Prüfkörper und Software KMG-Überwachung für die Sicherheit Ihrer Messergebnisse

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1 Industrielle Messtechnik von Carl Zeiss Prüfkörper und Software KMG-Überwachung für die Sicherheit Ihrer Messergebnisse

2 Prüfkörper und Software......für die Überwachung von Koordinatenmessgeräten Gelenkarm-Koordinatenmessgeräten Konturenmessgeräten...für die Ermittlung der Prüfmerkmalbezogenen Messunsicherheit Prüfprozesseignung Ihre Vorteile Sichere Messergebnisse durch regelmäßige Überwachung Normgerechte Verfahren für Koordinaten- messgeräte nach VDI/VDE 2617 und DIN EN ISO Prüfung nach VDI/VDE-Richtlinie 2629 für Konturenmessgeräte Kalibrierte und rückführbare Prüfkörper Normgerechte Verfahren für die Ermittlung der Prüfprozesseignung nach VDA 5 bzw. VDI/VDE

3 Inhalt Überwachung von Tastsystem und der Gerätegeometrie. Seite 8 Die regelmäßige Genauigkeitsüberwachung ist die Basis für richtige und sichere Messergebnisse. Zu diesem Zweck bieten wir Prüfkörper für die unterschiedlichsten Einsatzgebiete an. Überwachung der Gerätegeometrie. Seite 10 Überwachung des Scanning- und Antastverhaltens. Seite 10 Überwachung von Konturenmessgeräten. Seite 12 Prüfmerkmalbezogene Ermittlung der Messunsicherheit und Prüfprozesseignung. Seite 14 Was bedeutet Überwachung?... 5 Begriffserläuterung... 5 Steuer- und Auswertesoftware... 7 Einsatzgebiete der Prüfkörper... 8 Konturenmessgeräte überwachen Messunsicherheitsermittlung Wir beraten Sie gerne

4 KMG-Überwachung als Dienstleistung Wenn Sie die Überwachung Ihrer Koordinatenmessgeräte nicht selbst durchführen wollen, dann können wir dies für Sie erledigen. Sollte das Gerät nicht mehr den Spezifikationen entsprechen, so können unsere erfahrenen Servicetechniker die geeigneten Maßnahmen zur Wiederherstellung der angegebenen Genauigkeit durchführen. 4 Wir bieten Ihnen Überwachung des Tastsystems Überwachung der Gerätegeometrie Überwachung des Drehtisches (optional)

5 Allgemeines Was bedeutet Überwachung? Begriffserläuterung Die Überwachung eines Messgerätes dient der schnellen und stichprobenhaften Überprüfung der messtechnischen Genauigkeit im laufenden Betrieb und richtet sich nach den Anforderungen der Prüfmittelüberwachung gemäß DIN ISO 9000 bis DIN ISO Die Genauigkeit, die dabei einzuhalten ist sowie das Überwachungsintervall, legt der Betreiber unter Beachtung der produktionsbedingten Anforderungen selbst fest. Annahmeprüfung Diese wird durchgeführt nach den Festlegungen und den Verfahren des Herstellers. Bestätigungsprüfung Diese wird durchgeführt nach den Festlegungen des Anwenders und den Verfahren des Herstellers. Zwischenprüfung In der ISO wird dringend empfohlen Messgeräte in der Zeitspanne zwischen den turnusmäßig durchzuführenden Bestätigungsprüfungen regelmäßig zu überwachen. Der Abstand der Zwischenprüfung sollte von den Umgebungsbedingungen und der erforderlichen Leistungsfähigkeit abhängig gemacht werden. Das Messgerät sollte sofort nach jedem wichtigen Vorfall, der Einfluss auf die Leistungsfähigkeit des Gerätes haben kann, überprüft werden. Der Umfang der in diesem Teil von ISO beschriebenen Zwischenprüfung kann in der Anzahl der Messungen, Lagen und Richtungen verringert werden. Antastpunkteverteilung bei der Ermittlung der Antastabweichung nach DIN EN ISO Blatt 2 bzw. Blatt 4 Einzelpunkte Scanning 5

6 RESULTS you can trust. 6

7 Software Steuer- und Auswertesoftware für den vollautomatischen Messablauf mit anschließender Auswertung der Messergebnisse Beschreibung Menügeführte Antastung zur Lagebestimmung des Prüfkörpers. Parametrische Eingabe der Kalibrierwerte des Prüfkörpers und der Grenzwerte des KMG. Datenausgabe auf Messprotokolle und grafische Auswertung mit Ergebnisprotokollen in Schablonendiagramm und Rundheitsabweichungsplots. Übersichtliche Ergebnisdarstellung und eindeutige Ergebnisbeurteilung durch Berechnung und Ausgabe von Überwachungsfaktoren ü. ü ist der Quotient aus den tatsächlich ermittelten Werten und den Grenzwerten der Genauigkeitskennwerte des Koordinatenmessgerätes (Herstellerangaben). Bei ü > 1 ist der Test nicht bestanden. Schnittstelle zu qs-stat zur statistischen Auswertung der Ergebnisse. Die Steuer- und Auswertesoftware ist auch für Koordinatenmessgeräte anderer Hersteller verfügbar. Anwenderunterstützung Geschultes Personal von Carl Zeiss 3D installiert für Sie die Software vor Ort und weist Sie in die Handhabung des Systems ein. Wir unterstützen Sie bei: der Festlegung der Prüfintervalle für die einzelnen Leistungsmerkmale des KMG. der Anordnung des Prüfkörpers und der Messlinien. So können Sie die vielfältigen Möglichkeiten des Prüfkörpers technisch und wirtschaftlich optimal nutzen. 7

8 Prüfkörper Einsatzgebiete der Prüfkörper Mit dem KMG-Check können Sie als Anwender in regelmäßigen Abständen eine Zwischenprüfung durchführen. KMG-Check Der KMG-Check ist einsetzbar für die Prüfung von Koordinatenmessgeräten nach DIN EN ISO und VDI/VDE Folgende Eigenschaften können mit dem Prüfkörper erfasst und mit der Software anschließend ausgewertet werden: Antastverhalten des Messkopfsystems Scanningeigenschaften des Messkopfsystems KMG als Formmessgerät einschließlich Filtereigenschaften Längenmessabweichungen KMG-Check Option Drehtisch Vierachsabweichungen für KMG mit Drehtisch Aufstellmöglichkeiten Das mitgeliefert Zubehör ermöglicht die unterschiedlichsten Anordnungen auf dem Messgerät. KMG-Check für Gelenkarm Koordinatenmessgeräte Anwender können mit Hilfe des KMG-Check GA Zwischenprüfungen für Gelenkarm-KMG durchführen. Mit dem CALYPSO Prüfplan KMG Check GA werden Antastabweichung und Längenmessabweichung des Gelenkarms erfasst und mittels Überwachungsfaktor ausgewertet. 8

9 Beschreibung Basis des universellen Prüfkörpers ist ein biegesteifer Grundkörper auf dem hochpräzise, kalibrierte Maßverkörperungen und Formnormale angebracht sind: Ein Einstellring, 50 mm Durchmesser Eine Kugel aus Keramik, 30 mm Durchmesser Ein Flicknormal (Präzisionszylinder mit zwei angeschliffenen Abflachungen von etwa 10 μm bzw. 250 μm) Zwei Parallelendmaße, 50 mm und 400 mm Option Drehtisch Zwei zusätzliche Kugeln aus Keramik (optional), Durchmesser 30 mm Software KMG-Check Der Prüfkörper kann an mehreren Koordinatenmessgeräten verwendet werden. Es ist jedoch für jedes Messgerät eine Softwarelizenz erforderlich. Die Software enthält den Prüfablauf bzw. die Auswerteroutine, die das Ergebnis in Form von Überwachungsfaktoren ausgibt. Anhand des Überwachungsfaktors ist sofort ersichtlich, ob das Gerät noch den Spezifikationen entspricht. Antastabweichungen mit Einzelpunkten und Scanning an Ring und Kugel nach DIN EN ISO Blatt 2 und 4. Scanningfunktionen und Filterung für Formmessungen am Verstärkungsnorma l (Prüfzylinder mit 2 definierten Anschliffen). Längenmessabweichung E nac proben an Endmaß L = 50mm und L = 400mm. Vierachsabweichungen nach DIN EN ISO Blatt 3 für KMG mit Drehtisch. Entwurf VDI/VDE 2617 Blatt 9 ( ) Prüfkörper Kalibrierung Abhängig vom Einsatz des Prüfkörpers ist eine Werks- bzw. DKD-Kalibrierung der Normale erforderlich. Antastung mit 5 Taststiftorientierungen nach VDI/VDE

10 Prüfkörper Der Portal-Check in Verbindung mit dem Tast- Check wird für die Durchführung der Bestätigungsprüfung verwendet. Portal-Check Der Portal-Check ist einsetzbar für die Überwachung der Längenmessabweichungen von KMG nach VDI/ VDE Dabei wird vorwiegend der Einfluss der Komponentenabweichungen (KMG-Geometrie) überprüft. Vor dem Einsatz des Portal-Checks ist zusätzlich das Messkopfsystem zu überprüfen. Dies kann mit dem Tast-Check bzw. mit dem KMG-Check vorgenommen werden. Aufstellmöglichkeiten Durch das mitgelieferte Zubehör können Sie den Prüfkörper ohne großen Aufwand in den unterschiedlichsten Anordnungen auf dem Messgerät positionieren. Tast-Check Das Tast-Check-Verfahren ist einsetzbar für die Prüfung des Antast- und Scanningverhaltens des Messkopfes im Zusammenwirken mit dem Koordinatenmessgerät nach VDI/VDE

11 Prüfkörper Kalibrierung Abhängig vom Einsatz des Prüfkörpers ist eine Werks- bzw. DKD-Kalibrierung der Normale erforderlich. Beschreibung Der zweidimensionale Prüfkörper (Kugelplatte) besteht aus einer Stahlplatte. In diese Platte sind 25 Kugelinnenelemente (hochgenaue Außenringe von Kugellagern) in einem regelmäßigen Raster eingebracht. Die Kugelplatte ist anwendbar auf KMG aller Hersteller. Eigenschaften der Kugelplatte Hohe Aussagekraft durch 300 Abstände in verschiedenen Lagen und Orientierungen auf der Platte Schutz vor Beschädigungen und Schmutz durch Verwendung von Kugelinnenelementen. Kürzer Verfahrwege als bei Außenkugeln reduzieren die Messzeiten deutlich. Haltevorrichtung mit 3 Stützen garantiert unverspannte Befestigung über 3 Kugeln die sich auf Kegel, V-Lager und Ebene abstützen. Isolierelemente in den Stützen vermindern den Wärmeaustausch zwischen der Platte und dem KMG. Software Portal-Check Der Prüfkörper kann an mehreren Koordinatenmessgeräten verwendet werden. Es ist jedoch für jedes Messgerät eine Softwarelizenz erforderlich. Die Software enthält den Prüfablauf bzw. die Auswerteroutine, die das Ergebnis in Form von Überwachungsfaktoren ausgibt. Anhand des Überwachungsfaktors ist sofort ersichtlich, ob das Gerät noch den Spezifikationen entspricht. Normgerechte Überwachung der KMG-Geometrie nach VDI/VDE 2617 Blatt 5. Vollautomatischer Messablauf nach einfacher W- Lage Bestimmung für Innen- und Außenkugeln. Grafische Auswertung aller 300 Distanzen in einem Schablonendiagramm. Bewertung der KMG-Geometrie mit einer einzigen Zahl, dem sogenannten Überwachungsfaktor (VDI/VDE 2617 Blatt 5), Langzeitbeurteilung in Qualitätsregelkarten. Beschreibung Basis des Prüfkörpers ist ein biegesteifer Grundkörper, auf dem eine Kugel aus Keramik, Durchmesser 30 mm und ein Einstellring, Durchmesser 50 mm angebracht sind. Beide Normale sind hochgenau und kalibriert. Der Prüfkörper ist natürlich anwendbar auf KMG aller Hersteller. Software Tast-Check Normgerechte Überwachung und analytische Bewertung des KMG-Tastsystems. Schnelle Tastsystemüberwachung an der Kugel nach VDI/VDE 2617 Blatt 5. Erweiterte Tastsystemüberwachung an Ring und Kugel in Anlehnung an VDI/VDE 2617 Blatt 5 auch im Scanningbetrieb für KMG mit messendem Tastkopf. Ermittlung der ein-, zwei- und dreidimensionalen Antastunsicherheit V 1, V 2 bzw. V 3 nach VDI/ VDE 2617 Blatt 3 auch an anwenderspezifischen Taststiften und unter den gegebenen Betriebsbedingungen. Ermittlung der Antastabweichung nach DIN EN ISO Langzeitbeurteilung des Tastsystems mittels Überwachungsfaktoren in Qualitätsregelkarten. Tastsystem-Langzeittest und KMG-Driftkontrolle. 11

12 Prüfkörper Konturenmessgeräte überwachen Contour-Check Einsatzgebiet Der Contour-Check ist einsetzbar für die Prüfung von Konturenmessgeräten nach der VDI/VDE- Richtlinie 2629 Blatt 1. Der Einsatz des Konturennormals ermöglicht dem Anwender die Einhaltung der Spezifikation des Konturenmessgerätes regelmäßig zu bestätigen. Beschreibung Der Grundkörper des Normals besteht aus Hartmetall auf dem hochpräzise, kalibrierte Maßverkörperungen und Formelemente angebracht sind. Gesamtlänge 185 mm mit 9 Formelementen 2 x Winkel 90 konvex 2 x Winkel 90 konkav 3 x Radius konvex 2 x Radius konkav Der Contour-Check wird mit einer Spannvorrichtung geliefert, mit der das Normal entsprechend der VDI- Richtlinie bei 0 und in 20 Schrägstellung gemessen werden kann. DKD-Kalibrierung Das Konturennormal wird grundsätzlich DKD-kalibriert ausgeliefert. Dabei wird die Messunsicherheit für jede Messgröße aufgabenspezifisch mit der Methode des Virtuellen KMG ermittelt. Die Methode der Kalibrierung mit Hilfe des Virtuellen KMG wurde von der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig entwickelt. DEUTSCHER KALIBRIERDIENST Kalibrierlaboratorium für die Messgröße Länge. Calibration laboratory for the measurand Length Akkreditiert durch die / accredited by the Akkreditierungsstelle des DKD bei der PHYSIKALISCH-TECHNISCHEN BUNDESANSTALT (PTB) Carl Zeiss 3D Metrology Services GmbH Bereich Kalibrierung Robert-Bosch-Straße 27 D Aalen DKD-K DKD-K- Kalibrierschein Kalibrierzeichen Calibration certificate Calibration mark Gegenstand Object Hersteller Manufacturer Typ Type Fabrikat/Serien-Nr. Serial number 02 Auftraggeber Customer Auftragsnummer Order No. Anzahl der Seiten des Kalibrierscheines Number of pages of the certificate 8 Dieser Kalibrierschein dokumentiert die Rückführung auf nationale Normale zur Konturennormal Darstellung der Einheiten in Übereinstimmung mit dem Internationalen Carl Zeiss 3D Metrology Services GmbH Einheitensystem (SI). Robert-Bosch-Strasse 27 Der DKD ist Unterzeichner der multi Aalen lateralen Übereinkommen der European cooperation for Accreditation (EA) und der International Laboratory Accreditation Ausführung für die taktile Antastung Cooperation (ILAC) zur gegenseitigen Anerkennung der Kalibrierscheine. Für die Einhaltung einer angemessenen Frist zur Wiederholung der Kalibrierung ist der Benutzer verantwortlich. Carl Zeiss 3D Metrology Services GmbH This calibration certificate documents the Robert-Bosch-Strasse 27 traceability to national standards, which Aalen realize the units of measurement according to the International System of Units (SI). The DKD is signatory to the multilateral agreements of the European co-operation for Accreditation (EA) and of the International Laboratory Accreditation Cooperation (ILAC) for the mutual recognition of calibration certificates. The user is obliged to have the object recalibrated at appropriate intervals. Datum der Kalibrierung Date of calibration Dieser Kalibrierschein darf nur vollständig und unverändert weiterverbreitet werden. Auszüge oder Änderungen bedürfen der Genehmigung sowohl der Akkreditierungsstelle des DKD als auch des ausstellenden Kalibrierlaboratoriums. Kalibrierscheine ohne Unterschrift und Stempel haben keine Gültigkeit. This calibration certificate may not be reproduced other than in full except with the permission of both the Accreditation Body of the DKD and the issuing laboratory. Calibration certificates without signature and seal are not valid. Stempel Datum Leiter des Kalibrierlaboratoriums Bearbeiter Seal Date Head of the calibration laboratory Person in charge Christoph Discher Andreas Kissinger Z 1 Z 2 Z 3 Z 4 Z 5 Z 6 Z 7 Z 8 Z 9 X1 X2 Konturennormal mit Spannvorrichtung in 20 Schrägstellung X3 X4 X5 12 X6 X7 X8

13 Aufspannen mit dem CARFIT CMB Baukasten System von Junker & Partner

14 Prüfkörper Messunsicherheitsermittlung Prüfmerkmalbezogene Ermittlung der Messunsicherheit und Prüfprozesseignung Multi-Feature-Check Der Multi-Feature-Check ist ein Verfahren zur Ermittlung der prüfmerkmalbezogenen Messunsicherheit und Prüfprozesseignung für nahezu alle in der Koordinatenmesstechnik vorkommenden Maß-, Form- und Lageabweichungen. Auf das jeweilige Koordinatenmessgerät bezogen können damit Messunsicherheiten ermittelt und eine Aussage über die Prüfprozesseignung abgeleitet werden. Anwendung Abhängig vom Teilespektrum des Anwenders können z.b. die folgenden Prüfmerkmale des universellen Prüfkörpers ausgewählt werden. Auf das jeweilige Koordinatenmessgerät bezogen können hierfür die Messunsicherheiten ermittelt und eine Aussage über die Prüfprozesseignung abgeleitet werden: Durchmesser, Länge, Winkel Geradheit, Ebenheit, Rundheit, Zylinderform Parallelität, Rechtwinkligkeit, Neigung, Position, Konzentrizität, Koaxialität, Symmetrie Rundlauf, Planlauf, Gesamtrundlauf, Gesamtplanlauf Lieferumfang Prüfkörper im Flightcase Aufspannvorrichtung und fünf Taster DKD-Kalibrierung CALYPSO Prüfplan für den Messablauf am Prüfkörper Praktisches Anwendungsbeispiel als Vorlage zur Ermittlung der Messunsicherheit bzw. Prüfprozesseignung Auf Anfrage kann der Prüfkörper auch aus anderen Materialien und in anderen Abmessungen ausgeführt werden. Bei der Anwendung dieses Verfahrens werden die Messunsicherheiten und die Prüfprozesseignung unter Berücksichtigung der aktuellen Temperaturen vor Ort, mit werkstückähnlichem Material und werkstückähnlichen Oberflächeneinflüssen realitätsnah ermittelt. Prüfkörper Kalibrierung Die Kalibrierung des Multi-Feature-Check Prüfkörpers wird in einem DKD-Kalibrierlabor durchgeführt, das für die Messung von prismatischen Werkstücken nach der PTB-Methode des Virtuellen KMG akkreditiert ist. 14

15 Beschreibung Herzstück des Multi-Feature-Checks ist ein universeller Prüfkörper, der aus einem zylindrischen Grundkörper mit verschiedenen Geometrieelementen besteht, wie sie an typischen Werkstücken mittlerer Größe vorkommen: zylindrische Bohrungen mit unterschiedlichen Durchmessern und Tiefen ein Lochkreis ein kurzer Kegel mit großem Öffnungswinkel und ein langer Kegel mit kleinem Öffnungswinkel drei ebene Flächen, von denen eine schräg verläuft Absatz- und Stirnflächen die zylindrische Oberfläche des Grundkörpers Die Geometrieelemente werden mit allgemein üblichen Fertigungsverfahren erzeugt. Deren Oberflächen entsprechen somit denen von Werkstücken. Das Material des Prüfkörpers ist Aluminium. Seine Oberfläche ist für ein besseres Verschleißverhalten gehärtet. Die Länge des Prüfkörpers ist 200 mm und der Durchmesser beträgt 100 mm. Software Multi-Feature-Check Der Multi-Feature-Check wird standardmäßig mit einem CALYPSO Prüfplan und einem DKD-Kalibrierschein ausgeliefert. Der Kalibrierschein enthält die Messwerte mit den zugeordneten Messunsicherheiten der im Prüfplan gemessenen Prüfmerkmale. Ihre Vorteile Messunsicherheit und Prüfprozesseignung für die unterschiedlichsten Messaufgaben auf KMG, daher universeller Einsatz Normenkonform, daher allgemein akzeptiert Prüfkörperbasiert, daher einfach, schnell und wirtschaftlich Prüfkörper aus werkstückähnlichem Material und Oberflächeneinflüssen, daher realitätsnahe Ergebnisse Kalibrierter Prüfkörper, daher rückführbar und genau 15

16 Wir beraten Sie gerne DE_66_020_001I Gedruckt in Deutschland. Änderungen in Ausführung und Lieferumfang sowie technische Weiterentwicklungen vorbehalten. Carl Zeiss 3D Metrology Services GmbH Konzept, Text und Gestaltung: Carl Zeiss 3D Metrology Services GmbH. Carl Zeiss 3D Metrology Services GmbH Aalen Tel: Fax: info@zeiss3d.de