VDI VDE 2617 Blatt 5-2010 Accuracy of coordinate measuring machines - Parameters and their reverification - Interim check with artefacts.pdf

1、VEREINDEUTSCHERINGENIEUREVERBAND DERELEKTROTECHNIKELEKTRONIKINFORMATIONSTECHNIKGenauigkeit von Koordinatenmessgerten Kenngren und deren Prfungberwachung durch PrfkrperAccuracy of coordinate measuring machinesParameters and their reverificationInterim check with artefactsVDI/VDE 2617Blatt 5 / Part 5A

2、usg. deutsch/englischIssue German/EnglishVDI/VDE-Handbuch FertigungsmesstechnikVDI-Handbuch Produktionstechnik und Fertigungsverfahren, Band 3: BetriebsmittelVDI/VDE-RICHTLINIENICS 17.040.30 Dezember 2010December 2010Vervielfltigung auchfr innerbetrieblicheZwecke nichtgestattet / Reproduction evenfo

3、r internal use not permittedDie deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. The German version of this guideline shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the English trans-lation.FrhereAusgaben: 11.01; 09.09 Entwurf, deutschFormer editions: 11/01; 09/09Draf

4、t, in German onlyZubeziehen durch /Available at BeuthVerlag GmbH,10772 Berlin AlleRechtevorbehalten /All rights reserved Verein Deutscher Ingenieuree.V.,Dsseldorf 2010VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik (GMA)Fachbereich FertigungsmesstechnikInhalt SeiteVorbemerkung . . . . . . . .

5、 . . . . . . . . . . . . 2Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . 32 Prinzip des berwachungsverfahrens . . . . 42.1 berwachung der Antastabweichung . . . . 42.2 berwachung der Lngenmessabweichung Edes Koordinatenmessgerts . . . . . . .

6、. . 53 Prfkrper . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53.1 Prfkrper zur berwachung der Antast-abweichung P . . . . . . . . . . . . . . . . 53.2 Prfkrper zur berwachung der Lngen-messabweichung E. . . . . . . . . . . . . . 64 Anforderungen an das berwachungs-verfahren und an die Prfkrper. . . . . .

7、 . . 84.1 Auslegung der Prfkrper . . . . . . . . . . 84.2 Antastformelemente . . . . . . . . . . . . . 94.3 Anzahl und Verteilung der Messpunkte. . . 105 Durchfhrung des berwachungsverfahrens 115.1 Vorbereitung . . . . . . . . . . . . . . . . . 115.2 Messablauf. . . . . . . . . . . . . . . . . . 125

8、.3 Auswertung . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 Prfintervalle und Dokumentation. . . . . . . 15Anhang berwachungsverfahren mit Aus-wertung der Positionsabweichungen. . . 16Schrifttum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18Contents PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9、 2Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Principle of interim check procedure . . . . . 42.1 Interim checking of probing error . . . . . . 42.2 Interim checking of CMM for lengthmeasurement error E . . . . . . . . . . . . . 5

10、3 Artefacts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53.1 Artefact for interim checking of probing error, P . . . . . . . . . . . . . . . . 53.2 Artefacts for interim checking of lengthsmeasurement error, E . . . . . . . . . . . . . 64 Requirements to be met by the interim check procedure and by th

11、e artefacts . . . . . 84.1 Artefact design . . . . . . . . . . . . . . . . 84.2 Features to be probed. . . . . . . . . . . . . 94.3 Number an distribution of measuring points. 105 Performance of the interim check procedure . 115.1 Preparation . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115.2 Measurement pro

12、cedure . . . . . . . . . . . 125.3 Evaluation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 Intervals between interim checksand documentation . . . . . . . . . . . . . . . 15Annex Interim check procedure with evaluation of position errors . . . . . . . 16Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13、 . . 18B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2010 2 VDI/VDE 2617 Blatt 5 / Part 5 VorbemerkungDer Inhalt dieser Richtlinie ist entsta

14、nden unter Be-achtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richt-linie VDI 1000. Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, derFotokopie, der elektronischen Verwendung und derbersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstndig,sind vorbehalten. Die Nutzung dieser VDI-Richtlinie ist unter Wahrungdes Urh

15、eberrechts und unter Beachtung der Lizenz-bedingungen (www.vdi-richtlinien.de), die in denVDI-Merkblttern geregelt sind, mglich.Die Richtlinie wurde im Ausschuss VDI/VDE-GMA FA 3.31 Koordinatenmesstechnik“ erarbeitet.Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieserVDI-Richtlinie mitgewirkt haben, s

16、ei gedankt.EinleitungKoordinatenmessgerte werden als universelle Ln-genmess- und Prfgerte eingesetzt. Jeder Betreibermuss sicher sein, dass das eingesetzte Koordinaten-messgert die geforderte Leistung erbringt. Insbeson-dere muss die zulssige Lngenmessabweichung ein-gehalten werden. Nur durch regelm

17、ige berwa-chung kann dies ber einen lngeren Zeitraum ge-whrleistet werden. Die Verantwortung hierfr trgtder Betreiber des Koordinatenmessgerts. Die ber-wachung von Koordinatenmessgerten unterschiedli-cher Bauweise, Automatisierungsstufe und Gremuss schnell und einfach mit geeigneten Prfmittelndurchg

18、efhrt werden knnen. Dazu eignen sich Prf-krper, die wie bliche Werkstcke auf dem Koordi-natenmessgert gemessen werden.In der Richtlinie VDI/VDE 2617 sind Kenngrenzur Beurteilung der Genauigkeit von Koordinaten-messgerten festgelegt und Verfahren zur Prfungvon Genauigkeitsangaben beschrieben.Die bish

19、er verffentlichten BltterBlatt 2.1 Leitfaden zur Anwendung von DIN EN ISO 10360-2 zur Prfung von LngenmaenBlatt 2.2 FormmessungBlatt 2.3 Annahme- und Besttigungsprfung von Koordinatenmessgerten groer BauartBlatt 4 Leitfaden zur Anwendung von DIN EN ISO 10360-3 fr Koordinatenmessgerte mit zustzlichen

20、 DrehachsenBlatt 5 berwachung durch PrfkrperBlatt 5.1 berwachung mit KugelplattenPreliminary noteThe content of this guideline has been developed instrict accordance with the requirements and recom-mendations of the guideline VDI 1000.All rights are reserved, including those of reprinting,reproducti

21、on (photocopying, micro copying), storagein data processing systems and translation, either ofthe full text or of extracts.The use of this guideline without infringement ofcopyright is permitted subject to the licensing condi-tions specified in the VDI notices (www.vdi-richt-linien.de).The guideline

22、 has been worked out by the commitee“VDI/VDE-GMA FA 3.31 coordinate measuring”.We wish to express our gratitude to all honorary con-tributors to this guideline.IntroductionCoordinate measuring machines (CMMs) are used asversatile length-measuring and test equipment. Eachuser must be sure that the CM

23、M used performs asspecified. In particular, the maximum permissible er-ror of indication for length measurement (lengthmeasurement error) must not be exceeded. In the longrun, this can only be ensured by means of periodicchecking, for which the CMM user shall be responsi-ble. Suitable test equipment

24、 shall allow quick andeasy interim checking of CMMs which differ in de-sign, degree of automation and size. Artefacts meas-ured by the CMM like ordinary workpieces are suitedto this end.The guideline VDI/VDE 2617 specifies characteris-tics serving to describe the accuracy of coordinatemeasuring mach

25、ines (CMMs), and describes meth-ods for checking these characteristics. The parts published to date, namelyPart 2.1 Code of practice for the application of DIN EN ISO 10360-2 for length measure-ment Part 2.2 Form measurementPart 2.3 Acceptance and reverification tests for coordinate measuring machin

26、es of large dimensionsPart 4 Manual for the use of DIN EN ISO 10360-3 for coordinate measuring machines with additional axes of rotationPart 5 Interim check with artefactsPart 5.1 Interim check with ball platesB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF19

27、29BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2010 VDI/VDE 2617 Blatt 5 / Part 5 3 Blatt 6.1 Koordinatenmessgerte mit optischer An-tastung; Leitfaden zur Anwendung von DIN EN ISO 10360 fr Koordinatenmess-gerte mit optischen Sensoren fr

28、 laterale StrukturenBlatt 6.2 Leitfaden zur Anwendung von DIN EN ISO 10360 fr Koordinatenmessgerte mit optischen AbstandssensorenBlatt 6.3 Koordinatenmessgerte mit MultisensorikBlatt 7 Ermittlung der Unsicherheit von Messun-gen auf Koordinatenmessgerten durch Si-mulationBlatt 8 Prfprozesseignung von

29、 Messungen mit KoordinatenmessgertenBlatt 9 Annahme und Besttigungsprfung von Gelenkarm-KoordinatenmessgerteBlatt 10 Annahme- und Besttigungsprfung von LasertrackerBlatt 11 Ermittlung der Unsicherheit von Messun-gen auf Koordinatenmessgerten durch MessunsicherheitsbilanzenBlatt 12.1 Annahme- und Bes

30、ttigungsprfungen fr Koordinatenmessgerte zum taktilen Messen von MikrogeometrienBlatt 13 Leitfaden zur Anwendung von DIN EN ISO 10360 fr Koordinatenmessgerte mit CT-Sensorenbehandeln vor allem ausfhrliche Prfungen fr dieAbnahme fabrikneuer Gerte, Prfungen nach einemlngeren Zeitraum (z.B. zwei bis dr

31、ei Jahre) oder auchnach umfangreichen Reparaturarbeiten. VDI 2617Blatt 5 erweitert die Richtlinienreihe um praxisnaheberwachungsverfahren unter Verwendung vonPrfkrpern, die sich ohne greren Aufwand fr dieregelmige Anwendung im laufenden Betrieb eig-nen.Anmerkung 1: Im Rahmen der Richtlinienreihe VDI

32、/VDE 2617sind mehrere Bltter verfgbar, weitere sind in Arbeit. Die einzel-nen Bltter der Richtlinie gliedern sich in eine Ordnungsstrukturein. Eine Liste der aktuell verfgbaren sowie geplanten Bltter die-ser Richtlinie sowie deren Strukturierung sind im Internet unterwww.vdi-richtlinien.de/2617 abru

33、fbar. Anmerkung 2: In den bis 1999 verffentlichten Blttern dieserRichtlinie wird vielfach der Begriff Messunsicherheit“ verwendet,wo nach der jetzt gltigen Definition im Internationalen Wrter-buch der Metrologie (VIM) 1 der Begriff Messabweichung“ zuverwenden ist. Bei der Anwendung dieser Bltter mus

34、s also der Be-griff Messunsicherheit“ in der Regel durch Messabweichung“ er-setzt werden.Part 6.1 Coordinate measuring machines with opti-cal probing; Code of practice for the appli-cation of DIN EN ISO 10360 to coordinate measuring machines with optical sensors for lateral structuresPart 6.2 Guidel

35、ine for the application of DIN EN ISO 10360 to coordinate measur-ing 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

36、of measurements with coor-dinate measuring machinesPart 9 Acceptance and reverification tests for articulated arm coordinate measuring machines Part 10 Acceptance and reverification tests for lasertrackersPart 11 Determination of the uncertainty of measurement for coordinate measuring machines using

37、 uncertainty budgetsPart 12.1 Acceptance and reverification tests for tactile CMMs measuring microgeometriesPart 13 Guideline for the application of DIN EN ISO 10360 for coordinate measuring machines with CT sensorsdeal primarily with comprehensive tests for the ac-ceptance of brand-new machines and

38、 with tests afterextended periods of time (e.g., two to three years) orfollowing extensive repair work. VDI 2617 Part 5supplements the series of guidelines with practical in-terim check procedures using artefacts, which aresuitable for periodic application during operationwhile requiring little effo

39、rt and expense.Note 1: The VDI/VDE 2617 series of guidelines comprises se-veral parts, and further parts are to be published. The numbering ofthe individual parts follows a classification structure. A list of allcurrently available, and planned, parts of the series of guidelines aswell as informatio

40、n on its structuring can be downloaded fromwww.vdi-richtlinien.de/2617. Note 2: In the parts of this guideline published until 1999, the term“uncertainty of measurement” is often used where, according to thecurrently valid definition of the International Vocabulary of Basicand General Terms in Metro

41、logy (VIM) 1, the term “error of mea-surement” ought to be used. Therefore, when using these parts ofthe guideline, “uncertainty of measurement” must usually be repla-ced by “error of measurement”.B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthS

42、tandardsCollection - Stand 2016-11Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2010 4 VDI/VDE 2617 Blatt 5 / Part 5 1 AnwendungsbereichIn dieser Richtlinie sind Verfahren und Prfmittel zurregelmigen berwachung von im Einsatz befindli-chen Koordinatenmessgerten beschrieben. Die

43、seberwachungsverfahren eignen sich gleichermaenals Grundlage fr eine firmeninterne wie auch freine von ffentlichen oder privaten Auftraggeberngeforderte berwachung von Koordinatenmessger-ten. Sie erfllen insbesondere auch die Anforderun-gen gem DIN EN ISO 10360-2 und -5. Die Anfor-derungen an die zu

44、r berwachung eingesetzten Prf-mittel (Prfkrper) werden festgelegt und einzelnePrfkrper beispielhaft beschrieben. Prfkrper imSinn dieser Richtlinie sind lineare, ebene und rumli-che Anordnungen von Antastformelementen. Antast-Formelemente sind beispielsweise Ebenen, Zylinderoder Kugeln. Die Positione

45、n der Antastformelementemssen durch Kalibrierung bekannt und dokumen-tiert sein. Mit Einschrnkungen lassen sich auch Ko-ordinatenmessgerte mit groem Messvolumendurch Prfkrper berwachen (siehe VDI/VDE 2617Blatt 2.3).Die berwachung von Koordinatenmessgerten imSinn dieser Richtlinie unterscheidet sich

46、hinsichtlichdes Umfangs der Messungen, der einzusetzendenPrfmittel und der Auswertung der Ergebnisse vonder Prfung der Lngenmessabweichung gemBlatt 2.1 dieser Richtlinienreihe. Die Grenzwerte derzu berwachenden Kenngren werden vom Betrei-ber des Koordinatenmessgerts festgelegt und kn-nen sich von de

47、n Herstellerangaben, z.B. zur Ln-genmessabweichung, unterscheiden.2 Prinzip des berwachungsverfahrensDie berwachung von Koordinatenmessgerten(KMG) erfolgt durch Messung kalibrierter Prfkr-per. Dabei wird geprft, ob die Messabweichungeninnerhalb der vom Betreiber festgelegten Grenzenliegen. Das berwa

48、chungsverfahren sollte sich nachder konkreten Anwendung des KMGs richten (z.B.Taststiftkonfiguration, Umgebung und berprftesMessvolumen). Dazu gehrt gegebenenfalls auch derEinsatz eines auskragenden Tasters.Die Prfkrper mssen kalibriert sein und die Kalib-rierunsicherheit muss bei der Testunsicherhe

49、it be-rcksichtigt werden.2.1 berwachung der AntastabweichungDie Auswirkungen von Antastabweichungen undFehlern beim Einmessen des Messkopfsystems sindin den Ergebnissen der berwachung der Lngen-messabweichung E nach Abschnitt 2.2 nicht voll-stndig enthalten. Durch die Messung separater oder1 ScopeThis guideline describes procedures and test equip-ment for periodic i