Aachen, Techn. Hochsch., Thesis (doctoral), 2000.

Zugl.: Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2007.

Ilmenau, Techn. Universiẗat, Diss., 1996.

Zugl.: Bremen, Univ., Diss., 2008

Zugl.: Saarbrücken, Univ., Diss., 2005

Zugl.: Karlsruhe, Universiẗat, Diss., 2008.

Zugl.: Erlangen, Nürnberg, Univ., Diss., 2009

Die Ermittlung des Paarungsmaßes von zylindrischen Oberflächen ist für die Steuerung und Regelung von Fertigungsprozessen von Bedeutung. Sie beruht dabei auf der Zuordnung von idealen anliegenden Geometrieelementen an die erfassten Oberflächenpunkte des Zylinders. Die Erfassung der zylindrischen Oberfläche sollte nach den Kriterien erfolgen, die der körperlichen Paarungslehrung entsprechen. Vorraussetzung für die Erfassung von zylindrischen Oberflächen zur Ermittlung des Paarungsmaßes ist die Festlegung einer Erfassungsstrategie. Durch die Erfassung müssen die höchsten Profilpunkte auf der Oberfläche bereitgestellt werden, an denen sich das ideale anliegende Geometrieelement ausrichtet. Eine Erfassungsstrategie erfordert die Festlegung der Größe und Form des Antastelementes, des Messpunktabstandes und der Lage der Messpunkte auf der zylindrischen Oberfläche. Informationen für diese Festlegung können nach einem neuen Ansatz aus der Oberflächengestalt ermittelt werden. In Abhängigkeit der kleinsten Krümmungsradien der Rauheit, der Welligkeit und Form werden die Form und Größe des Antastelementes, der Messpunktabstand und die Lage der Messpunkte auf der Oberfläche festgelegt.

Die Ermittlung des Paarungsmaßes von zylindrischen Oberflächen ist für die Steuerung und Regelung von Fertigungsprozessen von Bedeutung. Sie beruht dabei auf der Zuordnung von idealen anliegenden Geometrieelementen an die erfassten Oberflächenpunkte des Zylinders. Die Erfassung der zylindrischen Oberfläche sollte nach den Kriterien erfolgen, die der körperlichen Paarungslehrung entsprechen. Vorraussetzung für die Erfassung von zylindrischen Oberflächen zur Ermittlung des Paarungsmaßes ist die Festlegung einer Erfassungsstrategie. Durch die Erfassung müssen die höchsten Profilpunkte auf der Oberfläche bereitgestellt werden, an denen sich das ideale anliegende Geometrieelement ausrichtet. Eine Erfassungsstrategie erfordert die Festlegung der Größe und Form des Antastelementes, des Messpunktabstandes und der Lage der Messpunkte auf der zylindrischen Oberfläche. Informationen für diese Festlegung können nach einem neuen Ansatz aus der Oberflächengestalt ermittelt werden. In Abhängigkeit der kleinsten Krümmungsradien der Rauheit, der Welligkeit und Form werden die Form und Größe des Antastelementes, der Messpunktabstand und die Lage der Messpunkte auf der Oberfläche festgelegt.

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.