VDI VDE 2631 Blatt 2-2014 Form measurement - Verification of the signal transmission chain.pdf

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1、ICS 17.040.01, 19.060 VDI/VDE-RICHTLINIEN Juni 2014 June 2014 VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE VERBAND DER ELEKTROTECHNIK ELEKTRONIK INFORMATIONSTECHNIK Formprfung berprfung der Signalbertragungskette Form measurement Verification of the signal transmission chain VDI/VDE 2631 Blatt 2 / Part 2 Ausg. deuts

2、ch/englisch Issue German/English Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. The German version of this standard shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the English translation. VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik (GMA) Fachbereich F

3、ertigungsmesstechnik VDI/VDE-Handbuch Fertigungsmesstechnik VDI/VDE-Handbuch Produktionstechnik und Fertigungsverfahren, Band 1: Grundlagen und Planung Vervielfltigungauch fr innerbetrieblicheZweckenichtgestattet/Reproduction even for internalusenotpermittedFrhereAusgaben:12.01;06.13Entwurf,deutschF

4、ormereditions:12/01;06/13Draft,inGerman onlyZu beziehen durch/ AvailableatBeuthVerlagGmbH,10772 Berlin AlleRechtevorbehalten/ All rightsreservedVereinDeutscherIngenieuree.V.,Dsseldorf2014Inhalt Seite Contents Page Vorbemerkung . 2 Einleitung . 2 1 Anwendungsbereich . 2 2 Normative Verweise 3 3 Begri

5、ffe 3 4 Verfahren und Normale 4 4.1 Flicknormal, Vergrerungsnormal . 6 4.2 Kugelnormal mit Rundheitsabweichungen 6 4.3 Mehrwellennormal . 8 4.4 Endmastufen 10 4.5 Linearmastbe 10 5 Durchfhrung 10 5.1 Vorbereitung der Messung . 10 5.2 Wahl der Mess- und Auswertebedingungen 11 Schrifttum 12 Preliminar

6、y note . 2 Introduction 2 1 Scope . 2 2 Normative references . 3 3 Terms and definitions 3 4 Procedures and measurement standards 4 4.1 Flick standard, magnification standard 6 4.2 Ball standard with roundness deviations . 6 4.3 Multi-wave standard 8 4.4 Stepped gauge blocks 10 4.5 Linear scales 10

7、5 Practical implementation . 10 5.1 Preparation for measurement . 10 5.2 Selection of measurement and evaluation conditions . 11 Bibliography 12 B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCAB7EF88D9NormCD - Stand 2014-06 2 VDI/VDE 2631 Blatt 2 / Part 2 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.

8、V., Dsseldorf 2014 Vorbemerkung Der Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Beachtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richtlinie VDI 1000. Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, der Fotokopie, der elektronischen Verwendung und der bersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstn-dig, sin

9、d vorbehalten. Die Nutzung dieser VDI-Richtlinie ist unter Wah-rung des Urheberrechts und unter Beachtung der Lizenzbedingungen (www.vdi.de/richtlinien), die in den VDI-Merkblttern geregelt sind, mglich. Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieser VDI-Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt.

10、Preliminary note The content of this standard has been developed in strict accordance with the requirements and rec-ommendations of the standard VDI 1000. All rights are reserved, including those of reprint-ing, reproduction (photocopying, micro copying), storage in data processing systems and trans

11、lation, either of the full text or of extracts. The use of this standard without infringement of copyright is permitted subject to the licensing con-ditions specified in the VDI Notices (www.vdi.de/ richtlinien). We wish to express our gratitude to all honorary contributors to this standard. Einleit

12、ung Diese Richtlinie ist Bestandteil einer Folge von Blttern der Richtlinienreihe VDI/VDE 2631. Eine Liste der aktuell verfgbaren Bltter dieser Richtli-nienreihe ist im Internet abrufbar unter www.vdi.de/2631. Diese Richtlinie wurde im Fachausschuss Form-messtechnik“ der VDI/VDE-GMA erarbeitet. Die

13、gem dieser Richtline und VDI/VDE 2631 Blatt 4 bis Blatt 7 ermittelten Messwerte knnen in Regelkarten dokumentiert und zur Stabilittsber-wachung herangezogen werden. Beispiele fr Re-gelkarten enthlt VDI/VDE 2631 Blatt 8. Introduction This standard forms part of the series of standards VDI/VDE 2631. A

14、 catalogue of all available parts of this series of standards can be accessed on the internet at www.vdi.de/2631. This standard has been prepared by the Technical Committee “Form measurement technology” of the VDI/VDE-GMA. The measured values obtained as indicated in this standard and VDI/VDE 2631 P

15、art 4 to Part 7 can be recorded on control charts and used in stability monitoring. Examples of control charts may be found in VDI/VDE 2631 Part 8. 1 Anwendungsbereich Die Ermittlung der Empfindlichkeit der Signal-bertragungskette unter Bercksichtigung der spe-ziellen dynamischen Verhltnisse bei For

16、mmessge-rten ist eine grundlegende Aufgabe zur Sicherung vergleichbarer und rckverfolgbarer Messergebnis-se von Formmessungen. In dieser Richtlinie wer-den die prinzipielle Vorgehensweise und geeignete Normale zur Ermittlung der Empfindlichkeit der Signalbertragungskette von Formmessgerten beschrieb

17、en. Die Ermittlung der Empfindlichkeit der Signal-bertragungskette ist Teil der metrologischen Be-sttigung des Messgerts. Sie dient sowohl der Ermittlung des Anteils der Messabweichung durch die Signalbertragungskette als auch der Kalibrie-rung des Messgerts. Vorgehensweise und Normale sind sinngem

18、auch auf andere Messgerte anwendbar, z. B. auf Koordinatenmessgerte, wenn diese zu Formmes-sungen herangezogen werden. Diese Richtlinie gilt fr Formmessgerte. Bei Formmessungen auf Koordinatenmessgerten sind 1 Scope Determining the sensitivity of the signal transmis-sion chain while taking into acco

19、unt the special dynamic aspects of form-measuring instruments is a basic task aimed at securing comparable and traceable results from form measurements. This standard describes the principle procedure and suitable standards (artefacts) for determining the sensitivity of the signal transmission chain

20、 of form-measuring instruments. Determination of the sensitivity of the signal transmission chain forms part of the metrological confirmation of the measuring instrument. It is used for ascertaining the amount of measurement deviation in the signal transmission chain and also for calibrating the mea

21、suring instrument. The procedure and the measurement standards are also analogously applicable to other measuring instruments, for example, coordinate measuring machines if these are used for form measurements. This standard applies to form-measuring instru-ments. If form measurements are to be take

22、n using B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCAB7EF88D9NormCD - Stand 2014-06All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2014 VDI/VDE 2631 Blatt 2 / Part 2 3 zustzlich die Vorgaben von VDI/VDE 2617 Blatt 2.2 zu beachten. coordinate measuring machines (CMMs) then the provisions of

23、VDI/VDE 2617 Part 2.2 should be noted as well. 2 Normative Verweise / Normative references Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieser Richtlinie erforderlich: / The following referenced documents are indispen-sable for the application of this standard: DIN 1319-1:1995-01 Grundlag

24、en der Messtechnik; Teil 1: Grundbegriffe (Fundamentals of metrol-ogy; Part 1: Basic terminology) DIN EN ISO 10012:2004-03 Messmanagementsys-teme; Anforderungen an Messprozesse und Messmittel (ISO 10012:2003); Dreisprachige Fassung EN ISO 10012:2003 (Measurement management systems; Requirements for

25、meas-urement processes and measuring equipment (ISO 10012:2003); Trilingual version EN ISO 10012:2003) DIN EN ISO 12181-1:2011-07 Geometrische Pro-duktspezifikation (GPS); Rundheit; Teil 1: Begriffe und Kenngren der Rundheit (ISO 12181-1:2011); Deutsche Fassung EN ISO 12181-1:2011 (Geometrical produ

26、ct specifi-cations (GPS); Roundness; Part 1: Vocabulary and parameters of roundness (ISO 12181-1: 2011); German version EN ISO 12181-1:2011 DIN EN ISO 16610-21:2013-06 Geometrische Pro-duktspezifikation (GPS); Filterung; Teil 21: Li-neare Profilfilter: Gau-Filter (ISO 16610-21: 2011); Deutsche Fassu

27、ng EN ISO 16610-21: 2012 (Geometrical product specifications (GPS); Filtration; Part 21: Linear profile filters: Gaussian filters (ISO 16610-21:2011); German version EN ISO 16610-21:2012) VDI/VDE 2617 Blatt 2.2:2000-07 Genauigkeit von Koordinatenmessgerten; Kenngren und de-ren Prfung; Formmessung (A

28、ccuracy of coor-dinate measuring machines; Parameters and their reverification; Form measurement) VDI/VDE 2631 Blatt 1:1999-06 Formprfung; Grundlagen zur Bestimmung von Form- und Lageabweichungen (Form measurement; Prin-ciples for the measurement of geometrical de-viations). Berlin: Beuth Verlag VIM

29、, Internationales Wrterbuch der Metrologie (International Vocabulary of Metrology) 1 3 Begriffe Fr die Anwendung dieser Richtlinie gelten die Be-griffe nach DIN 1319-1, DIN ISO 10012-1 und die Festlegungen des VIM, Internationales Wrterbuch der Metrologie 1 sowie die folgenden Begriffe: Empfindlichk

30、eit Quotient der nderung der Anzeige eines Messsys-tems und der entsprechenden nderung im Wert einer Messgre. VIM, Abschnitt 4.12 Anmerkung 1: Die Empfindlichkeit eines Messsystems kann vom Wert der Messgre abhngen. VIM, Abschnitt 4.12 Anmerkung 2: Die nderung im Wert der Messgre muss im Vergleich z

31、ur Auflsung gro sein. VIM, Abschnitt 4.12Formabweichungsnormal Normal mit definierten Formabweichungen. Beispiel: Abweichung von der Rundheit oder der Geradheit Justierung (Justierung eines Messsystems) Menge von Ttigkeiten, die an einem Messsystem ausgefhrt werden, sodass dieses festgelegte An-3 Te

32、rms and definitions For the purposes of this standard, the terms and definitions as per DIN 1319-1, DIN ISO 10012-1, the definitions given in VIM and following terms and definitions apply: Sensitivity (sensitivity of a measuring system) The change in an indication of a measuring system divided by th

33、e corresponding change in the value of a quantity being measured. VIM, Section 4.12, sensitivity of a measuring system Note 1: The sensitivity of a measuring system can depend on the value of the quantity being measured. VIM, Section 4.12, sensitivity of a measuring system Note 2: The change in the

34、value of the quantity being meas-ured must be large in comparison with the resolution. VIM, Section 4.12, sensitivity of a measuring system Form deviation standard Measurement standard with defined form devia-tions. Example: deviation from roundness or straightness Adjustment (adjustment of a measur

35、ing system) Set of operations carried out on a measuring system so that it provides prescribed indications corre-B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCAB7EF88D9NormCD - Stand 2014-06 4 VDI/VDE 2631 Blatt 2 / Part 2 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2014 zeigen liefer

36、t, die Werten einer zu messenden Gr-e entsprechen. VIM, Abschnitt 3.11, Justierung eines Messsystems Anmerkung 1: Zu den Justierungsarten gehren : Nullpunktjustierung eines Messsystems Offset-Justierung Kennwertjustierung (manchmal auch Verstrkungsjustie-rung genannt). in Anlehnung an VIM, Abschnitt

37、 3.11, Jus-tierung eines Messsystems Anmerkung 2: Justierung eines Messsystems sollte nicht mit Kalibrierung verwechselt werden, die eine Voraussetzung fr Justierung ist. VIM, Abschnitt 3.11, Justierung eines Messsystems Anmerkung 3: Nach der Justierung eines Messsystems muss das Messsystem fr gewhn

38、lich neu kalibriert werden. VIM, Abschnitt 3.11, Justierung eines Messsystems Anmerkung 4: Bei der Justierung erfolgt ein Eingriff in das Messgert. LSCI (Least Squares Mean Reference Circle, Referenzkreis der kleinsten Abweichungsquadrate) Kreis, bei dem die Summe der Quadrate der rtli-chen Rundheit

39、sabweichungen ein Minimum ist. DIN EN ISO 12181-1, Referenzkreis der kleinsten Abweichungsquadrate Messbestndigkeit Eigenschaft eines Messgerts, entsprechend der seine metrologischen Eigenschaften zeitlich kon-stant bleiben. VIM, Abschnitt 4.19 Anmerkung: Messbestndigkeit kann auf verschiedene Weise

40、 quantifiziert werden als: Beispiel 1: Dauer eines Zeitintervalls, ber das eine metrologi-sche Eigenschaft sich um einen vorgegebenen Be-trag verndert Beispiel 2: nderung einer Eigenschaft ber ein vorgegebenes Zeitintervall VIM, Abschnitt 4.19 Prfung Feststellen, inwieweit ein Formmessgert eine For-

41、derung erfllt. in Anlehnung an DIN 1319-1 Signalbertragungskette Folge von Elementen eines Messgerts oder einer Messeinrichtung, die den Weg des Messsignals von der Aufnahme der Messgre bis zur Bereitstellung der Ausgabe bildet. Anmerkung: Die Signalbertragungskette von Formmessger-ten ist in Bild 1

42、 von VDI/VDE 2631 Blatt 1 dargestellt. sponding to the values of a quantity to be measured. VIM, Section 3.11, adjustment of a measuring system Note 1: Types of adjustment include: zero adjustment of a measuring system offset adjustment span adjustment (sometimes also called gain adjustment). accord

43、ing to VIM, Section 3.11, adjustment of a measur-ing system Note 2: Adjustment of a measuring system should not be confused with calibration which is a prerequisite for adjust-ment. VIM, Section 3.11, adjustment of a measuring system Note 3: After an adjustment of a measuring system the meas-uring s

44、ystem will usually need to be recalibrated. VIM, Section 3.11, adjustment of a measuring system Note 4: Adjustment involves an intervention in the measuring instrument. LSCI (least squares mean reference circle, reference circle of minimum deviation squares) Circuit in wich the sum of the squares of

45、 the devia-tions from roundness is a local minimum. ISO 12181-1, reference circle of minimum devia-tion squares Measurement stability (stability of a measuring instrument) The property of a measuring instrument by which its metrological properties remain constant over time. VIM, Section 4.19, stabil

46、ity of a measuring instrument Note: Measurement stability can be quantified in several ways: Example 1: the duration of a time interval over which a metro-logical property changes by a stated amount Example 2: the change in a property over a stated time interval VIM, Section 4.19, stability of a mea

47、suring instrument Testing Determining the extent to which a form-measuring instrument meets a requirement. adapted from DIN 1319-1 Signal transmission chain Series of elements of a measuring instrument or a measuring device which forms the path of the measurement signal from picking up the measured

48、quantity until provision of the output. Note: The signal transmission chain of form-measuring in-struments is shown in Figure 1 of VDI/VDE 2631 Part 1. 4 Verfahren und Normale Die Signalbertragungskette eines Formmessgerts transformiert in einem dynamischen Prozess das wirkliche Profil des Geometrie

49、elements in das er-fasste Profil. Am erfassten Profil erfolgt die Bewer-4 Procedures and measurement standards The signal transmission chain of a form-measuring instrument transforms the real profile of the geo-metrical element into the traced profile, doing so by a dynamic process. Geometrical deviations, for B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCAB7EF88D9NormCD - Stand 2014-06All rights reserved Verei