| Internetadresse | 2 |
| Titel und Herausgeber | 4 |
| Impressum | 5 |
| Vorwort des Herausgebers | 6 |
| Inhaltsverzeichnis | 8 |
| Autorenverzeichnis | 16 |
| 1 Einführung | 20 |
| 1.1? Ziele und Messobjekte der Fertigungsmesstechnik | 21 |
| 1.2? Werkstückgestalt | 25 |
| 1.3? Gliederung der gestaltbezogenen Mess- und Prüfaufgaben | 27 |
| 1.4? Einheiten für Länge und Winkel und Rückführung | 29 |
| 1.5? Fertigungsmessgeräte und Hilfsmittel | 31 |
| 1.6? Koordinatenmesstechnik und Koordinatenmessgeräte | 32 |
| 1.7? Multisensor Messgeräte | 36 |
| 1.8? Geschichte | 38 |
| 2 Messaufgaben | 44 |
| 2.1? Ziel der Messung | 44 |
| 2.2? Spezifikation geometrischer Eigenschaften | 44 |
| 2.2.1Darstellung der Nenngeometrie | 44 |
| 2.2.2 Grundsatz der Unabhängigkeit als internationaler Tolerierungsgrundsatz | 46 |
| 2.2.3Längenmaße | 47 |
| 2.2.3.1Zweipunktmaß | 47 |
| 2.2.3.2Größenmaße | 48 |
| 2.2.3.3Hüllbedingung | 48 |
| 2.2.4Toleranzzonen für Form- und Lagetoleranzen | 51 |
| 2.2.5Formtoleranzen | 53 |
| 2.2.6Bezüge, Bezugssysteme | 54 |
| 2.2.7Lagetoleranzen | 57 |
| 2.2.7.1Richtungstoleranzen | 57 |
| 2.2.7.2Ortstoleranzen | 57 |
| 2.2.7.3Lauftoleranzen | 58 |
| 2.2.7.4Vollständige Produktspezifikation | 58 |
| 2.3? Konformitätsnachweis | 59 |
| 2.3.1Partition | 60 |
| 2.3.2Extraktion | 61 |
| 2.3.2.1Werkstückbezugssystem | 61 |
| 2.3.2.2Anzahl und Anordnung der Messpunkte | 61 |
| 2.3.2.3Sensor | 63 |
| 2.4? Filterung | 64 |
| 2.5? Assoziation | 65 |
| 2.6? System der Geometrischen Produktspezifikation und -prüfung | 67 |
| 3 Grundprinzip und Gerätetechniken | 72 |
| 3.1? Konventionelles Messen | 72 |
| 3.1.12-Punkt-Maß | 72 |
| 3.1.23-Punkt-Maß | 74 |
| 3.1.3Sinustisch | 74 |
| 3.1.42-Punkt-Abstand | 75 |
| 3.1.5Bohrungsabstand von einer Ebene | 75 |
| 3.1.6Zusammenfassung zur konventionellen Messtechnik | 75 |
| 3.2? Prinzip der Koordinatenmesstechnik | 76 |
| 3.2.1Punktantastung und Ausgleichsrechnung | 76 |
| 3.2.2Ersatzflächen und Ersatzlinien | 77 |
| 3.2.3Minimale Anzahl Antastpunkte | 78 |
| 3.2.4Anzahl Antastpunkte | 79 |
| 3.2.5Beispiel Werkstückkoordinatensystem | 80 |
| 3.2.6Verschiedene Kriterien für Ausgleichsrechnungen | 81 |
| 3.2.7Definition von Lageabweichungen | 82 |
| 3.2.8Systematik der Koordinatenmesstechnik | 83 |
| 3.2.9Vergleich der Koordinatenmesstechnik mit konventioneller Messtechnik | 87 |
| 3.3? Gerätetechnik | 89 |
| 3.3.1Geräteaufbau | 89 |
| 3.3.1.1Typischer Geräteaufbau am Beispiel eines Portalgerätes mit stehendem Portal | 91 |
| 3.3.1.2Mechanisches Justieren und Softwarekompensation | 91 |
| 3.3.1.3Innerer Aufbau eines Koordinatenmessgerätes | 92 |
| 3.3.1.4Handbediente Koordinatenmessgeräte | 93 |
| 3.3.1.5Einständer-Koordinatenmessgeräte | 94 |
| 3.3.1.6Koordinatenmessgeräte mit fahrendem Portal | 95 |
| 3.3.1.7Doppelständer-Koordinatenmessgeräte | 96 |
| 3.3.1.8Mehrstellenmessgeräte | 97 |
| 3.3.2Tastelemente, Einmessen, Mehrfachtaster und Tasterradiuskorrektur | 97 |
| 3.3.2.1Tastelemente | 97 |
| 3.3.2.2Einmessen | 97 |
| 3.3.2.3Mehrfachtaster | 99 |
| 3.3.2.4Tasterradiuskorrektur | 99 |
| 3.4? Erweiterungen | 100 |
| 3.4.1Tasterwechseleinrichtung | 100 |
| 3.4.2Dreh-Schwenktaster | 101 |
| 3.4.3Drehtisch | 102 |
| 3.4.4Scannen | 103 |
| 3.4.5Automatischer Werkstückwechsel | 104 |
| 3.4.6Unempfindlichkeit gegenüber Umgebungseinflüssen | 104 |
| 3.5? Messung nach Substitutionsmethode | 105 |
| 3.6? Messung von Formabweichungen | 106 |
| 4 Sensoren für Koordinatenmesstechnik | 112 |
| 4.1? Taktile Antastung | 112 |
| 4.1.1Einführung und Grundlagen | 112 |
| 4.1.1.1Sinn und Zweck der Antastung | 112 |
| 4.1.1.2Anforderungen an taktile 3D Tastsysteme | 113 |
| 4.1.1.3Geschichtliche Entwicklung | 113 |
| 4.1.1.4Aufbau, Komponenten, Begriffsdefinitionen | 115 |
| 4.1.2Sensorik für taktile Antastsysteme | 116 |
| 4.1.2.1Schaltende und messende Sensorik | 116 |
| 4.1.2.2Serieller und paralleler Aufbau der Sensorik | 117 |
| 4.1.2.3Resistiv schaltende Sensorik | 118 |
| 4.1.2.4Schaltende Sensorik basierend auf Piezoelementen bzw. DMS | 118 |
| 4.1.2.5Induktiv und kapazitiv messende Sensorik | 118 |
| 4.1.2.6Skalenbasiert messende Sensorik | 119 |
| 4.1.2.7Optisch messende Sensorik | 119 |
| 4.1.2.8Pseudo-taktile Sensorik | 120 |
| 4.1.3Antastabweichung | 122 |
| 4.1.3.1Tastereinmessen und Bestimmung der Antastabweichung | 122 |
| 4.1.3.2Antastkraft, Deformation, Empfindlichkeit Luftantastung | 125 |
| 4.1.3.3Filterwirkung und Einfluss der Formabweichung der Tastkugel | 129 |
| 4.1.3.4Einzelpunktmessung und Scanning | 130 |
| 4.1.3.5Tastelemente, Taststifte, Tasterbäume | 131 |
| 4.1.4Beispiele taktiler 3D Tastsysteme für die Koordinatenmesstechnik | 132 |
| 4.1.4.1Taktile Tastsysteme für konventionelle KMG | 132 |
| 4.1.4.2Taktile Tastsysteme für Mikro-KMG | 134 |
| 4.1.4.3Tastsysteme für spezielle Anwendungsfälle | 136 |
| 4.1.5Anwendung taktiler Tastsysteme und Zusatzeinrichtungen | 137 |
| 4.2? Visuelle Sensoren | 138 |
| 4.2.1Abbildungssysteme | 139 |
| 4.2.2Beleuchtungssysteme | 142 |
| 4.2.3Kameratechnik | 145 |
| 4.2.4Software zur Bildauswertung | 146 |
| 4.2.5Einbindung der Bildverarbeitungssensorik in Koordinatenmessgeräte | 148 |
| 4.3? Berührungslose Abstandssensoren | 152 |
| 4.3.1Grundlegende Messprinzipien | 153 |
| 4.3.2Abstandssensor mit Foucault‘scher Schneide | 154 |
| 4.3.3Triangulationssensoren | 156 |
| 4.3.4Photogrammetrie | 157 |
| 4.3.5Streifenprojektion | 158 |
| 4.3.6Fokusvariation | 159 |
| 4.3.7Konfokale Abstandssensoren | 160 |
| 4.3.8Weißlichtinterferometrie | 162 |
| 4.3.9Konoskopischer Abstandssensor | 164 |
| 4.4? Rastersondenverfahren | 166 |
| 4.4.1Einführung und Grundlagen | 166 |
| 4.4.1.1Rastertunnelmikroskopie – Ursprung der Rastersondenverfahren | 167 |
| 4.4.1.2Raster-Kraft-Mikroskopie | 168 |
| 4.4.1.3Rastersondenverfahren im Kontext der Koordinatenmesstechnik | 169 |
| 4.4.2Koordinatenmesstechnik mit Rastersondenverfahren | 170 |
| 4.4.2.12,5D Koordinatenmesstechnik mit metrologischen Rastersondenmikroskopen | 170 |
| 4.4.2.23D Koordinatenmesstechnik mit Raster-Kraft-Mikroskopie | 171 |
| 5 Grundlagen weiterentwickelter Gerätetechnik | 174 |
| 5.1? Lasertracker | 174 |
| 5.1.1Einleitung | 174 |
| 5.1.1.1Handtaster mit zusätzlicher Erfassung der Orientierung | 177 |
| 5.1.2Anwendungen | 177 |
| 5.1.2.1Flugzeugbau | 177 |
| 5.1.2.2Vorrichtungsbau | 178 |
| 5.1.2.3Qualitätssicherung von Großteilen und im Formenbau | 179 |
| 5.1.2.4Kalibrierung von Maschinen | 179 |
| 5.1.3Messunsicherheit und Normen | 180 |
| 5.1.3.1Messunsicherheit | 180 |
| 5.1.3.2Amerikanische Norm zur Prüfung von Lasertrackern: B89.4.19 | 181 |
| 5.1.3.3Deutsche Richtline zur Prüfung von Lasertrackern: VDI 2617-10 | 182 |
| 5.1.3.4Internationale Norm zur Prüfung von Lasertrackern in der Normungsreihe ISO 10360 | 183 |
| 5.1.4Neue Technologien | 184 |
| 5.1.4.1Der „Virtuelle Lasertracker“ | 184 |
| 5.1.4.2Multilaterationssystem | 184 |
| 5.1.5Zusammenfassung und Ausblick | 185 |
| 5.2?Koordinatenmessgeräte mit Gelenkarmen | 186 |
| 5.2.1Funktionsweise der Gelenkarm-KMGs | 186 |
| 5.2.2Gelenkarm-KMG mit lineargeführter Z-Achse | 187 |
| 5.2.3Gelenkarm-KMG mit mehreren Gelenkarm-Segmenten | 189 |
| 5.2.4Prüfung von Gelenkarm-Koordinatenmessgeräten | 193 |
| 5.3? 3D-Nanomess- und Nanopositioniergeräte | 195 |
| 5.3.1Einführung | 195 |
| 5.3.2Stand der Technik von Nanopositionier- und Nanomessgeräten | 196 |
| 5.3.3Laserinterferometrische Längenmesstechnik | 198 |
| 5.3.3.1Grundlagen der Interferometer | 198 |
| 5.3.3.2Metrologische Analyse | 200 |
| 5.3.4Laserinterferometer für Nanomessgeräte | 205 |
| 5.3.5Nanokoordinatenmessgeräte | 207 |
| 5.3.5.1Aufbauprinzipien von Koordinatenmessgeräten (CMM) | 207 |
| 5.3.5.2Aufbau, Wirkungsweise und Eigenschaften der Nanomessmaschine NMM-1 | 209 |
| 5.3.5.3Nanosensoren für die Nanomessgeräte, Messergebnisse | 213 |
| 5.3.5.4Anwendungsgebiete der Nanomessmaschinen | 218 |
| 5.4? Röntgentomographie | 219 |
| 5.4.1Röntgenstrahlerzeugung | 221 |
| 5.4.2Bildaufnahme | 223 |
| 5.4.3Mechanik und Strahlenschutz | 224 |
| 5.4.4Volumen- und Messpunkteberechnung | 226 |
| 5.4.5Messabweichungen durch das Röntgentomographieprinzip | 228 |
| 5.4.6Erweiterung des Einsatzbereichs von Koordinatenmessgeräten mit Röntgentomographie | 230 |
| 5.4.7Anwendung von Koordinatenmessgeräten mit Röntgentomographie | 232 |
| 5.5? Optische Messsysteme | 235 |
| 5.5.1Prinzip der Triangulation | 235 |
| 5.5.2Berührungslose optische Erfassung von Werkstückoberflächen mit aktiver Triangulation | 238 |
| 5.5.3Berührungslose optische Erfassung von Werkstückoberflächen mit passiver Triangulation | 240 |
| 5.5.3.1Passive Triangulation mit zueinander kalibrierten Messkameras | 241 |
| 5.5.3.2Passive Triangulation mit einer bewegten Messkamera | 241 |
| 5.5.3.3Passive Triangulation mit Theodoliten | 242 |
| 5.5.4Geometrieerfassung mit photogrammetrischen Trackersystemen | 243 |
| 5.5.5Berührungslose optische Geometrieerfassung nach dem Licht-Laufzeitverfahren | 245 |
| 5.5.6Optische Geometrieerfassung spiegelnder Oberflächen | 245 |
| 5.6? Messen mit mehreren Sensoren | 247 |
| 5.6.1Optische Messsysteme mit Antastung in mehreren Einzelansichten | 248 |
| 5.6.1.1Registrierung | 249 |
| 5.6.1.2Datenfusion | 252 |
| 5.6.2Multisensor-Koordinatenmessgeräte | 253 |
| 5.6.2.13D Multisensor-Koordinatenmessgeräte | 253 |
| 5.6.2.2Multisensor-Oberflächenmessgeräte | 256 |
| 5.7? Indoor-GPS (Global Positioning System) | 258 |
| 5.7.1Funktionsweise und Komponenten des iGPS | 258 |
| 5.7.2Skalierung des Messsystems | 260 |
| 5.7.3Inhomogene Fehlerverteilung im Messsystem | 261 |
| 5.7.4Anwendungsbeispiel: Regelung von Robotern | 262 |
| 5.8? Maschinenintegrierte Messtechnik | 263 |
| 5.8.1Definition und Einordnung innerhalb der Fertigungsmesstechnik | 263 |
| 5.8.2Pre- und Post-Prozess-Messtechnik | 263 |
| 5.8.3Potenzial der dreidimensionalen Korrektur | 265 |
| 5.8.4Sensoren zur Integration auf der Werkzeugmaschine | 266 |
| 5.8.5In-Prozess-Messtechnik | 267 |
| 5.8.6Pneumatische In-Prozess-Messtechnik | 269 |
| 5.8.7Zukünftige Entwicklungen | 271 |
| 6 Von der technischen Zeichnung über den Prüfplan hin zum Messablaufplan | 272 |
| 6.1? Einführung in die Prüfplanung | 272 |
| 6.1.1Prüfen der Unterlagen | 273 |
| 6.1.2Erkennen der Merkmale | 273 |
| 6.1.3Auswahl der Prüfmerkmale | 273 |
| 6.1.4Abarbeiten der Prüfmerkmale (allgemein) | 275 |
| 6.1.5Abstimmen mit Fachbereichen | 275 |
| 6.1.6Dokumentation – Eintragungen in den Prüfplan | 276 |
| 6.1.7Inhalte eines Prüfplans | 276 |
| 6.2? Abarbeiten der Prüfmerkmale in der Koordinatenmesstechnik | 276 |
| 6.2.1Einführung | 276 |
| 6.2.2Prüfaufgabe analysieren | 277 |
| 6.2.2.1Auswahl des Koordinatenmessgeräts und dessen Zusatzeinrichtungen | 277 |
| 6.2.2.2Prüfplan für die Koordinatenmesstechnik | 278 |
| 6.2.3Messstrategie definieren | 279 |
| 6.2.3.1Orientierung des Werkstücks im Koordinatenmessgerät | 279 |
| 6.2.3.2Koordinatensysteme | 279 |
| 6.2.3.3Antaststrategie | 283 |
| 6.2.3.4Auswertestrategie | 291 |
| 6.2.4Messablauf festlegen | 298 |
| 6.2.4.1Grundsätze | 299 |
| 6.2.4.2Optimierungskriterien | 299 |
| 6.2.5Messung vorbereiten | 301 |
| 6.2.5.1Erforderliche Unterlagen | 301 |
| 6.2.5.2Werkstück | 302 |
| 6.2.5.3Koordinatenmessgerät | 303 |
| 6.2.5.4Hilfsmittel | 303 |
| 6.3? Softwareunterstützung bei der Prüfplanung für die Koordinatenmesstechnik | 304 |
| 7 Vom Messablaufplan über die Programmierung, Durchführung und Auswertung bis zur Ergebnisdarstellung | 306 |
| 7.1? Programmierung | 306 |
| 7.1.1Software zur Programmierung für Koordinatenmessgeräte | 308 |
| 7.1.2Rechnergestützte Schnittstellen für Eingangsinformationen: CAD und Planungssoftware | 310 |
| 7.1.3Simulation und Kollisionskontrolle | 315 |
| 7.1.4Rechnergestützte Übertragung von Messprogrammen | 317 |
| 7.1.5Programmierung von automatisierten Systemen in der Produktion | 319 |
| 7.1.6Programmierung bei speziellen Messaufgaben | 320 |
| 7.2? Messung und Auswertung der Koordinaten (Punkte) | 322 |
| 7.2.1Messung: Messprogrammausführung | 322 |
| 7.2.2Auswertung: Ableitung von Informationen aus den Messpunkten | 323 |
| 7.3? Ergebnisdarstellung und -übertragung | 333 |
| 7.3.1Messprotokollgestaltung, Messprotokollarten | 334 |
| 7.3.2Rechnergestützte Übertragung von Messergebnissen | 335 |
| 8 Spezielle Messaufgaben | 342 |
| 8.1? Spektrum der Messaufgaben mit komplexer Geometrie | 343 |
| 8.1.1Messobjekte mit analytischer Geometriebeschreibung (funktionsbedingt gegeben) | 343 |
| 8.1.2Messobjekte mit numerisch-approximativer Geometriebeschreibung | 346 |
| 8.2? Definition der Messaufgabe | 347 |
| 8.2.1Messaufgaben-Definition an ausgezeichneten Punkten | 347 |
| 8.2.2Messaufgaben-Definition entlang ausgezeichneter Linien | 348 |
| 8.2.3Messaufgaben-Definition durch 3D-Topografien | 349 |
| 8.3? Definition der Messstrategie | 350 |
| 8.3.1Auswahlkriterien und Beurteilungskriterien | 350 |
| 8.3.2Gerätebezogene Aspekte der Messstrategie | 350 |
| 8.3.3Phasen der Messprogrammerstellung und der Programmierung des Prüfprozesses | 351 |
| 8.4? Ausrichten | 356 |
| 8.4.1Methodik der Ausrichtung komplexer Messobjekte | 356 |
| 8.4.2Ausrichtung nach dem Werkstück-Grundkörper oder nach funktionsbestimmenden Bezugsflächen | 357 |
| 8.4.3Ausrichtung nach den Freiformflächen | 358 |
| 8.4.4Ausrichtung mit Ähnlichkeitstransformationen | 361 |
| 8.4.5Ausrichtung nach Teilflächen | 362 |
| 8.5? Messdatenauswertung | 363 |
| 8.5.1Messdatenauswertung für Freiformflächen | 364 |
| 8.5.1.1Zuordnung von Soll- und Ist-Punkten | 364 |
| 8.5.1.2Tastkugelkorrektur | 365 |
| 8.5.1.3Soll-Ist-Vergleich | 367 |
| 8.5.1.4Berechnung von Abweichungs-Kenngrößen | 368 |
| 8.5.2Sonderfall Verzahnungsmessungen | 370 |
| 8.5.3Besondere Auswertemethoden | 372 |
| 8.6? Funktionsorientierte Prüfungen | 373 |
| 8.6.1Prinzip der numerischen Funktionsprüfung in der Koordinatenmesstechnik | 373 |
| 8.6.2Beispiel Tragbildprüfung bei Zylinderrädern | 374 |
| 9 Messunsicherheit und Rückverfolgbarkeit von Messwerten | 378 |
| 9.1? Metrologische Rückverfolgbarkeit | 378 |
| 9.2? Ermittlung der Messunsicherheit | 380 |
| 9.2.1Messunsicherheitsbilanz | 381 |
| 9.2.2Ermittlung der Messunsicherheit am kalibrierten Werkstück | 391 |
| 9.2.3Ermittlung der Messunsicherheit durch Simulation | 392 |
| 9.2.4Korrektur systematischer Abweichungen | 393 |
| 9.3? Annahme und Überwachung von Koordinatenmessgeräten | 394 |
| 9.3.1Antastabweichung | 398 |
| 9.3.2Längenmessabweichung | 399 |
| 9.4? Eignungsnachweis für Prüfprozesse und Messsysteme | 401 |
| 10 Wirtschaftlichkeit | 6 |
| 10.1?Kosten | 6 |
| 10.2?Nutzen und Zweckerfolg einer Messung | 6 |
| 10.2.1 ??Referenzmodell zur Bewertung des Zweckerfolgs einer Messung | 6 |
| 10.2.2Methodisches Vorgehen | 6 |
| 10.3?Bewertungsansätze | 6 |
| 10.3.1 ??Konformitätsprüfung (Gestaltprüfung) | 6 |
| 10.3.2Prozessfähigkeitsuntersuchung | 6 |
| 10.3.3Statistische Prozesslenkung | 6 |
| 11 Schulungskonzepte | 428 |
| 11.1? Einführung | 428 |
| 11.2? Formen der Ausbildung | 429 |
| 11.3? Modernes Ausbildungskonzept CMTrain | 431 |
| 11.4? Ausblick auf künftige Ausbildung | 434 |
| Stichwortverzeichnis | 436 |
