Fertigungs- und Prozessmesstechnik (FMT u. PTMT)5 ECTS
(englische Bezeichnung: Manufacturing and Process Metrology)

Lehrveranstaltungen:

• • Fertigungsmesstechnik - Modellgestützte Prüftechnik zur Produktverifikation
    (Vorlesung mit Übung, 2 SWS, Tino Hausotte, Di, 16:15 - 17:45, H17 Maschinenbau)
  • Prozess- und Temperaturmesstechnik
    (Vorlesung mit Übung, 2 SWS, Tino Hausotte, Mi, 8:15 - 9:45, K1-119; Einzeltermin am 27.11.2013, 8:15 - 9:45, SR Biologie; Raumänderung am 27.11.2013 (SR Biologie statt K1))

Empfohlene Voraussetzungen:

Es wird empfohlen, folgende Module zu absolvieren, bevor dieses Modul belegt wird:

Grundlagen der Messtechnik (SS 2013)

Inhalt:

Fertigungsmesstechnik [FMT]

• 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
  

Prozess- und Temperaturmesstechnik [PTMT]

• Temperaturmesstechnik: Messgröße Temperatur: (thermodynamische Temperatur, Symbole, Einheiten, Temperatur als intensive Größe, Prinzip eines Messgerätes, direkte Messung und Voraussetzungen, indirekte Temperaturmessung und Voraussetzungen, Überblick primäre Temperaturmessverfahren, unmittelbar und mittelbare Temperaturmessung) • Prinzipielle Einteilung der Temperaturmessverfahren • Temperaturskalen: praktische Temperaturskalen (Tripelpunkte, Schmelz- und Erstarrungspunkte), klassische Temperaturskalen (Benennung und Fixpunkte), ITS 90 (Bereich, Fixpunkte, Interpolationsinstrumente • Mechanische Berührungsthermometer • Widerstandsthermometer (Pt100, NTC, PTC, Kennlinie, Messschaltungen) • Thermoelemente (Grundlagen, Aufbau, Vergleichsstelle, Bauformen) • Spezielle Temperaturmessverfahren (Rauschtemperaturmessung, Quarz-Thermometer) • Strahlungsthermometer • Statik und Dynamik thermischer Sensoren

• Druck- und Durchflussmesstechnik: Definition des Druckes, Druckarten, Fluide im Schwerefeld • Druckwaage (Kolbenmanometer) • Druckmessung mit Sperrflüssigkeit (U-Rohrmanometer und U-Rohrbarometer, Gefäßmanometer, Schrägrohrmanometer, Ringwaage) • Rohrfedermanometer, Plattenfedermanometer, Kapselfedermanometer • Druckmessumformer (DMS-Drucksensoren, Piezoresistive Drucksensoren, Kapazitive Drucksensoren) • Druckmittler (Druckvorlagen oder Trennvorlagen)

• Füllstand und Grenzstand: Füllstandsmessung, Grenzstandmessung • Peilstäbe, Schaugläser, Schwimmermessgeräte • Elektromechanische Lotsysteme, Tastplattenmessung, Vedrängergeräte • Hydrostatische Füllstandsmessung • Behälterwägung • Kapazitive Messverfahren • Radiometrische Messung • Laufzeitmessung

• Messumformertechnik

Lernziele und Kompetenzen:

Lernziele

• Motivation, Ziele, Grundsätze und Strategien der Fertigungs- und Prozessmesstechnik erfassen.

• Beurteilen und strukturelle Analyse von Messaufgaben in den genannten Bereichen. Transfer des Erlernten auf unbekannte, aber ähnliche Messaufgaben.

• Verständnis um die operative Herangehensweise an Aufgaben der messtechnischen Erfassung von dimensionellen und geometrischen Größen an Werkstücken sowie von nicht-geometrischen Prozessgrößen.

Kompetenzen

• Eigenständige Auswahl geeigneter Verfahren im Bereich Fertigungsmesstechnik- und Prozess- und Temperaturmesstechnik.

• Beschreiben von Messaufgaben, Durchführen, Auswerten von Messungen.

• Selbstständiges Erkennen von Schwachstellen in der Planung und Durchführung.

• Bewerten von Messergebnissen aus den Bereichen der Fertigungs- und Prozessmesstechnik.

• Angemessene Kommunikation und Interpretation von Messergebnissen und der zugrunde liegenden Verfahren.

Literatur:

• 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

• Hoffmann, Jörg: Handbuch der Messtechnik. 4. Auflage, Carl Hanser Verlag München, 2012 – ISBN 978-3-446-42736-5

  • Bernhard, Frank: Technische Temperaturmessung. Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York, 2004 – ISBN 3-540-62672-7

• Freudenberger, Adalbert: Prozeßmeßtechnik. Vogel Buchverlag, 2000 – ISBN 978-3802317538Kohlrausch, 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
  

Weitere Informationen:

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:
Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:

1. Berufspädagogik Technik (Master of Education): 3-4. Semester
   (Po-Vers. 2010 | Masterprüfung | Wahlpflichtmodule Fachwissenschaft | Fertigungs- und Prozessmesstechnik)
2. Maschinenbau (Bachelor of Science): 5-6. Semester
   (Po-Vers. 2007 | Wahlpflichtmodule | 1.-4. Wahlpflichtmodul | Fertigungs- und Prozessmesstechnik)
3. Maschinenbau (Bachelor of Science): 3-6. Semester
   (Po-Vers. 2009s | Wahlpflichtmodule | 1.-4. Wahlpflichtmodul | Fertigungs- und Prozessmesstechnik)
4. Maschinenbau (Bachelor of Science): 5-6. Semester
   (Po-Vers. 2009w | Wahlpflichtmodule | 1.-4. Wahlpflichtmodul | Fertigungs- und Prozessmesstechnik)
5. Maschinenbau (Master of Science): 1-2. Semester
   (Po-Vers. 2007 | Wahlpflichtmodule | 1.-5. Wahlpflichtmodul | 1.-5. Wahlpflichtmodul | 6.1 Fertigungs- und Prozessmesstechnik)
6. Maschinenbau (Master of Science): 1-2. Semester
   (Po-Vers. 2007 | Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau | Modulgruppe 6.1 Qualitätsmanagement und Messtechnik | Wahlpflichtmodul 6.1 Qualitätsmanagement und Messtechnik | Fertigungs- und Prozessmesstechnik)
7. Maschinenbau (Master of Science): 1-2. Semester
   (Po-Vers. 2007 | Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau | Modulgruppe 6.1 Qualitätsmanagement und Messtechnik | Wahlpflichtmodul 6.1 Qualitätsmanagement und Messtechnik | Fertigungs- und Prozessmesstechnik)
8. Maschinenbau (Master of Science): 1-2. Semester
   (Po-Vers. 2007 | Studienrichtung Fertigungstechnik | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Fertigungstechnik | Modulgruppe 6.1 Qualitätsmanagement und Messtechnik | Wahlpflichtmodul 6.1 Qualitätsmanagement und Messtechnik | Fertigungs- und Prozessmesstechnik)
9. Maschinenbau (Master of Science): 1-2. Semester
   (Po-Vers. 2007 | Studienrichtung Fertigungstechnik | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Fertigungstechnik | Modulgruppe 6.1 Qualitätsmanagement und Messtechnik | Wahlpflichtmodul 6.1 Qualitätsmanagement und Messtechnik | Fertigungs- und Prozessmesstechnik)
10. Maschinenbau (Master of Science): 1-2. Semester
    (Po-Vers. 2007 | Studienrichtung Rechnergestützte Produktentwicklung | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Rechnergestützte Produktentwicklung | Modulgruppe 6.1 Qualitätsmanagement und Messtechnik | Wahlpflichtmodul 6.1 Qualitätsmanagement und Messtechnik | Fertigungs- und Prozessmesstechnik)
11. Maschinenbau (Master of Science): 1-2. Semester
    (Po-Vers. 2007 | Studienrichtung Rechnergestützte Produktentwicklung | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Rechnergestützte Produktentwicklung | Modulgruppe 6.1 Qualitätsmanagement und Messtechnik | Wahlpflichtmodul 6.1 Qualitätsmanagement und Messtechnik | Fertigungs- und Prozessmesstechnik)
12. Maschinenbau (Master of Science): 1. Semester
    (Po-Vers. 2013 | Studienrichtung International Production Engineering and Management | Masterprüfung | Wahlpflichtmodule)
13. Mechatronik (Bachelor of Science): 5-6. Semester
    (Po-Vers. 2007 | Wahlpflichtmodule (für alle Studierende des Bachelorstudiums, die vor 01. Oktober 2012 Wahlpflichtmodule begonnen haben) | Wahlpflichtmodule | Katalog | Fertigungs- und Prozessmesstechnik)
14. Mechatronik (Bachelor of Science): 5-6. Semester
    (Po-Vers. 2009 | Wahlpflichtmodule (für alle Studierende des Bachelorstudiums, die vor 01. Oktober 2012 Wahlpflichtmodule begonnen haben) | Wahlpflichtmodule | Katalog | Fertigungs- und Prozessmesstechnik)
15. Mechatronik (Bachelor of Science): 5-6. Semester
    (Po-Vers. 2009 | Wahlpflichtmodule | 11 Messtechnik und Qualitätsmanagement)
16. Mechatronik (Master of Science): 1-3. Semester
    (Po-Vers. 2010 | Vertiefungsrichtungen | Qualitätsmanagement und Messtechnik | Fertigungs- und Prozessmesstechnik)
17. Mechatronik (Master of Science): 1-3. Semester
    (Po-Vers. 2012 | Masterprüfung | M1-M2 Vertiefungsrichtungen | 11 Messtechnik und Qualitätsmanagement)
18. Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science): 1-2. Semester
    (Po-Vers. 2009 | Ingenieurwissenschaftliche Studienrichtungen | Studienrichtung Maschinenbau | Wahlpflicht- und Vertiefungsmodul Modulgruppe 6 | Vertiefungsmodul Modulgruppe 6 | Fertigungs- und Prozessmesstechnik)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Fertigungs- und Prozessmesstechnik (Prüfungsnummer: 72451)

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 120, benotet

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

weitere Erläuterungen:
Prüfungstermine, eine allgemeine Regel der Prüfungstagvergabe und Termine der Klausureinsicht finden Sie auf StudOn: Prüfungstermine und Termine der Klausureinsicht

Erstablegung: WS 2013/2014, 1. Wdh.: SS 2014, 2. Wdh.: keine Wiederholung

1. Prüfer:

Tino Hausotte

Termin: 27.03.2014, 10:30 Uhr, Ort: H 11
Termin: 25.09.2014, 16:30 Uhr, Ort: HG Phy
Termin: 31.03.2015