOKUMENTATION DER LANGZEITSTABILITAET . 716 3.4 MONTAGEENDPRUEFUNG/FUNKTIONS PRUEFUNG 718 3.5 AUSZUG MOEGLICHER STANDARDGERAETE FUER DEN EINSATZ IM PRODUKTIONSUMFELD . 719 4 SPC FUER KLEINE LOSGROESSEN UND EINZELFERTIGUNG . 723 WOLFGANG SCHULTZ 4.1 DIE BEDEUTUNG VON SPC IN DER INDUSTRIELLEN PRODUKTION 725 XIV 4.2 ANSAETZE FUER SPC BEI KLEINEN STUECKZAHLEN . 728 4.3 ANWENDUNGSBEISPIELE AUS VERSCHIEDENEN PROZESSEN . 735 4.4 FAZIT . 739 5 ERFASSUNG VON MESSDATEN . 741 THOMAS FROESE 5.1 EINFUEHRUNG . 743 5.2 SPEICHERUNG VON MESSDATEN . 743 5.2.1 KURZZEITIGE SPEICHERUNG IM PLS ODER IM LABOR . 743 5.2.2 SCHNITTSTELLEN . 744 5.2.3 LANGFRISTIGE SPEICHERUNG IN PI(M)S . 744 5.2.4 STRUKTURIERTE ABLAGE IN DATENBANKEN/ YYSINGLE SOURCE OF TRUTH " . 745 5.2.5 BEREITSTELLUNG UND VERTEILUNG VON MESSDATEN . 745 5.3 BEREINIGUNG UND BEWERTUNG VON MESSDATEN . 746 5.3.1 MESSDATENVALIDIERUNG . 746 5.3.1.1 MASSEBILANZEN UND STOFFBILANZEN . 746 5.3.1.2 ENTHALPIE-/ENERGIEBILANZEN . 746 5.3.1.3 STATISTISCHE DATENVALIDIERUNG . 747 5.3.1.4 SOM-FILTERUNG. 747 5.3.2 VOLLSTAENDIGKEIT UND NUTZBARKEIT VON DATEN/SIPOC . 748 5.3.3 DATENBEREINIGUNG . 749 5.3.4 UMGANG MIT STOCHASTISCHEM RAUSCHEN . 750 5.3.5 PRODUKTVERFOLGUNG UND FINGERPRINTING IN DATENSAETZEN . 750 5.3.5.1 PRODUKTVERFOLGUNG IN FERTIGUNGSVERFAHREN 750 5.3.5.2 PRODUKTVERFOLGUNG IN KONTINUIERLICHEN PROZESSEN . 750 5.3.5.3 BATCHFINGERPRINTING . 751 5.3.6 VON BIG DATA ZU SMART DATA . 752 5.4 NUTZUNG VON MESSDATEN . 753 5.4.1 ANALYSE EINZELNER ZEITREIHEN . 753 5.4.2 KOMPLEXE DATENANALYSE . 754 5.4.2.1 KORRELATIONSANALYSEN . 754 5.4.2.2 PARALLELKOORDINATEN . 754 5.4.2.3 ENTSCHEIDUNGSBAEUME . 755 5.4.3 MODELLIERUNG . 756 5.4.3.1 WHITEBOX-MODELLE . 756 5.4.3.2 BLACKBOX-MODELLE . 756 5.4.3.3 HYBRIDE MODELLE . 757 5.4.3.4 NUTZUNG VON MODELLEN . 757 5.4.4 SOFTSENSORIK . 757 5.4.5 PRAEDIKTIVE REGELUNG MIT SOFTSENSOREN . 759 5.4.6 RTO, ECHTZEITOPTIMIERUNG MIT MESSDATEN 759 5.5 DER WERT VON MESSDATEN . 760 6 PREDICTIVE MAINTENANCE - WIE KL DEN BETRIEB VON PRODUKTIONS SYSTEMEN REVOLUTIONIEREN KANN . 763 MARTIN PETEREK 6.1 EINLEITUNG . 765 6.2 ADVANCED ANALYTICS IN PRODUZIERENDEN UNTERNEHMEN . 765 6.3 ANWENDUNGSBEISPIEL MESSSYSTEME . 766 6.4 ANWENDUNGSBEISPIEL WERKZEUG MASCHINEN UND ROBOTERKINEMATIKEN . 768 6.5 HANDLUNGSEMPFEHLUNGEN FUER DIE PRAXIS 769 7 EINFUEHRUNG IN PREDICTIVE QUALITY . 771 SEBASTIAN BECKSCHULTE, BETUEL GUENGOER 7.1 DIGITALE TRANSFORMATION ZUR BEFAEHIGUNG ZUKUNFTSFAEHIGER PRODUKTIONSSYSTEME . 774 7.1.1 DER DIGITALE WANDEL . 774 7.1.2 ERFOLGSFAKTOREN FUER ZUKUNFTSFAEHIGE PRODUKTIONSSYSTEME . 775 7.2 ZUKUNFTSFAEHIGE PRODUKTIONSSYSTEME DURCH PREDICTIVE QUALITY . 776 7.2.1 BIG DATA ALS TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGE . 776 7.2.2 DATA ANALYTICS ALS METHODISCHER BEFAEHIGER . 779 7.2.3 PREDICTIVE-QUALITY-ANSATZ ZUR OPTIMIERUNG DER PRODUKTQUALITAET AM BEISPIEL EINES NUTZFAHRZEUGHERSTELLERS . 780 7.3 POTENZIALE UND AUSBLICK . 783 8 PROCESS MINING . 785 JIMMY CHHOR, SIMON CRAMER, MAX ELLERICH, MARKUS OHLENFORST 8.1 EINORDNUNG VON ANALYSETECHNIKEN . 787 8.2 DATA MINING UND PROCESS MINING . 788 8.3 GRUNDLAGEN ZU PROCESS MINING . 789 8.4 DATENQUELLEN FUER PROCESS MINING IN UNTERNEHMEN . 791 8.5 FALLSTUDIE IN DER PRODUKTION . 792 8.6 HERAUSFORDERUNGEN FUER DEN EINSATZ IN DER PRODUKTION . 794 8.7 AUSBLICK . 795 STICHWORTVERZEICHNIS . 797 XV
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