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Virtuelles Knautschen

05.05.2000

Neues Computerprogramm berechnet Unsicherheit bei 3-D-Messungen

Ein an der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig entwickeltes Verfahren geht jetzt in den Praxistest: In einem Industrieprojekt soll das "Virtuelle Koordinatenmeswgerät" erprobt werden. Ausgerüstet mit einer neuen Software, dürfen Koordinatenmessgeräte etwas, was andere Messgeräte nicht dürfen: das Objekt beeinflussen und sogar gezielt verformen - allerdings nur virtuell. Dabei entstehen gleichzeitig mit der eigentlichen Messung genaue Daten zur Messunsicherheit des jeweiligen Gerätes. Das neue Verfahren stößt in der Industrie auf großes Interesse.

Wenn in der Autoindustrie ein Motorblock gemessen werden soll, dann tritt häufig ein Koordinatenmessgerät in Aktion. Es ist in der Lage, auch komplizierte dreidimensionale Objekte zu überprüfen - beispielsweise auf Fehler bei der Herstellung. Dabei sollte das Messgerät selber möglichst keine Fehler produzieren. Doch es ist unmöglich, fehlerfreie Messgeräte herzustellen. So hilft nur eines: die Messunsicherheit des Gerätes genau zu ermitteln. Dies ist bei den meisten Messgeräten kein Problem, war aber bei Koordinatenmessgeräten bisher so kompliziert, dass die meisten Anwender darauf verzichteten. Nun wird dieser Vorgang radikal vereinfacht: Mit der neuen Software, die in der PTB entwickelt wurde, berechnet ein Koordinatenmessgerät seine eigene Unsicherheit schon bei der eigentlichen Messung.

Zunächst tastet das Gerät mit seinem Messkopf die Oberfläche des Objektes, beispielsweise eines Zylinders, ab und errechnet die Koordinaten im Raum. Es entsteht eine Wolke aus einzelnen Punkten, die das Programm zu einem virtuellen Objekt (im Beispiel: einem Zylinder) verbindet. Gleichzeitig beginnt die Software damit, mögliche Störeinflüsse zu simulieren, so dass der virtuelle Zylinder vielfach verknautscht wird, und errechnet daraus die Messunsicherheit.

Um die neue Software in der Praxis zu erproben, hat sich die PTB jetzt mit mehreren Partnern aus der Industrie zusammengetan: mit zwei Herstellern und acht Anwendern von Koordinatenmessgeräten. Mitte nächsten Jahres wollen die Anwender - darunter zwei große Automobilhersteller - genug Erfahrung gesammelt haben, um für diesen Bereich die Akkreditierung des Deutschen Kalibrierdienstes (DKD) zu bekommen. Per DKD-Kalibrierschein können sie dann für jedes Werkstück nachweisen: Wir wissen, dass die Messgeräte, mit denen wir arbeiten, Fehler machen - aber wir können jetzt einschätzen, wie groß diese Fehler sein können.

Weitere Informationen: Dr. Heinrich Schwenke, Telefon: (05 31) 592-5320, E-Mail: heinrich.schwenke@ptb.de Fachlaboratorium "Koordinatenmessgeräte"