Optisches Messen zu taktilem Messen - unterschiedliche Ergebnisse

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Guten Tag zusammen.

Kann uns jemand erläutern, warum man Unterschiede einer optischen zu taktilen Messung hat und welche Einflüsse darauf Wirkung haben?

Bei uns werden aktuell viele Teile taktil und optisch vermessen und jeder fragt sich, warum Unterschiede bis zu 4 Zehntel auftreten (trotz DMIS Import = 100% exakte Punkte).

Für uns ist die Sachlage klar.. beim optischen arbeiten wir mit Messprinzipien und die Systematik dahinter ist eine andere.. beim taktilen wird immer zu 100% ein Punkt angetastet und ausgewertet..

 

Ich bin der Meinung beides ist richtig, aber man sollte nicht die Vergleiche ziehen zwischen optisch und taktil.. dort wird es immer Unterschiede geben. Ich behaupte, das Kalibrierungen auch Einfluss darauf haben. Nur bräuchten wir eine Erklärung für Laien, die sich mit dem Unterschied Taktil zu Optisch nicht zufrieden geben ?

Oder irre ich mich und es MUSS eigentlich beides immer gleich sein?

 

Grüße und schönes Wochenende!

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Hallo, 

das Thema ist in der Regel komplex und es kann eine Menge von Gründen geben, warum "unterschiedliche" Messresultate raus kommen.

Aber: Normalerweise bewegen sich die Ergebnisse in der gleichen Größenordnung und mehrere Zehntel Unterschied deuten doch darauf hin, dass sie unterschiedliche Messstrategien oder Auswertungen vornehmen. Dies kann aber nur beurteilt werden, wenn man beide Messvorgehen und insbesondere die Auswertung vergleicht und exakt weiß, was passiert bzw. messtechnisch "programmiert" ist.

Hauptgründe (aus der Vergangenheit), warum sich "Messergebnisse" unterscheiden:

• Ausrichtestrategie bei taktiler Messung sind nicht iterativ (im Gegensatz zu unserer virtuellen Ausrichtung, besonders im RPS kann dieser Unterschied sehr schnell zu Tage treten)
• Ausrichtestrategie wird einmal mittels Spannvorrichtung vorgenommen und einmal direkt auf den Messdaten (und nicht auf der Vorrichtung)
• Radiuskompensation kann bei taktilen Messungen nicht immer "gut" appliziert werden, da die Antastung nur auf einem Einzelpunkt in einem Bereich hoher Krümmung stattfindet und Ist und Soll-Daten nicht gut zueinander passen
• Es wurden nicht genügend taktile Punkte gemessen, um Geometrieelemente  ausreichend gut zu bestimmen (insbesondere, wenn diese Elemente für Ausrichtungen genutzt werden)
• Das jeweilige Messverfahren ist nicht gut genug geeignet für die entsprechenden Materialeigenschaften (Optischer Sensor auf optisch ungeeigneten Flächen oder taktile Antastung bei veränderbaren Oberflächen)

Es gibt sicherlich noch mehr Gründe, diese können aber nur im speziellen Einzelfall analysiert werden und sie bedürfen einer "exakten" Analyse, was wirklich beim Messen, Ausrichten und Auswerten geschieht.

MfG,

Bernd Alpers

 

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Hallo Bernd,

Aktueller Fall: Es handelt sich hierbei um ganz simple Beispiele.. Ausrichtung über 2 Löcher (Kreis, Langloch) und ein Flächenpunkt (iterativ). Taktil werden hier um die Löcher rum je 3 Stützpunkte erstellt, die daraus resultierende Ebene blockiert dann zusätzlich die Raumachse. Verdrehung folgt über beide Löcher und eines ist der Nullpunkt.

Das Bauteil ist ca. 40cm lang und die RPS Ausrichtung liegt relativ weit auf einer Seite. Am anderen Ende des Bauteils haben wir dann taktil eine Abweichung von 0.10mm - optisch liegt diese Abweichung bei 0.34mm und es wurden schon viele verschiedene Messstrategien ausgetestet - das Ergebnis bleibt immer bis auf 0.02mm das selbe.

Die Flächenpunkte werden optisch per Schnittpunkt mit Netz vermessen und die Löcher mit einem Projizierten Offset Schnitt. Für mich, bei dieser Bauteillänge und der Situation der RPS Punkte, ist diese Abweichung noch vollkommen OK.. nur die Erklärung für die Projektleiter die das nicht einsehen können ist schwierig darzustellen.

[[Be...]]

Hallo,

wie ich schon ausführte: Für solche Analysen ist das Forum ungeeignet. Sie können sich gerne mit dem Projekt an den GOM Support wenden, damit eine konkretere Analyse möglicher Probleme stattfindet.

MfG,

Bernd Alpers

[[Ax...]]

Danke Herr Alpers für die kompakte Zusammenfassung.
Wir haben auch immer wieder das Problem, dass die Lieferanten ziemlich andere Messergebnisse liefern. Da wir hier nicht mit denselben Messpunkten arbeiten wie die Lieferanten, ist natürlich ein Vergleich noch schwieriger.
Manche Messergebnisse kann ich nachvollziehen, wenn ich meine Messstrategie ändere.
Manchmal denkt man sich aber: Die Ergebnisse sind gewürfelt....

[[Be...]]

Noch eine Ergänzung aus der Vergangenheit:

• Zu messendes Bauteil ist nicht "formstabil" (zum Teil war das nicht offensichtlich) und wurde während der verschiednene Messungen unterschiedlich gelagert bzw. gespannt. 
• Die genutzte "Lehre" oder Spannvorrichtung war selber nicht "formstabil".

Und leider auch der Klassiker:

• Messungen bei (stark) unterschiedlichen Temperaturen 

MfG,

Bernd Alpers

[[Er...]]

Hallo!

Dieses Phänomen der unterschiedlichen Ergebnisse habe ich auch schon erlebt. Ein Faktor den ich noch kurz erwähnen möchte, ist der Ausrichtung und der Soll-Daten. Wenn eine Ausrichtung auf einem nicht zur Achse liegenden Element konstruiert wurde, kann die Berechnung der einzelnen Messverfahren und Hersteller unterschiedlich sein. Soll heißen, wenn z.B. die Flächenpunkte zur Ausrichtung auf einer Fläche konstruiert wurden die schräg im Raum zum Achsenkreuz liegt, aber in genau eine Achsrichtung ausgerichtet werden, kann es schon durch die einzelnen Berechnungsverfahren unterschiedlicher Messsysteme zu unterschiedlichen Ergebnissen kommen.

Ich denke das Bild veranschaulicht meinen Ausführung.

Mit freundlichen Grüßen

E. Pusch

[[Be...]]

Hallo Herr Pusch,

mit diesem Anwendungsfall haben sie natürlich auch einen Klassiker beschrieben, insbesondere wenn in der taktilen Antastung dann nicht die Oberflächen-Normale  zur Antastung genommen wird, sondern die RPS-Wirkrichtung. Noch deutlicher wird es, wenn keine Iterationen im CMM-Programm "programmiert" worden sind.

In der GOM Software wird die Antastung immer so gemacht, wie im Messprinzip hinterlegt (also meist in Richtung der Normalen bei 'Schnitt mit Mesh') und dann im RPS wird nur der Anteil der Wirkrichtung genommen. Die Iterationen werden bei 'Dynamischen Regeln' automatisch angewendet und müssen normalerweise nicht eigens programmiert werden.

MfG,

Bernd Alpers

[[Er...]]

Hallo!

Das Problem ist, dass oft Soll-Daten zwischen den Messystemen ausgetauscht werden. Somit kann man auch schon mal sein, dass man die Punkte mit solche Normalen bekommt.

 

Grüße E. Pusch

[[Ma...]]

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Hallo!

 

Genau dieser Fall tritt bei uns bei Bauteilen auf, bei denen wir die X. Y. Z Koordinate manuell nach RPS Tabelle vergeben müssen. Laut unserem Application Engineer macht dies aber wenn ausgerichtet keinen Unterschied.. oder ist dem nun doch nicht so? Ich bin immer der Meinung der Vektor MUSS IMMER 90° zur Oberfläche liegen.

Grüße

[[Er...]]

Hallo!

Ich denke schon dass es ein Unterschied macht in welche Richtung die Normale zeigt und in welche Achsrichtung dann auch tatsächlich ausgerichtet wird. Da geht glaub jedes Messsystem seinen eigenen Weg um dieser Problematik Herr zu werden. Und die unterschiedlichen Ergebnisse bestärken mich in dieser Vermutung. Ebenso die Aussage von Hr. Alpers.

Grüße E. Pusch

[[Be...]]

Hallo,

ihr Application Engineer hat in unserem (!) System bei der Verwendung 'Dynamischer Regeln' durchaus Recht, da wir zwei Vorteile haben:

1. Wir können die Antastung virtuell beliebig oft wiederholen (was wir auch machen während der Berechnung der RPS Ausrichtung)!.
   Danach sollte die gemessene Oberfläche am Sollpunkt anliegen. Dies können sie einfach überprüfen, indem sie in die Ausrichtung schalten. Der Ist-Punkt wird erneut berechnet (durch Ausschalten des Auto-Recalc sehen sie, dass der Ist-Punkt neu gerechnet werden muss). Wenn der Check der Koordinate zu 0 aufgeht, liegt die Oberfläche am Sollpunkt.
   Im Gegensatz zu ihrem Application Engineer empfehle ich trotzdem, die Normale der korrespondierenden Oberfläche zu nehmen. Dies erhöht in der Regel die sogenannte Konvergenzgeschwindigkeit der RPS Berechnung -> Berechnung ist schneller und stabiler
   In CMM Programmen müssen diese Iterationen in der Regel "programmiert" werden. Wenn dies nicht erfolgt, können die Ergebnisse durchaus stark abweichen.
2. Wir müssen keinerlei Punktkompensation berechnen!
   Und hier ist ein großer Unterschied zu einer taktilen Messmaschine. In der CMM-Programmierung kommt es halt darauf an, wie diese Kompensation "programmiert" ist. Wenn sie z.B. nur einen Einzelpunkt antasten und dann vielleicht nur in Antastrichtung korrigiert wird und die Antastrichtung dann nicht in Richtung der Oberfläche zeigt, sondern einen größeren Winkel dazu aufweist, kann der "gemessene" Punkt ziemlich weit von der eigentlichen Oberfläche entfernt sein. Durch fehlende Iterationen verstärkt sich dieses Problem.
   Es kommt also deutlich stärker darauf an, was der CMM Bediener programmiert hat! Mit guten CMM Programmen kann man das gut ausgleichen, d.h. aber, dass man mehr Antastaufwand und damit auch mehr Zeitverbrauch hat und das Programm ist in der Regel komplizierter als eine einfache Antastung.

In unserer Onlinehilfe zur RPS-Ausrichtung in der Version 2021 haben wir versucht, den Einfluß 'Dynamischer Regeln' besser zu erklären (anhand von Skizzen). Diese theoretische Erklärung ist übertragbar, ob ich im CMM-Programm Iterationen programmiere oder nicht. Oder anders ausgedrückt: Dynamische Regeln (ergo: führe solange Iterationen aus bis sich keine Änderungen mehr ergeben) führen zu einer rechnerischen Simulation als wenn ich mein Bauteil in die die entsprechende Einbaulage mit Befestigungen an den RPS-Punkten gebracht hätte.

MfG,

Bernd Alpers