zum Seiteninhalt

Physikalisch-Technische Bundesanstalt

TechnologietransferTechnologietransferpreis der IHK Braunschweig > 2004
Technologietransferpreis: 2004
Simulationsverfahren für die Fertigungsmesstechnik erhöht Produktivität

Der jährlich von der IHK Braunschweig ausgelobte Technologietransferpreis wurde zum vierten Mal seit 1985 wiederum Mitarbeitern der PTB zugesprochen. Der Preis bewertet neben hoher fachlicher Qualität insbesondere den mit dem Technologietransfer verbundenen wirtschaftlichen Erfolg bei den beteiligten Unternehmen.

Die Preisträger des Jahres 2004 sind seit mehreren Jahrzehnten auf dem Gebiet der dimensionellen Messtechnik, insbesondere mit Koordinatenmessystemen tätig. Mehrachsige,
3-dimensional messende Koordinatenmessysteme werden in vielen Schritten zur Qualitätssicherung von Produktionsprozessen eingesetzt, insbesondere im Maschinenbau und in der Automobilindustrie. Begründet in der Tradition des Werkzeugmaschinenbaus nehmen deutsche Hersteller dieser Koordinatenmesssysteme international eine Führungsrolle ein.

Das prämierte Verfahren bezieht sich auf die Anwendung von Computer gestützten Verfahren um das Verhalten von Koordinatenmessgeräten unter realen Arbeitsbedingungen zu simulieren. Es erlaubt erstmals die Angabe der Messunsicherheit für jeden vom Gerät bestimmten Messwert.

Koordinatenmessgeräte bestimmten dimensionelle Größen von wenigen Mikrometern bis zu mehreren Metern, letzteres zum Beispiel im Karosseriebau. Mit den steigenden Anforderungen an die Messgenauigkeit tritt seit Ende der 90er Jahre zunehmend die Frage der Messunsicherheit in den Vordergrund, denn reale Messysteme unterliegen Temperaturschwankungen, Abweichungen im Antastvorgang oder Führungsabweichungen. Eine geschlossene mathematische Darstellung aller Einflussgrößen ist nicht möglich.

Um diese Bestimmungsgrößen einer physikalischen Beschreibung zuzuführen, wurde in der Abteilung Fertigungsmesstechnik ein theoretisches Modell – auch als "virtuelles Koordinatenmessystem" bezeichnet – erstellt. Geeignete Analyseverfahren an ´realen Koordinatenmessgeräten´ unter Verwendung von PTB-Prüfkörpern als Normale ergeben die Parameter der Simulation. Alle Kenngrößen zusammen simulieren das Verhalten des Koordinatenmessgeräts im Rechner. Mittels eines Monte-Carlo-Zufallsverfahrens können sehr viele und verschiedene Zustände des Gerätes durchgespielt werden. Die Auswertung dieser virtuellen Messwerte ergibt dann eine verlässliche Aussage für die Messunsicherheit. Fehlbewertungen von Bauteilen können so vermieden werden und tatsächliche Fertigungstoleranzen gezielt ausgenutzt werden.

Der Nachweis der Praxistauglichkeit gelang in einer zweijährigen Testphase bei acht Messdienstleitern, an deren Ende eine Akkreditierung durch den DKD erfolgte. Das Softwarepaket ist seit 2003 ein Bestandteil des Produktportfolios zweier bedeutender deutscher Hersteller von Koordinatenmessgeräten. Der potentielle Markt liegt bei 25 000 Geräten allein in Deutschland.

Bei der Verleihung vor 200 geladenen Gästen wurden in den gut verständlich gehaltenen Vorträgen der Preisträger, insbesondere die Fähigkeit des Systems betont durch die Kenntnis der Messunsicherheit eine dem Herstellungsprozess angepasste Bewertungsschwelle für die Güte der Bauteile zu erhalten. Falsch negative Selektionen aufgrund zu enger Bewertungskriterien können fast vollständig vermieden werden. Die Produktivität des Herstellungsprozess steigt substantiell und die Mehrkosten des prämierten "Software-Add-On" amortisieren sich schnell. Staatssekretär Werner aus dem niedersächsischen Wirtschaftsministerium betonte in seiner Ansprache die Bedeutung der Region Hannover – Göttingen – Braunschweig als Forschungs- und Industriestandort. Durch PTB, Forschungsflughafen, TU, Fraunhofer Gesellschaft und viel weitere Institute hat Braunschweig bundesweit die höchste Dichte an Forschungskapazität pro Einwohner. Ein regionaler Technologietransfer-Arbeitskreis dient zur Bündelung der hier vorhandenen Energien.


© Physikalisch-Technische Bundesanstalt, letzte Änderung: 2012-05-10,  Seite drucken DruckansichtPDF-Export PDF