In dieser Arbeit werden Verfahren zur automatisierten, geometriebasierten Messablauferzeugung und 3D-Datenauswertung für Multisensor-Koordinatenmessgeräte vorgestellt, die eine intelligente Unterstützung des Anwenders ermöglichen. Neben Algorithmen zur Aufbereitung von CAD-Modellen liegt der Fokus der Arbeiten auf automatisierten Verfahren zur Berechnung von Sollpunkten auf CAD-Modellen, die eine Datenerfassung mit unterschiedlichen Sensoren erlauben. Hierbei muss auch die Sensorpositionierung berücksichtigt werden, mögliche Kollisionen erkannt sowie Strategien zur automatischen Umfahrung bereitgestellt werden. Darüber hinaus werden intelligente Verfahren zur Auswertung der Messpunkte vorgestellt, wobei ein besonderes Augenmerk auf große Messpunktwolken, die beispielsweise bei Anwendung der Computertomographie entstehen, gelegt wird.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die Mikro- und Nanomesstechnik wird vorangetrieben durch die stetigen Fortschritte der Fertigungstechnik. Die Messaufgaben für Mikro- und Nanomesssysteme sind geprägt von zunehmend sinkenden Strukturgrößen und Miniaturisierung der Merkmale bei zugleich zunehmender Dimensionalität. Hochauflösende Messinstrumente und Techniken zur Qualitätssicherung im Mikro- und Nanometerbereich erfordern sowohl quantitative, dimensionale Messungen mit Nanometergenauigkeit als auch Messungen über große Messbereiche, um die Nanotechnologie zu einer industriellen Nutzung zu führen.
Weißlichtinterferometrie und Rasterkraftmikroskopie sind zwei wichtige Messverfahren der Mikro- und Nanomesstechnik. Allerdings sind ihre Messbereiche begrenzt. Es ist von großer Bedeutung, dass die Messbereiche bis zu mehreren Millimetern erweitert werden, um die heutigen metrologischen Herausforderungen zu erfüllen. Die vorliegende Arbeit zeigt das Vorgehen für die großflächige Topografiemessung mit hoher Strukturauflösung mittels Weißlichtinterferometrie und Rasterkraftmikroskopie.
Ein Weißlichtinterferenzmikroskop wurde in die Nanopositionier- und Nanomessmaschine (NMM-1) zur großflächigen Topografiemessung auch ohne Überlappungsfelder integriert. Der Messaufbau, die Einmessstrategie, die Charakterisierung der metrologischen Eigenschaften, die Korrektur von Kippungen bzw. Drehung des Sensors um die lateralen Achsen und die vertikale Achse und eine experimentelle Untersuchung zur Verifizierung der Messstrategie werden aufgezeigt.
Ein neues metrologisches Rasterkraftmikroskop für gleichzeitige Messung der Biegung, Torsion und Position des Cantilevers mit verbesserter Signalqualität, welches ebenfalls in die NMM-1 für großflächige Topografiemessungen integriert wurde, wird vorgestellt. Dabei werden der Messaufbau, die Einmessstrategie, die Charakterisierung, die Messunsicherheit und Applikationsmessungen wie Stufenhöhenmessung, Gitterabstandsbestimmung und großflächige Messungen gezeigt.
Aktualisiert: 2022-04-14
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4. vollständig überarbeitete Auflage
Es gibt heute kaum ein Werkstück, dessen Gestaltparameter mit Koordinatenmess geräten nicht messbar sind.
Die universelle Einsetzbarkeit der Geräte ermöglicht ein weites Einsatzgebiet dieser Technik, erhöht jedoch dadurch zwangsläufig die Komplexität der Handhabung.
Der große Umfang der gerätespezifischen Bedienungssoftware auf der einen Seite und die vielfältigen theoretischen Überlegungen für ein zielgerichtetes Bearbeiten von Mess aufgaben auf der anderen Seite führen
dazu, dass Messergebnisse, die mit dem selben Koordinatenmessgerät an demselben Werkstück unter vergleichbaren Umgebungs bedingungen bestimmt wurden, deutlich voneinander abweichen können.
Um die Vergleichbarkeit von Messergebnissen zu erhöhen, ist es daher – neben einer fundierten AUKOMAusbildung – notwendig, den Bedienern der Koordinatenmess
geräte Vorgehensweisen zur Verfügung zu stellen, mit denen Sie Messstrategien (inkl. Aufspannung, Bezugsfestlegung, Antastung, Auswertung und Ergebnisdarstellung) detail liert definieren und dokumentieren können. Hier leistet dieses Buch der ZEISS Metrology Academy einen wertvollen Beitrag
Aktualisiert: 2023-03-15
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Es wird die Erarbeitung der Grundlagen, die Entwicklung und Untersuchung eines robusten, genauen, hochfrequent fokusabstandsmodulierten, konfokalen Punktsensors sowie dessen Integration und Validierung in einem Nanokoordinatenmesssystem beschrieben. In Kombination mit einer fasergekoppelten konfokalen Beleuchtung und Detektion, einer regelbaren, akustisch getriebenen Gradientenindex-Flüssigkeitslinse (TAG-Linse) sowie zweier innovativer Varianten einer Kollimationsmodulation zur Modulation des axialen Fokusabstandes und einer für die Konfokalmikroskopie neuartigen Signalauswertung mit Lock-in-Verstärker wird der Einsatz des Sensors in einer kontinuierlich lateral abtastenden Arbeitsweise mit konstantem Arbeitsabstand (engl. constant distance scanning mode) mithilfe eines Nanokoordinatenmesssystems anhand - im Bereich der Nanometrologie - großflächiger Messungen gezeigt. Daraus resultiert eine signifikante Steigerung der Genauigkeit, respektive eine Reduktion der Messunsicherheit sowie der Messzeit unter Beibehaltung der bekannten Vorteile des konfokalen Messprinzips.
Aktualisiert: 2021-09-09
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In diesem Buch werden die verschiedenen Aspekte der funktions-, fertigungs- und vor allem auch prüfgerechten Bemaßung und Tolerierung von Werkstücken aufgezeigt. Weiterhin wird ein Überblick über das internationale System der ISO-GPS-Normen gegeben (inklusive der Unterschiede zur ASME-Normung). Hierbei wird auch auf erweiterte Möglichkeiten zur Definition der Messstrategie in der technischen Zeichnung eingegangen. Ferner werden 14 Regeln zur prüfgerechten Tolerierung hergeleitet und erklärt.
Aktualisiert: 2023-03-15
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ZEISS stellt sich erfolgreich und zuverlässig der Herausforderung des medizinischen Fortschritts mit innovativen Produktentwicklungen in der Medizintechnik. Die Entwicklung ist u. a. gekennzeichnet durch fortschreitende Miniaturisierung
und Präzision. Dadurch steigen auch die Ansprüche an die Geometrie- und Oberflächeneigenschaften der meist komplexen Formelemente weiter an. Demzufolge nimmt die Notwendigkeit hochgenauer maßlicher Prüfung zur Verifizierung dieser Eigenschaften rapide zu.
Aktualisiert: 2023-03-15
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In dieser Arbeit werden Verfahren zur automatisierten, geometriebasierten Messablauferzeugung und 3D-Datenauswertung für Multisensor-Koordinatenmessgeräte vorgestellt, die eine intelligente Unterstützung des Anwenders ermöglichen. Neben Algorithmen zur Aufbereitung von CAD-Modellen liegt der Fokus der Arbeiten auf automatisierten Verfahren zur Berechnung von Sollpunkten auf CAD-Modellen, die eine Datenerfassung mit unterschiedlichen Sensoren erlauben. Hierbei muss auch die Sensorpositionierung berücksichtigt werden, mögliche Kollisionen erkannt sowie Strategien zur automatischen Umfahrung bereitgestellt werden. Darüber hinaus werden intelligente Verfahren zur Auswertung der Messpunkte vorgestellt, wobei ein besonderes Augenmerk auf große Messpunktwolken, die beispielsweise bei Anwendung der Computertomographie entstehen, gelegt wird.
Aktualisiert: 2023-03-31
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Im Buch werden die technischen Grundlagen der heute verfügbaren Multisensor-Koordinatenmesstechnik umfassend und anschaulich erläutert. Der Schwerpunkt liegt auf optischen, taktilen und Röntgentomografie-Sensoren.
Aktualisiert: 2021-03-10
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Aktualisiert: 2022-06-04
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Messen ist das halbe Leben
Aktualisiert: 2020-06-18
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Die rasanten Entwicklungen der letzten Jahre insbesondere in der Halbleitertechnik und in verschiedenen Präzisionstechnologien erfordern immer präzisere Fertigungsprozesse, die bis an die physikalischen Grenzen vordringen. Deshalb wurde am Institut für Prozessmess- und Sensortechnik der Technischen Universität Ilmenau die Nanopositionier- und Nanomessmaschinen (NPM-Maschine) entwickelt. Eine wesentliche Hauptkomponente einer solchen NPM-Maschine ist eine Spiegelecke, deren messtechnische Parameter insbesondere Ebenheit und Orthogonalität die Voraussetzungen für ein erfolgreiches metrologisches Korrekturkonzept der NPM-Maschine sind. Die Fertigungstoleranzen limitieren die Ebenheit der Spiegelflächen der Spiegelecke und deren Winkellage zueinander. Die vorliegende Arbeit konzentriert sich daher auf die Entwicklung neuer Methoden zur hochpräzisen Bestimmung der Formabweichungen aller drei Messflächen einer Spiegelecke und der Orthogonalitätsabweichungen zwischen den Messspiegeln im montierten Zustand. Mit Hilfe der ermittelten systematischen Abweichungen der Spiegelflächen können in der Folge alle Messergebnisse entsprechend korrigiert werden. Aufgrund der Mess- und Korrekturverfahren sinken die Anforderungen an die Fertigungstoleranzen, wodurch künftig auch der Einsatz kostengünstigerer Spiegelecken in NPM-Maschinen ermöglicht wird.
Aktualisiert: 2021-02-09
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Ein praxisnaher Simulator zur Ermittlung der Messunsicherheit von Prüfmerkmalen, entwickelt von der PTB in Zusammenarbeit mit namhaften Herstellern, hat die Phase der Pilotanwender verlassen und ist dabei, die Ergebnisse von Messungen auf Koordinatenmessgeräten auf eine vertrauenswürdige Basis zu stellen.
Unter dem Namen »Virtuelles KMG« hat der Anwender jetzt die Möglichkeit, die mit seinem real existierenden Koordinatenmessgerät erzielbaren Messunsicherheiten für Prüfmerkmale, wie sie z.B. bei Maß-, Form- und Lagetoleranzen vorkommen, zu bestimmen.
Das Buch gibt einen Überblick zur derzeitigen in der Normung festgeschriebenen Definition der Genauigkeit von Koordinatenmessgeräten und die hierfür geltenden Umgebungsbedingungen. Es zeigt mit vielen Illustrationen den Einfluss typischer Komponentenabweichungen des KMG auf die Ergebnisse bestimmter Messaufgaben und führt damit zum Kernthema, dem Virtuellen KMG.
Was man als möglicher Anwender vom Messprozess-Simulator »Virtuelles KMG« wissen sollte, wird in allgemein verständlicher Form behandelt:
– Was steckt hinter dem Virtuellen KMG?
– Welche Parameter benutzt ein VKMG zur Berechnung der Unsicherheit?
– Wie werden diese Parameter erfasst und weshalb?
– Wie sieht das Ergebnis der Kalibrierung eines KMG aus?
– Wie sieht das Ergebnis von Simulationen der Messunsicherheit von Prüfmerkmalen aus?
– Wie kann der Anwender die Erkenntnisse aus den Simulationen zur Optimierung von Messstrategien nutzen?
Anhand typischer Beispiele der Optimierung durch den Anwender werden die Möglichkeiten zum gezielten Verändern der Anzahl und Position der Antastpunkte, der Tastergeometrie, der Aufspannung usw. aufgezeigt.
Inhalt:
– Genauigkeitsangaben für KMG
– KMG-Abweichungen von der Idealgeometrie
– Auswirkungen der KMG-Abweichungen auf die Messergebnisse
– Ein Werkzeug zur Ermittlung der Messunsicherheit: Das »Virtuelle Koordinatenmessgerät«
– Messunsicherheit eines Prüfmerkmals
– Ein Prüfkörper zur Ermittlung der Messunsicherheit
– Prüfkörper zur Überprüfung der KMG-Geometrie genauer betrachtet
Aktualisiert: 2022-06-22
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Die Koordinaten- und Formmesstechnik, ein grundlegendes Verfahren der Fertigungsmesstechnik, stellt eine geometrische Prüfung vor, während und nach der Bearbeitung eines Werkstücks sicher.
Das Buch geht besonders auf die Messstrategie ein. Dargestellt wird die Messaufgabeninterpretation auf der Basis von Normen, die Vorgehensweise des Prüfplaners und die Auswertung der Koordinatenwerte. Weitere Themen sind Geräte- und Messgenauigkeit sowie Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen.
" ... ein empfehlenswertes Nachschlagewerk und Lehrbuch für jeden, der sich mit dem Gebiet der Koordinatenmesstechnik befasst."
MM Maschinenmarkt
Aktualisiert: 2023-04-18
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Im Titel ) werden die technischen Grundlagen der heute verfügbaren Multisensor-Koordinatenmesstechnik umfassend und anschaulich erläutert. Der Schwerpunkt liegt auf optischen, taktilen und Röntgentomografie-Sensoren, aber auch wichtige Aspekte der Messgerätetechnik und Anwendung sowie der Genauigkeit und Wirtschaftlichkeit werden intensiv betrachtet.
Aktualisiert: 2019-06-17
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Der medinzinische Fortschritt geht einher mit innovativen Produktentwicklungen in der Medizintechnik, z.B. bei unterschiedlichsten Implantaten und Instrumenten. Die Entwicklung ist u. a. gekennzeichnet durch fortschreitende Miniaturisierung und Präzision. Dadurch steigen auch die Ansprüche an die Geometrie- und Oberflächeneigenschaften der meist komplexen Formelemente weiter an. Demzufolge nimmt die Notwendigkeit hochgenauer maßlicher Prüfung zur Verifizierung dieser Eigenschaften rapide zu.
Carl Zeiss stellt sich erfolgreich und zuverlässig dieser Herausforderung. Selbst ein bedeutender Hersteller sowohl von Medizintechnik als auch von Mess- und Prüftechnik hat Carl Zeiss ein hohes Wissen im Bereich der industrielle Fertigung von Medizingeräten und -produkten.
Hierzu werden in diesem Buch messtechnische Lösungen für die Medizintechnik vorgestellt und ihr Einsatz erklärt. Dabei wird auf die notwendigen Messgeräte und die aufgabengerechte Sensorik genauso eingegangen wie auf die Herausforderungen der automatisierten 100%-Vollkontrolle. Es werden Methoden zur Überprüfung der Verlässlichkeit der Messergebnisse und Evaluation der Prüfprozessgüte angesprochen und es wird auf die dafür notwendigen Vorgehensweisen detailliert eingegangen.
Die erweiterten Vorschriften für Medizingeräte und Produkte durch die FDA bzw. andere Behörden stellen hohe Ansprüche an die verwendete Messtechnik und an die elektronische Messergebnisdokumentation. Dies wird am Ende des Buches ausführlich angesprochen; im Anhang folgen einfach anwendbare Checklisten zu den Vorschriften laut 21 CFR Teil 11.
Aktualisiert: 2019-09-30
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Aktualisiert: 2023-04-04
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Aktualisiert: 2020-02-01
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Eine technische Zeichnung (bzw. ein CAD-Datensatz) muss alle relevanten Angaben enthalten, um eine sichere Funktion, eine kostengünstige Produktion und eine zuverlässige Prüfung eines Werkstücks zu gewährleisten. Eine gute technische Zeichnung ist also funktionsgerecht, fertigungsgerecht und prüfgerecht.
Mit den GPS-Normen – und insbesondere mit den neusten Änderungen in der Normung – wurde eine umfassende formale Beschreibungssprache für geometrische Vorgaben an ein Produkt geschaffen. Damit lassen sich die genannten Anforderungen in einer technischen Zeichnung eindeutig, aufgabengerecht und vollständig umsetzen.
Deshalb werden in diesem Buch die verschiedenen Aspekte der funktions-, fertigungs- und vor allem auch prüfgerechten Bemaßung und Tolerierung von Werkstücken aufgezeigt. Weiterhin wird ein Überblick über das internationale System der GPS-Normen gegeben. Hierbei wird auch auf erweiterte Möglichkeiten zur Definition der Messstrategie in der technischen Zeichnung eingegangen. Weiterhin werden 14 Regeln zur prüfgerechten Tolerierung hergeleitet und erklärt.
Aktualisiert: 2020-07-27
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