VDI VDE 2631 Blatt 6-2016 Form measurement - Determination of the straightness deviation of the linear guide.pdf

1、ICS 17.040.30 VDI/VDE-RICHTLINIEN August 2016 VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE VERBAND DER ELEKTROTECHNIK ELEKTRONIK INFORMATIONSTECHNIK Formmesstechnik Ermittlung der Geradfhrungsabweichungen Form measurement Determination of the straightness deviation of the linear guide VDI/VDE 2631 Blatt 6 / Part 6 A

2、usg. deutsch/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) Fac

3、hbereich Fertigungsmesstechnik VDI/VDE-Handbuch Fertigungsmesstechnik VDI-Handbuch Produktionstechnik und Fertigungsverfahren, Band 1: Grundlagen und Planung Vervielfltigungauch fr innerbetrieblicheZweckenichtgestattet/Reproduction even for internalusenotpermittedFrhereAusgaben:09.05;05.15Entwurf,de

4、utschFormereditions:09/05;05/15Draft,inGerman onlyZu beziehen durch/AvailableatBeuthVerlagGmbH,10772 Berlin AlleRechtevorbehalten/All rightsreservedVereinDeutscherIngenieuree.V.,Dsseldorf2016Inhalt Seite Contents Page Vorbemerkung . 2 1 Anwendungsbereich . 2 2 Normative Verweise 3 3 Begriffe 3 4 For

5、melzeichen . 4 5 Normale und Verfahren 4 5.1 Ausfhrung der Normale . 4 5.2 Eigenschaften und Merkmale . 4 5.3 Ermittlung der Geradfhrungsabweichungen . 5 6 Durchfhrung der Messungen und Ergebnisdarstellung . 6 Anhang Beispiel einer Geradheitsabweichung 7 Schrifttum 8 Preliminary note . 2 1 Scope . 2

6、 2 Normative references . 3 3 Terms and definitions 3 4 Symbols . 4 5 Standards and methods . 4 5.1 Configuration of the standards . 4 5.2 Properties and features . 4 5.3 Determining linear guide deviations . 5 6 Performing the measurements and displaying the results . 6 Annex Example of a straightn

7、ess deviation 7 Bibliography 8 B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEE1129BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-09 2 VDI/VDE 2631 Blatt 6 / Part 6 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2016 Vorbemerkung Der Inhalt di

8、eser 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, sind vorbehalten. Die Nutzung dieser Richtlinie

9、ist unter Wahrung des Urheberrechts und unter Beachtung der Li-zenzbedingungen (www.vdi.de/richtlinien), die in den VDI-Merkblttern geregelt sind, mglich. Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieser Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt. Eine Liste der aktuell verfgbaren Bltter dieser Richt

10、linienreihe ist im Internet abrufbar unter www.vdi.de/2631. 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,

11、micro copying), storage in data processing systems and translation, 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 (www.vdi.de/richtlinien) specified in the VDI Notices. We wish to express our grati

12、tude to all honorary contributors to this standard. A catalogue of all available parts of this series of standards can be accessed on the Internet at www.vdi.de/2631. 1 Anwendungsbereich In dieser Richtlinie ist ein Standardmessverfahren beschrieben, mit dem die Geradfhrungsabwei-chungen der Linearf

13、hrungen ermittelt werden knnen. Sie gilt fr Formmessgerte. Bei Form-messungen auf Koordinatenmessgerten ist zustz-lich VDI/VDE 2617 Blatt 2.2 zu beachten. Das beschriebene Verfahren eignet sich sowohl zur Annahmeprfung (Prfung des Formmessgerts entsprechend den Angaben des Herstellers) als auch zur

14、berwachung der Messbestndigkeit von Formmessgerten (siehe VDI/VDE 2631 Blatt 8). Im Messergebnis sind messobjekt-, gerte- und standortspezifische Einflsse enthalten; eine Tren-nung dieser Anteile ist nicht oder nur einge-schrnkt mglich. Durch Dokumentation der Mess-ergebnisse lassen sich Istzustand

15、sowie nderun-gen der messtechnischen Eigenschaften des Formmessgerts an seinem Standort feststellen. Unter anderem knnen Vernderungen, z. B. durch genderte Umgebungsbedingungen (Klimaeinfls-se, Schwingungserregung usw.), schnell und leicht erkannt und Manahmen zur Verbesserung der Messbedingungen od

16、er zur Fehlerbeseitigung er-griffen werden. Feststellbar sind u. a.: der Wert der Geradfhrungsabweichung der Charakter der Geradfhrungsabweichung (z. B. Richtung, Ausprgung) Strungen durch Schmutz oder Defekte 1 Scope This document describes a standard measurement method, with which linear guide dev

17、iations can be determined. It applies to form measuring instru-ments. When using coordinate measuring instru-ments for form measurements, VDI/VDE 2617 Part 2.2 should additionally be considered. The method described here is appropriate both for acceptance tests (testing an instrument in accord-ance

18、with the manufacturers specifications) and for monitoring an instruments stability (see VDI/ VDE 2631 Part 8). The result of a measurement procedure includes effects specific to the measured object, the instru-ment and the site; separating these individual ef-fects is either impossible or possible o

19、nly to a lim-ited degree. Documenting the measurement results allows the actual conditions, and any changes in the metrological properties of the form measuring instrument at its current site, to be determined. This allows, i. a., rapid and easy detection of changes due, for example, to ambient cond

20、itions (climatic effects, excited vibrations, etc.), and the implementation of procedures for improving the measurement conditions or for rectifying faults. The parameters that can be determined include, i. a.: the magnitude of the linear guides deviation the properties of the deviation (e. g. direc

21、tion, characteristics) errors due to dirt or defects B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEE1129BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-09All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2016 VDI/VDE 2631 Blatt 6 / Part 6 3 Nicht fes

22、tstellbar sind u. a.: die Empfindlichkeit (Signalbertragung) des Gerts die Filtereigenschaften des Gerts die Ursachen von Strungen Diese Richtlinie ist anzuwenden in Verbindung mit VDI/VDE 2631 Blatt 1. Sie wurde im Fachaus-schuss Formmesstechnik“ der VDI/VDE-GMA erarbeitet. The parameters that cann

23、ot be determined include, i. a.: the instruments sensitivity (signal transmis-sion) the instruments filter properties the causes of interference This standard should be used in conjunction with VDI/VDE 2631 Part 1. It was prepared by the Form Measurement Technical Committee of VDI/VDE-GMA. 2 Normati

24、ve Verweise Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieser Richtlinie erforderlich: DIN EN ISO 12780-1:2014-04 Geometrische Pro-duktspezifikation (GPS); Geradheit; Teil 1: Be-griffe und Kenngren der Geradheit (ISO 12780-1:2011); Deutsche Fassung EN ISO 12780-1:2011 DIN EN ISO 12780-2

25、:2011-07 Geometrische Pro-duktspezifikation (GPS); Geradheit; Teil 2: Spezifikationsoperatoren (ISO 12780-2:2011); Deutsche Fassung EN ISO 12780-2: 2011 VDI/VDE 2631 Blatt 1:2016-08 Formmesstechnik; Grundlagen 2 Normative references The following referenced documents are indispen-sable for the appli

26、cation of this standard: DIN EN ISO 12780-1:2014-04 Geometrical prod-uct specifications (GPS); Straightness; Part 1: Vocabulary and parameters of straightness (ISO 12780-1:2011); German version EN ISO 12780-1:2011 DIN EN ISO 12780-2:2011-07 Geometrical prod-uct specifications (GPS); Straightness; Pa

27、rt 2: Specification operators (ISO 12780-2:2011); German version EN ISO 12780-2:2011 VDI/VDE 2631 Part 1:2016-08 Form measure-ment; Principles 3 Begriffe Fr die Anwendung dieser Richtlinie gelten die folgenden Begriffe: LSLI (Least Squares Reference Line, Referenz-gerade der kleinsten Abweichungsqua

28、drate, Gau-gerade, Ausgleichsgerade nach Gau, mittlere Gerade) Gerade, bei der die Summe der Quadrate der rtli-chen Geradheitsabweichungen ein Minimum ist MZLI (Minimum Zone Reference Lines, Referenzgeraden der minimalen Zone) zwei parallele Geraden, die das Geradenprofil mit kleinstmglichem Abstand

29、 einschlieen STRt (Peak-to-Valley Straightness Deviation (MZLI, LSLI), Geradheitsabweichung (MZLI, LSLI) Wert der grten positiven rtlichen Geradheits-abweichung, addiert zum Betrag der grten nega-tiven rtlichen Geradheitsabweichung Anmerkung: MZLI und LSLI sind mgliche Referenzgeraden zur Bestimmung

30、 der Geradheitsabweichung (siehe auch DIN EN ISO 12780-1 und -2). 3 Terms and definitions For the purposes of this standard, the following terms and definitions apply: LSLI (least squares reference line, regression line, Gaussian line) straight line for which the sum of the squares of the local stra

31、ightness deviations is a minimum MZLI (minimum zone reference lines) two parallel straight lines with the minimum spac-ing that enclose the profile of the straight line STRt (peak-to-valley straightness deviation (MZLI, LSLI) the magnitude of the largest positive local straight-ness deviation plus t

32、he magnitude of the largest negative local straightness deviation Note: MZLI and LSLI are possible reference lines for determin-ing the straightness deviation (see also DIN EN ISO 12780-1 and -2). B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEE1129BEST BeuthS

33、tandardsCollection - Stand 2016-09 4 VDI/VDE 2631 Blatt 6 / Part 6 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2016 4 Formelzeichen In dieser Richtlinie werden die nachfolgend aufge-fhrten Formelzeichen verwendet: Formelzeichen Bezeichnung g,maxxf Kennwert der Geradfhrungs-ab

34、weichung der x-Achse g,maxyf Kennwert der Geradfhrungs-abweichung der y-Achse g,maxzfKennwert der Geradfhrungs-abweichung der z-Achse C Grenzwellenlnge 4 Symbols The following symbols are used throughout this standard: Symbol Designation g,maxxf parameter of the linear guide deviation of the x-axis

35、g,maxyf parameter of the linear guide deviation of the y-axis g,maxzfparameter of the linear guide deviation of the z-axis C cut-off wavelength 5 Normale und Verfahren 5.1 Ausfhrung der Normale Als Geradheitsnormale werden Lineale oder Eben-heitsnormale, wie etwa Planplatten aus Glas, Stahl, Hartmet

36、all, Glaskeramik oder Keramik, eingesetzt. Es kann auch eine Mantellinie eines Przisionszy-linders benutzt werden. Mit solchen Normalen lassen sich in einfacher Weise die Geradfhrungs-abweichungen des Formmessgerts kalibrieren und berwachen. Oft reicht die Lnge blicher Normale nicht aus, um den ganz

37、en Verschiebebereich der Geradfh-rungen zu berprfen. Fr Messlngen bis zu 100 mm ist der Einsatz von Normalen mit Gerad-heitsabweichungen kleiner als 0,1 m anzustreben. Bei greren Messlngen sind auch grere Ge-radheitsabweichungen der dazu erforderlichen Normale zulssig. 5 Standards and methods 5.1 Co

38、nfiguration of the standards Straightedges or flatness standards such as plane plates made of glass, steel, carbide metal, glass ceramics, or ceramics are used as straightness standards. The surface line of a precision cylinder can also be used. Such standards allow easy cali-bration and monitoring

39、of linear guide deviations in form measuring instruments. Often, commonly used standards are not long enough for checking the entire displacement range of linear guides. For measuring lengths up to 100 mm, standards with straightness deviations below 0,1 m should be used if at all possible. For grea

40、ter lengths, the required standards may also exhibit larger straightness deviations. 5.2 Eigenschaften und Merkmale Um den Anschluss an die internationale Lngen-einheit sicherzustellen, muss die Kalibrierung des Geradheitsnormals von einer geeigneten Kalibrier-stelle ausgefhrt werden. Die Messung er

41、folgt mit geeigneten Sensoren (z. B. taktil, optisch oder ka-pazitiv). Referenzgeraden der minimalen Zone (MZLI) sind die parallelen Geraden minimalen Abstands, die das Profil vollstndig einschlieen (DIN EN ISO 12780). Zustzlich zur Auswertung nach MZLI kann auch nach der Methode der kleinsten Abwei

42、chungsquadrate (LSLI) ausgewer-tet werden. Bei der Verwendung von Geradheits-normalen lsst sich die im Kalibrierschein definier-te Lage der Messlinie nur bedingt wiederfinden. Die Messprofile mssen deshalb auch in einer Zone von 0,5 mm mit vernachlssigbar kleinen Abweichungen mit dem kalibrierten Me

43、ssprofil bereinstimmen. Weiterhin ist es vorteilhaft, dass das Normal so kalibriert wurde, wie es eingesetzt werden soll. 5.2 Properties and features In order to ensure consistency with the internation-al unit of length, the straightness standard should be calibrated by an appropriate calibration la

44、bora-tory. Measurement is performed with suitable sen-sors (e. g. tactile, optical, or capacitive). Minimum zone reference lines (MZLI) are the parallel straight lines of minimum spacing which enclose the profile completely (DIN EN ISO 12780). In addition to analysis with MZLI, it is also possible t

45、o use the method of least squares reference line (LSLI). When using straightness standards, the position of the measuring line as defined in the calibration certificate is difficult to locate accurate-ly. The measurement profiles must, therefore, agree with the calibrated profile even within a zone

46、of 0,5 mm with negligibly small deviations. Moreover, it is advantageous to calibrate the stan-dard under the same conditions as those that will apply during its intended use. B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEE1129BEST BeuthStandardsCollection -

47、Stand 2016-09All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2016 VDI/VDE 2631 Blatt 6 / Part 6 5 5.3 Ermittlung der Geradfhrungsabweichungen Bei Geradheitsmessungen bewegt sich das Tast-element im Idealfall auf einer Geraden. Laufab-weichungen der Fhrung, Unvollkommenheiten des Tast

48、systems, rtliche und zeitliche Tempera-turgradienten sowie Schwingungseinflsse verur-sachen Abweichungen von der idealen Geraden. Ihr Einfluss ist abhngig vom Abstand des Tast-elements von der Geradfhrung. Formmessgerte sind mit bis zu drei senkrecht zueinander angeordneten Geradfhrungen ausge-statt

49、et. Davon ist diejenige die wichtigste, die pa-rallel zur Achse der Drehfhrung verluft, da diese meist zur Messung von Mantellinien an Zylindern eingesetzt wird. Diese Achse ist im Regelfall verti-kal ausgerichtet und wird daher als z-Achse be-zeichnet. Das nachfolgende Verfahren zur Be-stimmung von Geradfhrungsabweichungen wird fr die z-Achse beschrieben. Es lsst sich jedoch in gleicher Weise fr die ande-ren Ge