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Fertigungskette von Si-Kugeln und interferometrische Bestimmung des Kugelvolumens

ISO-Norm zur Prüfung von optischen 3D-Koordinatenmesssystemen veröffentlicht

26.11.2021

Die veröffentlichte Norm ISO 10360-13 beschreibt erstmals Annahme- und Bestätigungsprüfungen für optische 3D-Koordinatenmesssysteme (3D-KMS), wie sie im Produktionsumfeld, z. B. in der Automobilindustrie für Messungen an Autokarosserien eingesetzt werden. Diese Messysteme ohne messende Verfahrachsen werden häufig beim robotergestützten Messen eingesetzt und nutzen meist das Messverfahren der strukturierten Beleuchtung. Dabei werden mehrere Ansichten des Messobjekts z. B. mit Hilfe von Marken zu einem Messergebnis zusammengesetzt.

Die in der Norm beschriebenen Prüfungen umfassen neben der von anderen Koordinatenmessgeräten und -systemen bekannten Ermittlung von Antastabweichungen P (Probing Errors) und Längenmessabweichungen E (Length Measurement Errors) auch Tests zur Ermittlung von Verzerrungen des Messvolumens und von Ebenheitsabweichungen. Unterschieden wird zwischen Tests im Sensormessvolumen (SMV) und im zusammengesetzten (concatenated) Messvolumen (CMV) sowie zwischen Tests mit einer einzelnen Ansicht (Single View, SV) und Tests mit mehreren Ansichten (Multiple View, MV).

Bei der Prüfung der Längenmessabweichung wird die volumetrische Längenmessabweichung EVol im zusammengesetzten Messvolumen mit mehreren Ansichten ermittelt. Volumetrische Längenmessabweichung bedeutet dabei, dass gemessene Abstände zwischen eingepassten Geometrien, also z. B. Kugelmittenabstände mit Kalibrierwerten verglichen werden.

Die Antastabweichungen werden durch Messungen an Kugeln im Sensormessvolumen ermittelt, wobei Form- und Durchmesserabweichungen ausgewertet werden. Die Norm schreibt die Ermittlung der Antastabweichungen mit einer einzelnen und mit mehreren Ansichten vor. Außerdem wird zwischen der Auswertung von allen Messpunkten und von 95 % der Messpunkte unterschieden.

Zur Ermittlung der Verzerrung des Messvolumens wird der Dispersion Error DCC mit Hilfe einer Kugelhantel ermittelt, die in 12 Stellungen im Sensormessvolumen zu messen ist.

Zur Ermittlung der Ebenheitsabweichung (Flat Form Dispersion Error) DForm wird im Sensormessvolumen ein Ebenheitsnormal in sechs Stellungen gemessen.

An der Erstellung der Norm waren deutsche Hersteller und Anwender von optischen 3D-KMS und die PTB beteiligt. Die PTB hat diese Arbeiten in Deutschland koordiniert und die Ergebnisse in das internationale Normungsgremium ISO TC 213 eingebracht.

Die deutsche Version der Norm wird Anfang 2022 erscheinen.

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