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Physikalisch-Technische Bundesanstalt

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Groß und genau
Referenzwand für die Charakterisierung von mobilen 3D-Messsystemen

Mobile 3D-Messsysteme werden in der Fertigung und Montage von großen Komponenten z. B. in der Luft- und
Raumfahrtindustrie oder im Anlagenbau eingesetzt. Mit der neuen Referenzwand der PTB kann die messtechnische Leistungsfähigkeit dieser 3D-Messsysteme erstmals richtlinienkonform mit hoher Genauigkeit geprüft werden. Auch Kunden der PTB können diese Einrichtung nutzen.

Neuer Messraum mit montierter Referenzwand (links) aus thermisch stabilen Kohlefaser-Verbundstäben

Lasertracker sind mobile, optische 3DKoordinatenmesssysteme, die in vielen Bereichen der Industrie zur Bestimmung von Maß, Form und Lage großer Bauteile eingesetzt werden. Hierbei wird die Position eines Retro-Reflektors im Raum durch Kombination der laserbasierten Distanzmessung (Abstand Lasertracker – Retro-Reflektor) mit zwei Winkelmessungen (Azimut- und Elevationswinkel des Messkopfes bei Nachführung des Laserstrahls) ermittelt. Die Messunsicherheit der Systeme hängt von einer Reihe von Einflussfaktoren ab. Hierzu zählen Abweichungen der drei Messachsen für Abstand, Horizontal- und Vertikalrichtung von ihrer idealen Ausrichtung sowie Formabweichungen der Retroreflektoren. Diese Abweichungen überlagern sich je nach Position eines Messpunktes unterschiedlich, sodass eine Aussage zur Messunsicherheit auf der Grundlage der Einzelabweichungen schwer möglich ist. Eine einfache Methode zur Prüfung der Genauigkeit besteht jedoch in der Messung kalibrierter Referenzkörper.

In der PTB wurde zu diesem Zweck eine Referenzwand mit bis zu 12 m langen Prüfkörpern für Lasertracker aufgebaut. Die Prüflängen sind mit temperaturstabilen Maßverkörperungen aus kohlefaserverstärktem Kunststoff realisiert und spannungsfrei an der Wand gelagert. Die erweiterte Messunsicherheit (k = 2) der verschiedenen verkörperten Prüflängen beträgt weniger als 5 μm. Die Prüfung für Lasertracker orientiert sich an der Normenreihe DIN EN ISO 10360 über Annahme- und Bestätigungsprüfungen für klassische Koordinatenmessgeräte und ermöglicht eine Aussage über die Einhaltung der maximal zulässigen Längenmessabweichung. Die Durchführung und Auswertung der Messungen sind in der neuen Richtlinie VDI/VDE 2617 Blatt 10 beschrieben. Indem die Prüflängen von verschiedenen Standpunkten im Messraum aus gemessen werden, ist der Test gleichwertig zu einer Prüfung der Lasertracker innerhalb eines großen Messvolumens von 10 m × 6 m × 3 m. Dienstleister wie auch Anwender von Lasertrackern können die Referenzwand in der PTB nutzen, um Lasertracker eigenverantwortlich hinsichtlich der spezifizierten Genauigkeit zu prüfen und/ oder die Längenmessunsicherheit eines Systems unter industrieähnlichen Umgebungsbedingungen zu bestimmen.

Ansprechpartner:

Klaus Wendt
Fachbereich 5.3 Koordinatenmesstechnik
Telefon: (0531) 592-5323
E-Mail: klaus.wendt@ptb.de

Wissenschaftliche Veröffentlichung:

Komornik, I. et al.: Test Location for Traceability of Laser Trackers, LVM Conference, Manchester, 16th November 2011


© Physikalisch-Technische Bundesanstalt, letzte Änderung: 2013-03-12, Volker Großmann Seite drucken DruckansichtPDF-Export PDF