Fertigungsmesstechnik - Modellgestützte Prüftechnik zur Produktverifikation (FMT)
- Lecturer
- Prof. Dr.-Ing. habil. Tino Hausotte
- Details
- Vorlesung mit Übung
2 cred.h, ECTS studies
nur Fachstudium, Sprache Deutsch, ECTS-Credits für die Lehrveranstaltung als Schlüsselqualifikation: 2,5
Time and place: Tue 16:15 - 17:45, H17 Maschinenbau
- Fields of study
- WPF INF-NF-MB ab 5 (ECTS-Credits: 2,5)
WPF MB-MA-FG6 1-3 (ECTS-Credits: 2,5)
WPF MB-BA-FG6 3-6 (ECTS-Credits: 2,5)
WPF MB-MA-IP6 1 (ECTS-Credits: 2,5)
WPF ME-BA-MG11 3-6 (ECTS-Credits: 2,5)
WPF ME-MA-MG11 1-3 (ECTS-Credits: 2,5)
WPF MWT-MA-TS ab 1 (ECTS-Credits: 3)
WPF BPT-MA-M 1-4 (ECTS-Credits: 2,5)
WPF WING-MA 1-3 (ECTS-Credits: 2,5)
- Prerequisites / Organisational information
- Der Besuch der Grundlagen-Vorlesung Grundlagen der Messtechnik (GMT) oder Fundamentals of Metrology (FoM) wird empfohlen.
Unterlagen zur Lehrveranstaltung werden passwortgeschützt auf der Lernplattform StudOn (http://www.studon.uni-erlangen.de/cat1205.html) bereitgestellt. Das Passwort wird in der ersten Vorlesung bekannt gegeben.
Informationen zur Prüfung erhalten Sie unter der zugeordneten UnivIS-Modulbeschreibung (siehe Link unten)
Prüfungstermine, eine allgemeine Regel der Prüfungstagvergabe und Termine der Klausureinsicht finden Sie auf StudOn: Prüfungstermine und Termine der Klausureinsicht (http://www.studon.uni-erlangen.de/cat427090.html)
Ansprechpartner für organisatorische Fragen: Dipl.-Ing. Andreas Loderer (http://www.qfm.uni-erlangen.de/wir-ueber-uns/mitarbeiter/lod.shtml)
- Contents
- Grundlagen, Begriffe, Größen und Aufgaben der FMT: Teilgebiete der industriellen Messtechnik • Fertigungsmesstechnik, Grundaufgaben und Ziele • Messen, Prüfen, Überwachen, Lehren • Begriffsdefinition: Messgröße, Messwert, Messunsicherheit, wahrer Wert, vereinbarter Wert, Messergebnis, Prüfung, Messung, Messprinzip, Messmethode, Messverfahren, Nennmaß, Grenzmaß, Grenzabmaß • Grundeinteilung der Mess- und Prüfmittel in der FMT • Messschieber, Messschrauben, Messuhr • Taylorscher Grundsatz, Lehren • Endmaße, Sinustisch oder Sinuslineal, Maßverkörperungen, Winkelendmaße
Geometrische Produktspezifikation und Verifikation (GPS) – Basis der Messaufgabenbeschreibung und –durchführung: Geometrischen Produktspezifikation (GPS) • Dualitätsprinzip und Operationen • Begriffsdefinition von Geometrieelementen (Nenn-, wirkliches, erfasstes und zugeordnetes Geometrieelement) • Standardgeometrieelemente • Gestaltparameter an Werkstücken (Grobgestalt, Feingestalt, Maß, Abstand, Lage, Form, Welligkeit, Rauheit) • Systematik der Gestaltabweichungsarten (Maß-, Form-, Lageabweichungen und Abweichung der Oberflächenbeschaffenheit) • Toleranzbegriff • Form- und Lagetoleranzen • Systematik der Tolerierung von Unabhängigkeitsprinzip Werkstücken (Unabhängigkeitsprinzip, Hüllprinzip)
Grundlagen der Längenmesstechnik (Maßstäbe und Interferometer): Messprinzipien zur Längenmessung • Abbe Komparator, Maßstäbe mit Skalen • Eppensteinprinzip • Linearencoder, Gitterabtastung, Richtungserkennung, Ausgangssignale, Demodulation, Differenzsignalerfassung, Referenzmarken, Abtastung (abbildend, interferometrisch, Durchlicht, Auflicht) • Demodulationsabweichungen: Quantisierungs-, Amplituden-, Offset- und Phasenabweichungen, Heydemannkorrektur • absolut codierte Maßstäbe: V- und U-Abtastung und Gray Code • Transversale elektromagnetische Welle, Überlagerung von Wellen, konstruktive und destruktive Interferenz Polarisation des Lichtes, Voraussetzungen für die Interferenz, Interferenz von Lichtwellen • Interferenz (Homodynprinzip und Heterodynprinzip), Interferenz am Michelson-Interferometern, Einteilung von Interferometern, Luftbrechzahl, Demodulation am Homodyninterferometer, Demodulation am Heterodyninterferometer • Einteilung von Inteferometern, Luftbrechzahl, zeitliche und räumliche Kohärenz • Laser, He-Ne-Laser • Aufbau von Interferometern, Anwendung der Interferometer
Koordinatenmesstechnik: Prinzip, Koordinatensysteme, Grundanordnung, Bauarten • Tastsysteme (Erzeugung der Antastkraft, Messung der Auslenkung, Integration mehrerer Achsen, Kinematik, weitere Achse, Umwelt, Arten von Tastsystemen, Taststiftbiegung, Taster) • Einzelpunktantastung , Scanning • Beschreiben und Festlegen der Messaufgabe • Feststellen Einflüsse auf das Messergebnis • Vorbereitung der Messung • Auswahl und Einmessen des Tasters • Festlegen der Messstrategie • Auswertung der Messergebnisse (Ausgleichsverfahren) • Spezifikation, Parameter und Prüfung
Formprüftechnik: Prinzip, Charakteristika, Messaufgaben, Bauarten (Drehtisch-, Drehspindelgeräte) • Abweichungen der Drehführung von der idealen Achse und deren Bestimmung • Kalibrierung von Formessgeräten • Mehrlagenverfahren, Umschlagverfahren
Oberflächenmesstechnik: Oberflächenmessprinzipien • Tastschnittgeräte, optische Oberflächenmessgeräte, Fokusvariation, Konfokales Mikroskop, Laser-Autofokusverfahren, Interferenzmikroskope, Weißlichtinterferometer • Oberflächenparameter Normenreihe DIN EN ISO (Profil, Flächen) • Profilauswertung entsprechend DIN EN ISO 3274 und DIN EN ISO 4287 • Profilkenngrößen (Rauheits-, Welligkeit- und Struktur-Kenngrößen): Filterung, Senkrecht-, Waagerechtkenngrößen, gemischte Kenngrößen • Kenngrößen aus Materialanteil-Kurve (ISO 13565-2 und ISO 13565-3) • Flächenparameter (Höhenparameter, räumliche Parameter, flächenhafte Materialanteilkurve, topographischen Elemente) • Streulichmessung, Streulichtparameter
- Recommended literature
- Kohlrausch, Friedrich: Praktische Physik : zum Gebrauch für Unterricht, Forschung und Technik. Band 1-3, 24. Auflage, Teubner Verlag, 1996 – ISBN 3-519-23001-1, 3-519-23002-X, 3-519-23000-3
DIN e.V. (Hrsg.): Internationales Wörterbuch der Metrologie – Grundlegende und allgemeine Begriffe und zugeordnete Benennungen (VIM) ISO/IEC-Leitfaden 99:2007. Beuth Verlag GmbH, 3. Auflage 2010
Pfeifer, Tilo: Fertigungsmeßtechnik. R. Oldenbourg Verlag München Wien, 1998 – ISBN 3-486-24219-9
Keferstein, Claus P.: Fertigungsmesstechnik. 7. Auflage, Vieweg+Teubner Verlag, 2011 – ISBN 978-3-8348-0692-5
Warnecke, H.-J.; Dutschke, W.: Fertigungsmeßtechnik. Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York Tokyo, 1984 – ISBN 3-540-11784-9
Christoph, Ralf; Neumann, Hans Joachim: Multisensor-Koordinatenmesstechnik. 3. Auflage, Verlag Moderne Industrie, 2006 – ISBN 978-3-937889-51-2
Neumann, Hans Joachim: Koordinatenmesstechnik im der industriellen Einsatz. Verlag Moderne Industrie, 2000 – ISBN 3-478-93212-2
Ernst, Alfons: Digitale Längen- und Winkelmesstechnik. 4. Auflage, Verlag Moderne Industrie, 2001 – ISBN 3-478-93264-5
Joza, Jan: Messen großer Längen. VEB Verlag Technik Berlin, 1969
Henzold, Georg: Form und Lage. 3. Auflage, Beuth Verlag GmbH Berlin, 2011 – ISBN 978-3-410-21196-9
Weckenmann, A.: Koordinatenmesstechnik: Flexible Strategien für funktions- und fertigungsgerechtes Prüfen, 2. Auflage, Carl Hanser Verlag München, 2012
Internetlinks für weitere Information zum Thema Messtechnik
Video des VDI: Messtechnik - Unsichtbare Präszision überall (http://youtu.be/tQgvr_Y3Gl0)
Multisensor-Koordinatenmesstechnik (http://www.koordinatenmesstechnik.de/)
E-Learning Kurs AUKOM Stufe 1 (http://www.aukom-ev.de/deutsch/elearning/content.html)
- ECTS information:
- Title:
- Manufacturing Metrology - Model Based Test Engineering for Product Verification
- Prerequisites
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- Contents
- Basics, Terms, Dimensions and Tasks of the Manufacturing Metrology: Parts of the industrial measurement technology • Manufacturing Metrology, Tasks and Aims • Measure, Inspect, Control, Gauge • Terms: Measurand, measurement value, measurement uncertainty, true value, measurement result, inspection, measurement, measurement principle, measurement method, basic size, limiting size, limiting dimension • Classification of measurement and inspection equipment • Caliper, micrometer screw, indicator • Basic principle of Taylor, gauge • Gauge block, sinus table, sinus ruler, material measure, angle gauge block
Geometrical product specification and verification (GPS) – Basis of the measurement task description and execution: Geometrical product specification and verification (GPS) • Duality principle and operations • Definition of terms of geometry elements • Standard geometry elements • Shape parameter on workpieces • System of shape deviations • Terms of tolerance • Form tolerance and position tolerance • System of toleration with the principle of independence
Basics of dimension measurement (scale and interferometry): Principle of dimension measurement • Abbe comparator, scales • Principle of Eppenstein • Linear encoder, lattice sampling, direction detection, output signals, demodulation, detection of signal difference, reference marks, sampling • Demodulation deviation: Deviation of quantification, amplitude, offset and phases, Heydemann correction • Absolute coded scales; V- and U-sampling, gray code • Transversal electromagnetic weave, overlap of weaves, constructive and destructive interferences, polarization of light, requirements for interference, interference of light waves • Interference (homodyne principle, heterodyne principle), interference with the Michelson interferometer, classification of interferometer, index of refraction, demodulation on the homodyne and heterodyne interferometer • Classification of interferometer, index of refraction, temporal and spatial coherence • Laser, He-Ne-laser • Setup of interferometer, field of application of interferometer
Coordinate measuring technology: Principle, coordinate system, setup, designs • Caliper systems • Single point measurement, scanning • Description of measurement tasks • Definition of influences on the measurement result • Preparation of the measurement • Right choice of caliper, calibration of caliper • Definition of a measurement strategy • Evaluation of the measurement results • Specifications, parameters and inspection
Form inspection technique: Principle, characteristics, measurement tasks, designs • Deviation of the swivel guide from an ideal axis • Calibration of form measurement systems
Surface measurements: Principles of surface measurements • Profilometer, optical surface measurement systems, focus variation, confocal microscope, laser-auto focus variation, interference microscope, white light interferometer • Surface parameters in DIN EN ISO • Profile analysis according to DIN EN ISO 3274 and DIN EN ISO 4287 • Profile parameters • Parameters of the material-curve (ISO 13565-2 and ISO 13565-3) • Area parameters • Scattered light measurement, scattered light parameters
- Additional information
- Keywords: Fertigungsmesstechnik, Messtechnik, Qualitätssicherung
Expected participants: 60
www: http://www.fmt.tf.fau.de/lehre/lehrveranstaltungen.php
- Verwendung in folgenden UnivIS-Modulen
- Startsemester WS 2013/2014:
- Fertigungs- und Prozessmesstechnik (FMT u. PTMT)
- Department: Chair of Manufacturing Metrology
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