Das Virtuelle Koordinatenmessgerät – ein Digitaler Metrologischer Zwilling

Abstract

Zusammenfassung Koordinatenmessgeräte (KMG) sind universell einsetzbare Längenmessgeräte zur Erfassung dreidimensionaler Objekte. Bei einer Messung unterliegen die einzelnen Messpunkte individuellen Einflüssen, die zur Messunsicherheit der Messergebnisse beitragen. Sind alle signifikanten Einflüsse erfasst, kann ein Messprozess mit dem sogenannten Virtuellen Koordinatenmessgerät (VCMM) vollständig simuliert werden. Ein wesentliches Ziel des VCMM ist die automatische Berechnung eines Messergebnisses unter Angabe eines Messwertes und seiner zugehörigen Messunsicherheit. Dies ist insbesondere für die noch in der Entwicklung befindlichen Rückführung für dimensionelle Messaufgaben an Großbauteilen für die Windenergie von Bedeutung, da materielle Normale in der erforderlichen Größe oftmals nicht zur Verfügung stehen. Für derart neue metrologische Herausforderungen werden Digitale Metrologische Zwillinge (D-MT), die wie das VCMM einen Messprozess vollständig abbilden, von zentraler Bedeutung. Dieser Beitrag beschreibt erstmalig die Definition für einen D-MT und die daraus resultierenden grundlegenden Anforderungen. An Messaufgaben wird gezeigt, welche Kriterien für vertrauenswürdige Eingangsdaten eines D-MT erfüllt sein müssen. Darüber hinaus wird auf die wichtige Unterscheidung zwischen systematisch bekannten, systematisch unbekannten und zufälligen Abweichungen eingegangen. Abschließend wird beschrieben, wie die zuverlässige Nutzung eines D-MT validiert und quantifiziert werden kann.