Transcript Wissen, wie gut man wirklich misst - FEINMESS GmbH & Co KG

Wissen, wie gut
man wirklich misst
Kalibrierte Werkstücke helfen
Prüfprozesse zu optimieren
„Wie geeignet ist mein Prüfprozess eigentlich?“ – Dieser Frage müssen sich
die Zulieferer und Hersteller besonders in der Automobil-Industrie nicht
zuletzt aus Wettbewerbsgründen stellen. Dabei geht es unter anderem um die
Berücksichtigung der Messunsicherheiten, die sich entweder sehr aufwändig
(z. B. nach GUM) unter Beachtung einer ganzen Reihe von Einflussfaktoren nur
abschätzen, oder deutlich wirtschaftlicher durch den Einsatz eines kalibrierten
realen Werkstücks, bestimmen lassen. Der Ruf nach solchen realen und im DKD
kalibrierten Werkstücken für den Nachweis der Prüfprozesseignung wird daher
immer lauter und ist bereits in einschlägigen Normen und Richtlinien, wie der VDA
5 und anderen festgehalten. Dieser Beitrag führt die Erkenntnisse rund um das
„Virtuelle KMG“ (siehe QZ-Ausgabe 03/2005) in der Praxis weiter.
Dieser Artikel ist erschienen
in QZ 09/2005
in Zusammenarbeit mit
www.pr-service.net
Der Weg zum kalibrierten Werkstück
Einen
MESS
Einsatz
einfacheren und verlässlichen Weg verspricht der
von
kalibrierten
Werkstücken,
um
vorhandene
Prozesse besser zu analysieren und zuverlässige Werte für
die „Fähigkeit“ des Messgerätes zu erhalten. Im Entwurf der
VDI/VDE 2617 Blatt 8 – Prüfprozesseignung von Messungen
mit Koordinatenmessgeräten – heißt es: „Die experimentelle
Ermittlung der Messunsicherheit wird nach ISO/TS 155303 bzw. DIN 32881-3 durch mehrfache Messung mit nur
einem kalibrierten Werkstück durchgeführt. Der Einfluss der
Werkstückeigenschaften wird separat abgeschätzt. Ein Teil
davon kann durch Messungen an mehreren unkalibrierten
Serienteilen erfasst werden.“
Die
Ermittlung
der
Prüfprozesseignung
ergibt
für
die
Praxis wichtige Entscheidungshilfen für die einzusetzende
Messtechnik und eine Bewertung, ob die vorhandene
Messtechnik für das jeweils zu messende Werkstück taugt.
Experten wissen: Die goldene Regel der Messtechnik
Dieser Aspekt ist gerade beim Einsatz preiswerter Fertigungs-
(Verhältnis der Messunsicherheit zur Toleranz 1:10) bei immer
KMG für die laufende Fertigungskontrolle entscheidend.
enger
ist
Grundlage für diese Prüfprozesseignung ist das Virtuelle
nicht einfach bzw. manches Mal unmöglich. Die Unkenntnis
werdenden
KMG der Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) in
der Einflussfaktoren, die sich in einer jeweils individuellen
Braunschweig (OVCMM – siehe QZ-Ausgabe 03/05), um ein
Messunsicherheit bezogen auf jedes Messmerkmal darstellen,
reales Werkstück in einem vom Deutschen Kalibrierdienst
kann in der Praxis zur Fehlentscheidungen führen. Außerdem
(DKD) akkreditierten Labor kalibrieren zu können mit dem
lassen sich keine Aussagen über die Prüfprozesseignung
Anwender erstmals eine Messunsicherheit für ihren Prozess
der
ermitteln können.
eingesetzten
Fertigungstoleranzen
Messtechnik
und
die
einzuhalten,
systematischen
Unsicherheitsbeiträge treffen. Ein Grund beispielsweise für
die Automobil-Industrie, in der neuen VDA 5-Richtlinie die
Das erste akkreditierte DKD-Labor, das auch die Entwicklung
sogenannte Prüfprozesseignung (PPE) festzuschreiben. Denn
mit der PTB als Pilotanwender gegangen ist, ist die FEINMESS
schließlich sollen die zugelieferten Teile aus aller Welt beim
GmbH & Co.KG in Bad Endbach. Im FEINMESS-Labor
Zusammenbau perfekt passen und auch über die geplante
(klassifizierter Feinmessraum nach VDI/VDE 2627) findet
Lebensdauer funktionstüchtig bleiben.
sich ein Leitz-KMG vom Typ PMM 12106, das mittels einer
Zerodurplatte für das Zusammenspiel mit dem „Virtuellen
Aber mit herkömmlichen Methoden wie Abschätzung und
Wiederholungsmessungen
ist
es
sehr
kompliziert
KMG“ kalibriert wurde.
und
langwierig, diese Messunsicherheit verlässlich zu ermitteln.
Einflussfaktoren sind u. a. das Messmittel und die verwendete
Der Kalibrierschein gibt Aufschluss
Vorrichtung, die angewandte Messstrategie, das Objekt
selbst, werkstückbedingt streuende Eigenschaften, aberMESS
Um ein Werkstück zu kalibrieren und für die Prüfprozesseignung
auch die Umweltbedingungen, unter denen gemessen wird,
einzusetzen, benötigt das DKD-Labor die Kenntnis über
und der Mensch, der die Messung durchführt. Außerdem
die genaue Kalibrieraufgabe sowie die Messstrategie, die
unterscheiden sich in den meisten Fällen die Ergebnisse der
in Absprache mit dem Kunden oder nach seinen Vorgaben
Referenzmessungen von den Resultaten der fertigungsnahen
definiert wird. Anhand dieser Rahmenbedingungen kalibriert
bzw. fertigungsintegrierten Messtechnik.
FEINMESS das jeweilige Bauteil des Kunden.
aus der laufenden Produktion von mehreren Werkern z. B.
jeweils 20 Mal auf dem betriebseigenen KMG bzw. spezieller
Messeinrichtungen gemessen werden.
Mit Hilfe der Excel-Vorlage der VDI/VDE 2617 Blatt 8
können die übernommenen Messdaten merkmalsbezogen
ausgewertet werden. Für jedes Merkmal wie „Symmetrie der
Flügelschlitzebene zum Lagerdurchmesser“ oder „Planlauf der
Fläche am Laufdurchmesser“ wird ein Messprotokoll erzeugt,
aus dem der Anwender seinen Messprozess bewerten kann.
Gelistet sind hier die Messungen mit Datum und Uhrzeit, Prüfer,
die Werte des kalibrierten Werkstücks und die der produzierten
Teile. FEINMESS hat für die QUINDOS-Software (Hexagon
Metrology GmbH in Wetzlar, ehemals Leitz Messtechnik
GmbH) entsprechende Auswerteprozeduren erstellt, um für
die Prüfprozesseignung von KMG dieses Auswertung zu
automatisieren.
Am Ende der Messungen steht ein „amtliches Zeugnis“, der
Weniger Diskussion – mehr Sicherheit
DKD-Kalibrierschein. Hierin sind unter einem Kalibrierzeichen
Aus dem Verhältnis der ermittelten erweiterten Messunsicherheit
alle relevanten Angaben zu finden, die Aufgabe und WerkstückMESS
charakterisieren. Gegenstand, Hersteller, Typ, Seriennummer
zur Toleranz (gpp) für das Prüfmerkmal, ergibt sich unter
und Auftraggeber sind ebenso gelistet wie Auftragsnummer
Berücksichtigung
und Datum der Kalibrierung.
(Verhältnis der maximal zulässigen Messunsicherheit zur
Der Kalibrierschein dokumentiert außerdem textlich und
Toleranz), ob der Prüfprozess geeignet ist oder nicht. Wenn hier
bildlich das verwendete Kalibrierverfahren, das KMG und seine
grünes Licht (PPE geeignet: JA) gegeben wird, ist der bewertete
Kalibrierung sowie Angaben zur Hard- und Software. Unter dem
Prüfprozess okay. Kommt die Untersuchung zu einem negativen
Punkt Messbedingungen sind die Aufspannung des Werkstücks
Ergebnis, hat der Anwender Kriterien an der Hand, seinen
und die verwendete Tasterkonfiguration beschrieben. Es folgen
Prüfprozess entsprechend zu optimieren und Verbesserungen
Angaben zur Bestimmung des Werkstück-Koordinatensystems
einzuleiten. Mit dieser zielgerichteten Fehlersuche und der
und die Beschreibung der Kalibrieraufgabe. Messstrategie,
sich erübrigenden meist spekulativen Diskussion, wo denn
Berechnungsmethode und Umweltbedingungen sind ebenfalls
die Ungenauigkeiten liegen, sieht Schwehn entscheidende
gelistet. Damit ist die geforderte Eindeutigkeit gegeben.
Vorteile: „Das spart dem Anwender Zeit und Kosten. Außerdem
Am Ende stehen die eigentlichen Messergebnisse und die
kann man mit dieser Vorgehensweise Aussagen treffen, ob bei
jeweiligen Messunsicherheiten.
einem neuen Produkt die gewählte Messtechnik geeignet ist.
des
vorgegebenen
Grenzwertes
Gpp
Kunden, die heute bereits DKD-kalibrierte Werkstücke nutzen,
„Mit diesen kalibrierten Werkstücken sind unsere Kunden
befinden sich damit auf dem Weg, den schon die ISO 9000
erstmals in der Lage, die spezifischen Messunsicherheiten
fordert: Der Nachweis der Prüfprozesseignung.
ihrer KMG- Messungen oder anderer Messeinrichtungen
zu
qualifizieren
und
Prüfprozesseignung
damit
der
eine
Aussage
verwendeten
über
die
Messtechnik
zu
treffen“, sagt Dipl.-Ing. Carsten Schwehn, DKD-Laborleiter
bei FEINMESS. „Spekulative Diskussionen erübrigen sich
dadurch zukünftig.“ Um die PPE in der Praxis feststellen zu
können, sollte das DKD-kalibrierte Bauteil sowie Werkstücke
Das FEINMESS DKD-Labor
Die
MESS
FEINMESS
GmbH
&
Co.
KG,
Das FEINMESS Dienstleistungsspektrum
Gesellschaft
fürMESS
Kalibierungen
Qualitätssicherung und Messtechnik mit Sitz in Bad Endbach-
DKD-Kalibierung von Werkstücken, Vorrichtungen,
Bottenhorn (Hessen), bietet seit 1993 ihr Dienstleistungen auf
Einstellmeistern usw. auf Kooridnaten-Messgeräten
dem Gebiet der Koordinatenmesstechnik an. Anfang 2003
Kalibierung von Lehrzahnrädern und Verzahnungsnormalen
wurde das Unternehmen von der PTB zugelassen als erstes
usw.
DKD-Labor für die Kalibrierung prismatischer Werkstücke auf
KMG’s. Dazu verfügt FEINMESS über einen klimatisierten
Auftragsmessungen
Feinmessraum (klassifiziert nach VDI/VDE 2627) und ein
Lohnmessungen an Geometrien aller Art
hochgenaues KMG vom Typ Leitz PMM 12106 mit einer
Serienmessungen
Längenmessabweichung (MPE E) von 0,8 + L/400 (L in mm).
Erstellung von Erstmuster-Prüfberichten
Messungen gegen CAD sowie Reverse Engineering
Zum Leistungsspektrum gehören neben den DKD-Kalibrierungen, Lohn- und Auftragsmessungen und die Erstellung
Prüfmittel-Überwachung
von Erstmuster-Prüfberichten, die Prüfmittelüberwachung,
Überwachung und Kalibrierung von KMG
Kalibrierung von Einstellmeistern, Lehren, Verzahnungen,
Korrektur (VFK, CAA) von KMG
sowie die Überwachung, Kalibrierung und Korrektur von KMG
Messraum-Überwachung von Klassifizierung nach
sowie die Messraum-Klassifizierung beim Kunden vor Ort.
VDI/VDE Richtlinie 2627
Prüfmittel-Überwachung nach VDI/VDE/DGQ 2618
Aus der Praxis heraus liefert FEINMESS die Software toEMPB
für die Umsetzung von QUINDOS-Messergebnisse in Excel-
Messprogramme und Schulungen
Tabellen (auch die PPE-Auswertung!) und FEINTEMP, das
Programm-Erstellung in QUNINDOS
Temperatur- und Feuchte-Messsystem zur Überwachung und
Schulungen in QUINDOS
Klassifizierung von Messräumen nach VDI 2627. Die Erstellung
Konvertierung von Messprogrammen:
von QUNIDOS-Messprogrammen und Schulung in dieser
UMESS nach QUINDOS
Software gehört ebenfalls dazu.
Ihr Ansprechpartner:
Dipl.-Ing. Carsten Schwehn
Leiter des DKD-Labors
FEINMESS GmbH & Co.KG
Bergstraße 3
D-35080 Bad Endbach - Bottenhorn
Tel. 0 64 64 / 63 57
Fax 0 64 64 / 63 56
[email protected]
www.feinmess.com