VDI VDE 2631 Blatt 8-2013 Form measurement - Stability monitoring of form measuring systems.pdf

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1、 ICS 17.040.01, 19.060 VDI/VDE-RICHTLINIEN September 2013 VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE VERBAND DER ELEKTROTECHNIK ELEKTRONIK INFORMATIONSTECHNIK Formprfung Stabilittsberwachung von Formmessgerten Form measurement Stability monitoring of form measuring systems VDI/VDE 2631 Blatt 8 / Part 8 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 authori-tative. 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-Handbuch Produktionstechnik und Fertigungsverfahren Band 3: Betriebsmittel Vervielfltigungauch fr innerbetrieblicheZwecke nichtgestattet/Reproduction even for internalusenotpermittedFrhereAusgabe:09.05;07.12Entwurf,deutschFormeredition:

4、09/05;07/12Draft,in German onlyZubeziehendurch/AvailableatBeuthVerlagGmbH,10772BerlinAlleRechtevorbehalten/ All rightsreservedVereinDeutscherIngenieuree.V.,Dsseldorf2013Inhalt Seite Contents Page Vorbemerkung . 2 Einleitung . 2 1 Anwendungsbereich . 2 2 Normative Verweise 3 3 Begriffe 3 4 Vorbereitu

5、ng der Stabilittsberwachung 3 4.1 Referenzteil 3 4.2 Auswahl der zu berwachenden Merkmale . 4 4.3 Stichprobengre . 4 4.4 Eingriffsgrenzen . 4 4.5 Prfintervall . 5 5 Durchfhrung der Stabilittsberwachung . 6 6 Dokumentation und Bewertung der Messergebnisse 6 7 Beispiele 6 Schrifttum 20 Preliminary not

6、e . 2 Introduction 2 1 Scope . 2 2 Normative references . 3 3 Terms and definitions 3 4 Preparation for stability monitoring 3 4.1 Reference part 3 4.2 Selection of the features to be monitored . 4 4.3 Sample size 4 4.4 Action limits 4 4.5 Inspection interval . 5 5 Performing stability monitoring 6

7、6 Documentation and evaluation of the measurement results 6 7 Examples . 6 Bibliography 20 B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCDB7EF87D9NormCD - Stand 2013-09 2 VDI/VDE 2631 Blatt 8 / Part 8 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2013 Vorbemerkung Der Inhalt dieser Rich

8、tlinie 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, sind vorbehalten. Die Nutzung dieser VDI-Richtlinie ist u

9、nter 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. Preliminary note The content of this standard has been

10、 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 translation, either of the full text or of extracts. The us

11、e 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. Einleitung Das vorliegende Blatt 8 ist Bestandteil einer Folg

12、e Blttern der Richtlinienreihe VDI/VDE 2631. Eine Liste der aktuell verfgbaren Bltter dieser Richtlinienreihe ist im Internet abrufbar unter www.vdi.de/2631. Introduction This Part 8 is a constituent of the series of stan-dards VDI/VDE 2631. A catalogue of all available parts of this series of stand

13、ards can be accessed on the Internet at www.vdi.de/2631. 1 Anwendungsbereich In dieser Richtlinie sind Mglichkeiten zur ber-wachung der Stabilitt von Formmessgerten be-schrieben. Die berwachung der Stabilitt ist not-wendig zur Beurteilung des Langzeitverhaltens eines Messprozesses. Sie dient dem Nac

14、hweis gleichbleibend richtiger Messergebnisse. Dazu werden Beispiele aufgezeigt und einige der Kenngren dokumentiert, die in VDI/VDE 2631 Blatt 2 und Blatt 4 bis Blatt 7 erlutert sind. Stabilittsberwachung beinhaltet das Durchfhren von zeitlich geplanten Messungen am Aufstellort zum Nachweis der mes

15、stechnischen Eigenschaften innerhalb vorgegebener Grenzwerte. Die Doku-mentation der Messergebnisse in Regelkarten (Ur-wertkarten) ist die Darstellung der messtechni-schen Eigenschaften ber der Zeit. Falls notwendig ermglicht sie das gezielte Eingreifen zum Erhalt dieser Eigenschaften. Diese Richtli

16、nie gilt fr Formmessgerte. Bei Formmessungen auf Koordinatenmessgerten ist zustzlich VDI/VDE 2617 Blatt 2.2 zu beachten.Die Formbltter in Abschnitt 7 drfen als Vorlage fr die betriebsinterne Nutzung kopiert werden. 1 Scope This standard describes the available options for monitoring the stability of

17、 form measuring sys-tems. Stability monitoring is necessary in order to assess the long-term behaviour of a measurement process. It serves to verify that the measurement results always remain correct. Relevant examples are shown, and some of the parameters that are explained in VDI/VDE 2631 Part 2 a

18、nd Part 4 to Part 7 are documented. Stability monitoring includes the performing of scheduled measurements at the installation site in order to verify the metrological properties within specified limits. Documentation of the measured results in quality control charts (original data charts) is the re

19、presentation of the metrological properties over time. It allows, where required, targeted intervention in order to maintain these properties. This standard applies to form measuring systems. When performing form measurements with coor-dinate measuring systems, VDI/VDE 2617 Part 2.2 should additiona

20、lly be taken into account. The forms in Section 7 may be copied as templates for internal use. B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCDB7EF87D9NormCD - Stand 2013-09All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2013 VDI/VDE 2631 Blatt 8 / Part 8 3 2 Normative Verweise / Normative ref

21、erences 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 Grundlagen der Messtechnik; Teil 1: Grundbegriffe (Fundamentals of metrol-ogy; Part 1: Basi

22、c terminology) DIN EN ISO 10012:2004-03 Messmanagement-systeme; Anforderungen an Messprozesse und Messmittel (Measurement management sys-tems; Requirements for measurement processes and measuring equipment) DIN EN ISO 16610-21 Geometrische Produkt-spezifikation (GPS); Filterung; Teil 21: Lineare Pro

23、filfilter: Gau-Filter (Geometrical product specifications (GPS); Filtration; Part 21: Linear profile filters: Gaussian filters) 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-viati

24、ons) VDI/VDE 2631 Blatt 2:2001-12 Formprfung; Be-stimmung der Empfindlichkeit der Signalber-tragungskette (Form measurement; Determina-tion of the sensitivity of the signal transmission chain) VDI/VDE 2631 Blatt 3:2007-08 Formprfung; Ei-genschaften und Auswahl von Filtern (Form measurement; Properti

25、es and selection of filters) VDI/VDE 2631 Blatt 4:1999-09 Formprfung; Be-stimmung der radialen Drehfhrungsabwei-chung (Form measuring systems; Determina-tion of the radial spindle deviation) VDI/VDE 2631 Blatt 5:2004-08 Formprfung; Be-stimmung der axialen Drehfhrungsabweichung (Form measurement; Det

26、ermination of the axial spindle deviation) VDI/VDE 2631 Blatt 6:2005-09 Formprfung; Be-stimmung der Geradfhrungsabweichungen (Form measurement; Determination of the straightness deviation of the linear guide) VDI/VDE 2631 Blatt 7:2012-02 Formprfung; Bestimmung der Lageabweichung von Form-messgerteac

27、hsen (Form measurement; De-termination of positional deviations of the form-measurement axes) Internationales Wrterbuch der Metrologie. Grund-legende und allgemeine Begriffe und zugeord-nete Benennungen (VIM) (International Vo-cabulary of Metrology; Basic and general con-cepts and associated terms (

28、VIM), 2007 3 Begriffe Fr die Anwendung dieser Richtlinie gelten die Be-griffe nach VDI/VDE 2631 Blatt 1, Blatt 2 und Blatt 4 bis Blatt 7 sowie die Festlegungen des VIM. 3 Terms and definitions For the purposes of this standard, the terms and definitions as per VDI/VDE 2631 Part 1, Part 2, Parts 4 to

29、 7 and the VIM specifications apply. 4 Vorbereitung der Stabilittsberwachung 4.1 Referenzteil Zur Durchfhrung ist ein Referenzteil (Stabilitts-teil) erforderlich. Dies kann ein Normal oder (ge-gebenenfalls geeignet modifiziertes) Erzeugnisteil (Serienteil) sein, das den fr die Messung relevan-ten An

30、forderungen an ein Normal entspricht. Es wird empfohlen, kalibrierte Teile zu verwenden, damit der Referenzwert xmbekannt ist. 4.1.1 Prfung mit Normalen Die einzelnen Merkmale knnen, wie in den Richt-linien VDI/VDE 2631 Blatt 4 bis Blatt 7 beschrie-ben, geprft werden. Dabei kommen die dort be-schrie

31、benen Normale zum Einsatz. 4 Preparation for stability monitoring 4.1 Reference part The procedure requires a reference part (stability part). This can be a dedicated standard or a produc-tion part (from series production), modified as necessary, which meets the requirements of a stan-dard that are

32、relevant to the measurement. It is recommended to use calibrated parts, so that the reference value xmis known. 4.1.1 Testing with standards The individual features can be tested as described in standards VDI/VDE 2631 Parts 4 to Part 7. The standards described there are used. B55EB1B3E14C22109E918E8

33、EA43EDB30F09DCDB7EF87D9NormCD - Stand 2013-09 4 VDI/VDE 2631 Blatt 8 / Part 8 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2013 Es ist auch mglich, speziell gestaltete Normale zu verwenden, mit denen mehrere Merkmale in einer Aufspannung berprft werden knnen. Beispiel Zylinder

34、 mit angeschliffenen Flicks zur berwachung von Rundheit, Geradheit Z, Parallelitt/Konizitt und Verstrkung 4.1.2 Prfung mit Erzeugnisteilen Die Prfung mit Erzeugnisteilen hat vor allem bei in den Produktionsprozess eingebunden Mess-gerten einen Vorteil. Bei ihnen wird genau so berwacht, wie im Alltag

35、 gemessen wird. Es kn-nen die gleichen Merkmale ausgewertet werden, whrend das Gert in exakt der gleichen Weise betrieben wird wie bei der Produktionsberwa-chung. 4.2 Auswahl der zu berwachenden Merkmale Bei der Prfung mit einem Normal werden die Merkmale gewhlt, die im jeweiligen Fall von be-sonder

36、er Aussagekraft fr den Zustand von Messge-rt und Messprozess sind. Bei einfachen Rund-heitsmessgerten steht die berwachung der radia-len Drehfhrungsabweichung im Vordergrund. Je nach Messaufgaben des Gerts wird empfohlen, auch die axiale Drehfhrungsabweichung zu ber-wachen. Bei Formmessgerten mit me

37、ssenden Li-nearachsen sollte zumindest die senkrechte Achse (Z-Achse) berwacht werden. Aus Erfahrung kommt bei diesen Gerten zustzlich der Parallelitt von der Z-Achse zur Drehachse (C-Achse) besondere Be-deutung zu (in der CR-Ebene; vgl. VDI/VDE 2631 Blatt 7). Dazu wird empfohlen, das Merkmal Konizi

38、tt an einem Zylinder zu berwachen. 4.3 Stichprobengre Wegen der Dauer der einzelnen Messungen wird bei der berwachung von Formmessgerten bli-cherweise mit Einzelwerten gearbeitet. Die Karten werden als Urwertekarten gefhrt. 4.4 Eingriffsgrenzen Zur berwachung von Messgerten werden merk-malsbezogene

39、Eingriffsgrenzen festgelegt. Die Fest-legung kann auf Basis unterschiedlicher Kriterien erfolgen. Verbreitet sind: Festlegung anhand der kleinsten mit diesem Gert zu berwachenden Toleranz eines Merk-mals an einem Erzeugnis (z. B. 10 % der kleins-ten Merkmalstoleranz) prozessbezogene Berechnung anhan

40、d der Er-gebnisse eines Vorlaufs nach statistischen Ge-sichtspunkten (z. B. nach Shewhart) It is also possible to use specially designed stan-dards, with which several features can be checked in one operation. Beispiel cylinder with ground Flicks for monitoring roundness, straightness Z, parallelism

41、/conicity and magnification4.1.2 Testing with production parts Testing with production parts offers the advantage, especially in the case of measuring systems inte-grated into the production process, that the moni-toring is carried out in exactly the same way as everyday measurements. The same featu

42、res can be evaluated while the system is operated in exactly the same way as during production monitoring. 4.2 Selection of the features to be monitored When testing with a standard, those features are chosen in each particular case that can provide the best information about the condition of the me

43、asur-ing system and the measurement process. In the case of simple roundness measuring systems, monitoring the radial spindle deviation is of particular interest. Depending on the systems measurement tasks, it may be advisable to monitor the axial spindle devia-tion also. In form measuring systems w

44、ith measur-ing linear axes, at least the vertical axis (Z-axis) should be monitored. Experience shows that in addi-tion, in these systems the parallelism of the Z-axis relative to the rotary axis (C-axis) is of special im-portance (in the CR-plane; cf. VDI/VDE 2631 Part 7). It is advisable to monito

45、r the conicity of a cylinder. 4.3 Sample size Because of the time taken up by individual meas-urements, the monitoring of form measuring sys-tems usually involves single values. The charts are maintained as original data charts. 4.4 Action limits The monitoring of measuring systems relies on specify

46、ing feature-related action limits. This can be based on various criteria. Common approaches include: specification based on the smallest tolerance of a particular feature of a product to be monitored with this system (e.g. 10 % of the smallest tol-erance of this feature) process-related calculation

47、based on the results of a preliminary run according to statistical as-pects (e.g. according to Shewhart) B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCDB7EF87D9NormCD - Stand 2013-09All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2013 VDI/VDE 2631 Blatt 8 / Part 8 5 Festlegung anhand anderer

48、physikalischer oder organisatorischer Gegebenheiten Anmerkung: Auch wenn der Bezugswert des verwendeten Normals fr die Prfung der Fhrungseigenschaften (Dreh-achse und Linearachsen) sehr nahe bei null liegt, sollte der Wert null als untere Eingriffsgrenze vermieden werden. Wenn ein Formmessgert fr di

49、e Messung z. B. einer Rundheit oder Geradheit den Ergebniswert null liefert, sollte dies immer Anlass zu einer berprfung des Gerts sein. Beispiel: Prfung der radialen Drehfhrungsabweichung an einer Glashalbkugel. Ist der Bezugswert z. B. 0,065 m, so sollte auch wenn die obere Eingriffsgrenze bei z. B. 0,150 m festgelegt wird die untere Eingriffsgrenze nicht bei null, sondern bei z. B. 0,020 m festgelegt werden. 4.5 Prf