VDI VDE 2617 Blatt 12 1-2011 Accuracy of coordinate measuring machines - Characteristics and their checking - Acceptance and reverification tests for tactile CMM measuring microgeo.pdf

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1、VEREINDEUTSCHERINGENIEUREVERBAND DERELEKTROTECHNIKELEKTRONIKINFORMATIONSTECHNIKGenauigkeit von KoordinatenmessgertenKenngren und deren PrfungAnnahme- und Besttigungsprfungen fr Koordinaten-messgerte zum taktilen Messen von MikrogeometrienAccuracy of coordinate measuring machinesCharacteristics and t

2、heir testingAcceptance and reverification tests for tactile CMM measuring microgeometriesVDI/VDE 2617Blatt 12.1 / Part 12.1Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishVDI/VDE-Handbuch FertigungsmesstechnikVDI-Handbuch Produktionstechnik und Fertigungsverfahren, Band 3: BetriebsmittelInhalt SeiteVorbem

3、erkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . 32 Begriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 Funktionsbeschreibung . . . . . . . . . . . . 63.1 Piezoresistiver Taster . . . . . . . . . .

4、 . . 63.2 Taktil-optischer Taster . . . . . . . . . . . . 73.3 Ultraschall-Schwingtaster . . . . . . . . . . 83.4 Induktiver Taster mit Festkrpergelenken . 94 Annahme- und Besttigungsprfung des Koordinatenmessgerts . . . . . . . . . . 94.1 berblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94.2 Prfung d

5、es gesamten Messvolumens . . . 104.3 Prfung von Teilbereichen des Messvolumens . . . . . . . . . . . . 155 Annahme- und Besttigungsprfung des Messkopfsystems . . . . . . . . . . . . . 155.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . 155.2 Messeinrichtung . . . . . . . . . . . . . . . 155.3 Verfahren

6、 . . . . . . . . . . . . . . . . . 165.4 Auswertung. . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 bereinstimmung mit den Spezifikationen . . 177 Anwendungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . 187.1 Annahmeprfung . . . . . . . . . . . . . . 187.2 Besttigungsprfung. . . . . . . . . . . . . 187.3 Zwischenprfu

7、ng . . . . . . . . . . . . . . 18Anhang A Allgemeine Hinweise . . . . . . . . . 20Anhang B Normale . . . . . . . . . . . . . . . . 21Schrifttum. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24Contents PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Introduction . . . . . . . . . . . . . . . .

8、 . . . . 21 Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Terms and definitions . . . . . . . . . . . . . 43 Functional description . . . . . . . . . . . . . 63.1 Piezo-resistive probe . . . . . . . . . . . . . 63.2 Tactile-optical probe . . . . . . . . . . . . 73.3 Ultrasonic vibrating probe

9、 . . . . . . . . . . 83.4 Inductive probe with flexures. . . . . . . . 94 Acceptance and reverification tests of the coordinate measuring machine . . . . 94.1 Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94.2 Testing of the entire measuring volume. . . 104.3 Testing of partial measuring volumes .

10、 . . . . . . . . . . . . 155 Acceptance and reverification tests of the probing system . . . . . . . . . . . . . 155.1 Basic principles . . . . . . . . . . . . . . 155.2 Measuring equipment. . . . . . . . . . . . . 155.3 Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165.4 Analysis. . . . . . . . . .

11、 . . . . . . . . . 166 Compliance with the specifications. . . . . . 177 Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187.1 Acceptance test . . . . . . . . . . . . . . . . 187.2 Reverification test. . . . . . . . . . . . . . . 187.3 Interim check . . . . . . . . . . . . . . . . . 18Annex A Gener

12、al guidance . . . . . . . . . . . . 20Annex B Material standards. . . . . . . . . . . . 21Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Vervielfltigung auchfr innerbetrieblicheZwecke nichtgestattet / Reproduction evenfor internal use not permittedFrhere Ausgabe: 02.09Entwurf, deutsch Forme

13、r edition: 02/09Draft, in GermanonlyZubeziehen durch /Available at BeuthVerlag GmbH,10772 Berlin AlleRechtevorbehalten /All rights reserved Verein Deutscher Ingenieuree.V.,Dsseldorf 2011VDI/VDE-RICHTLINIENICS 17.040.30 Mrz 2011 March 2011Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. The Ge

14、rman version of this guideline shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the English trans-lation.VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik (GMA)Fachbereich FertigungsmesstechnikB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04Alle Re

15、chte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e. V., Dsseldorf 2011 2 VDI/VDE 2617 Blatt 12.1 / Part 12.1VorbemerkungDer Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Be-achtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richt-linie VDI 1000.Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, der Fotokopie, der ele

16、ktronischen Verwendung und der bersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstndig, sind vorbehalten. Die Nutzung dieser VDI-Richtlinie ist unter Wahrung des Urheberrechtes und unter Beachtung der Lizenz-bedingungen (www.vdi-richtlinien.de), die in den VDI-Merkblttern geregelt sind, mglich.Allen, die e

17、hrenamtlich an der Erarbeitung dieser VDI-Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt.EinleitungIn der Richtlinienreihe VDI/VDE 2617 sind Kenn-gren fr die Genauigkeit von Koordinatenmessge-rten (KMG) festgelegt und Verfahren zu ihrer Pr-fung beschrieben. Die Richtlinienreihe besteht zur-zeit aus folgen

18、den Blttern:Blatt 2.1 Leitfaden zur Anwendung von DIN EN ISO 10360-2 zur Prfung von Lngen-maenBlatt 2.2 FormmessungBlatt 2.3 Annahme- und Besttigungsprfung von Koordinatenmessgerten groer Bauart Blatt 4 Leitfaden zur Anwendung von DIN EN ISO 10360-3 fr Koordinaten-messgerte mit zustzlichen Drehachse

19、n Blatt 5 berwachung durch PrfkrperBlatt 5.1 berwachung mit KugelplattenBlatt 6.1 Koordinatenmessgerte mit optischer Antastung; Leitfaden zur Anwendung von DIN EN ISO 10360 fr Koordina-tenmessgerte mit optischen Sensoren fr laterale StrukturenBlatt 6.2 Leitfaden zur Anwendung von DIN EN ISO 10360 fr

20、 Koordinatenmessgerte mit optischen Abstandssensoren Blatt 6.3 Koordinatenmessgerte mit Multisenso-rikBlatt 7 Ermittlung der Unsicherheit von Messungen auf Koordinatenmessgerten durch SimulationBlatt 8 Prfprozesseignung von Messungen mit KoordinatenmessgertenPreliminary noteThe content of this guide

21、line has been developed in strict accordance with the requirements and recom-mendations of the guideline VDI 1000.All rights are reserved, including those of reprinting, reproduction (photocopying, micro copying), storage in data processing systems and translation, either of the full text or of extr

22、acts.The use of this guideline without infringement of copyright is permitted subject to the licensing condi-tions specified in the VDI notices (www.vdi-richt-linien.de).We wish to express our gratitude to all honorary con-tributors to this guideline.IntroductionThe series of guidelines VDI/VDE 2617

23、 specifies characteristics to describe the accuracy of coordinate measuring machines (CMMs), and describes meth-ods for checking these characteristics. The series of guidelines presently consists of the following parts:Part 2.1 Code of practice for the application of DIN EN ISO 10360-2 for length me

24、as-urement Part 2.2 Form measurementPart 2.3 Acceptance and reverification tests for coordinate measuring machines of large dimensionsPart 4 Guideline for the application of DIN EN ISO 10360-3 for coordinate measuring machines with additional axes of rotationPart 5 Interim check with artefactsPart 5

25、.1 Interim check with ball platesPart 6.1 Coordinate measuring machines with optical probing; Code of practice for the application of DIN EN ISO 10360 to co-ordinate measuring machines with opti-cal sensors for lateral structuresPart 6.2 Guideline for the application of DIN EN ISO 10360 to coordinat

26、e meas-uring machines with optical distance sensors Part 6.3 Coordinate measuring machines with multiple probing systemsPart 7 Estimation of measurement uncertainty of coordinate measuring machines by means of simulationPart 8 Test suitability of measurements with coordinate measuring machinesB55EB1

27、B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e. V., Dsseldorf 2011 VDI/VDE 2617 Blatt 12.1 / Part 12.1 3 Blatt 9 Annahme und Besttigungsprfung von Gelenkarm-Koordinatenmessgerten Blatt 10 Annahme- und Besttigungsprfung von Lasertracker

28、nBlatt 11 Ermittlung der Unsicherheit von Mes-sungen auf Koordinatenmessgerten durch Messunsicherheitsbilanzen Blatt 12.1 Annahme- und Besttigungsprfungen fr Koordinatenmessgerte zum taktilen Messen von MikrogeometrienBlatt 13 Leitfaden zur Anwendung von DIN EN ISO 10360 fr Koordinatenmessgerte mit

29、CT-SensorenAnmerkung 1: Im Rahmen der Richtlinienreihe VDI/VDE 2617 sind mehrere Bltter verfgbar, weitere sind in Arbeit. Die einzel-nen Bltter der Richtlinienreihe gliedern sich in eine Ordnungs-struktur ein. Eine Liste der aktuell verfgbaren sowie geplanten Bltter dieser Richtlinienreihe sowie der

30、en Strukturierung sind im Internet unter www.vdi-richtlinien.de/2617 abrufbar. Anmerkung 2: In den bis 1999 verffentlichten Blttern dieser Richtlinienreihe wird vielfach der Begriff Messunsicherheit“ ver-wendet, wo nach der jetzt gltigen Definition im Internationalen Wrterbuch der Metrologie (VIM) 1

31、 der Begriff Messabwei-chung“ zu verwenden ist. Bei der Anwendung dieser Bltter muss also der Begriff Messunsicherheit“ in der Regel durch Messab-weichung“ ersetzt werden.Die Norm DIN EN ISO 10360-1 enthlt Begriffe fr die Annahme- und die Besttigungsprfung von Ko-ordinatenmessgerten. Die Beurteilung

32、 der Leis-tungsfhigkeit von Koordinatenmessgerten ist in DIN EN ISO 10360-2 und DIN EN ISO 10360-5 be-schrieben. Diese Normen sind vornehmlich fr Koor-dinatenmessgerte in kartesischer Bauart erarbeitet worden. 1 AnwendungsbereichDiese Richtlinie beschreibt Verfahren zur Prfung der Leistungsfhigkeit

33、von taktilen Koordinaten-messgerten unterschiedlicher Bauarten und Fabri-kate fr die Messung von Mikrogeometrien. Unter Mikrogeometrien werden dabei in der Regel Geome-trien mit Abmessungen von wenigen m bis ca. 1 mm verstanden. Die in der Richtlinie beschriebenen Kenngren dienen der Spezifikation v

34、on Koordina-tenmessgerten sowie dem Vergleich unterschiedli-cher Koordinatenmessgerte. Sie gilt fr: Annahmeprfungen zur Prfung des KMG und seines Messkopfs entsprechend den Angaben des Herstellers, Besttigungsprfungen zur turnusmigen Pr-fung des KMG und seines Messkopfs durch den Betreiber undPart 9

35、 Acceptance and reverification tests for articulated arm coordinate measuring machines Part 10 Acceptance and reverification tests for laser trackersPart 11 Determination of the uncertainty of measurement for coordinate measuring machines using uncertainty budgets Part 12.1 Acceptance and reverifica

36、tion tests for tactile CMMs measuring microge-ometriesPart 13 Guideline for the application of DIN EN ISO 10360 for coordinate measuring machines with CT sensorsNote 1: The VDI/VDE 2617 series of guidelines comprises several parts, and further parts are to be published. The numbering of the individu

37、al parts follows a classification structure. A list of all cur-rently available, and planned, parts of this series of guidelines as well as information on the structure can be downloaded from www.vdi-richtlinien.de/2617. Note 2: In the parts of this series of guidelines published until 1999, the ter

38、m “uncertainty of measurement” is often used where, accor-ding to the currently valid definition of the International Vocabulary of Basic and General Terms in Metrology (VIM) 1, the term “error of measurement” ought to be used. Therefore, when using these parts of the guideline, “uncertainty of meas

39、urement” must usually be replaced by “error of measurement”.The standard DIN EN ISO 10360-1 contains termi-nology used in the context of acceptance and reveri-fication testing of coordinate measuring machines. The assessment of the performance of coordinate measuring machines is described in DIN EN

40、ISO 10360-2 and DIN EN ISO 10360-5. These stan-dards primarily apply to coordinate measuring ma-chines that perform measurements a Cartesian coor-dinate system.1 ScopeThis guideline describes procedures for testing the performance of tactile coordinate measuring ma-chines (CMMs) of various types and

41、 makes, which are used for measuring microgeometries. As a rule, “microgeometries” are understood to be geometries whose dimensions range between few m and ap-proximately 1 mm. The characteristics described in this guideline serve for specifying coordinate meas-uring machines and for comparing vario

42、us coordinate measuring machines. The guideline applies to: acceptance tests for testing the CMM and its prob-ing system in accordance with the manufacturers specifications, reverification tests for periodic testing of the CMM and its probing system by the user, and B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F

43、09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e. V., Dsseldorf 2011 4 VDI/VDE 2617 Blatt 12.1 / Part 12.1 Zwischenprfungen zur berwachung des KMG und seines Messkopfs durch den Betreiber zwi-schen den Besttigungsprfungen.Es werden taktile Koordinatenmessgerte

44、 fr die Messung von Mikrogeometrien erfasst, die aufgrund der geringen Abmessungen des Tastelements bzw. des Tasterschafts nicht mit den in DIN EN ISO 10360-2, DIN EN ISO 10360-5 und VDI/VDE 2617 Blatt 2.1 beschriebenen Verfahren und Maverkrperungen geprft werden knnen. Im Re-gelfall sind das KMG, d

45、eren Tastelementdurchmes-ser kleiner oder gleich 0,3 mm oder deren Taster-schaft krzer als 5 mm ist.Die Richtlinie beschreibt die Prfung von KMG bei der Messung von Einzelpunkten. Scannende Messun-gen, Messungen mit Drehtisch oder selbstzentrie-rende Antastung werden nicht erfasst.Die ermittelten Ke

46、nngren gelten nur fr den Mess-modus, mit dem sie ermittelt wurden.Die Richtlinie beschreibt die Prfung von KMG mit Einzeltastern. Bei einer Prfung von KMG mit Mehr-fachtastern ist der in ISO 10360-5 (2011) beschrie-bene Test sinngem anzuwenden. Die Prfung optischer Koordinatenmessgerte fr die Messun

47、g von Mikrogeometrien soll in einer separa-ten Richtlinie VDI/VDE 2617 Blatt 12.2 erfasst wer-den, die zu einem spteren Zeitpunkt erstellt wird. Derzeit sollten diese Gerte in Anlehnung an VDI/VDE 2617 Blatt 6.1 und Blatt 6.2 geprft werden.2 BegriffeFr die Anwendung dieser Richtlinie gelten die fol-

48、genden Begriffe:Antastabweichung Form (PF)Spannweite der radialen Abweichungen der Mess-punkte von der durch Minimierung der Abwei-chungsquadrate (Gau-Verfahren mit freiem Radius) der Antastpunkte berechneten Ausgleichskugel.Dies entspricht der Differenz zwischen maximalem und minimalem Abstand von

49、Antastpunkten zum Mittelpunkt der Ausgleichskugel.Antastabweichung Ma (PS)Abweichung der Anzeige bei der Bestimmung des Durchmessers einer kugelfrmigen Maverkrpe-rung durch ein Koordinatenmessgert.Lngenmessabweichung bei Nutzung eines auskragendem Tasters (EL)(falls das KMG diese Anordnung zulsst) interim checks for inspection of the CMM and its probing system by the user between reverification tests.