Ein Beitrag zur Meßdatenverarbeitung in der Koordinatenmeßtechnik

In der Koordinatenmeßtechnik werden Körper punktweise abgetastet. Die so gewonnenen diskreten Oberflächendaten werden verwendet, um mittels eines Berechnungsalgorithmus auf das geometrische Formelement zu schließen, welches den Meßdaten zugrunde liegt. Das so bestimmte Formelement läßt sich dann durch nur wenige charakteristische Kenndaten beschreiben, z.B. beim Zylinder durch den Radius, die Lage im Raum und die Orientierung der Zylinderachse. Ein wesentlichen Einfluß auf das Berechnungsergebnis hat die Meßstrategie, d.h. die Anzahl der Meßpunkte und deren Verteilung auf der Körperoberfläche, in Wechselwirkung mit dem verwendeten Berechnungsalgorithmus. Für die wesentlichen Formelemente Zylinder und Kegel sind diese Wechselwirkungen untersucht worden. Schnelle Berechnungsalgorithmen wurden dazu aufgestellt und bei unterschiedlichen Meßstrategien getestet. Besondere Berücksichtigung fand bei der Untersuchung die in der meßtechnischen Praxis oft auftretende beschränkte Möglichkeit der M eßpunktverteilung. Diese liegt beispielsweise bei nicht vollständig realisierten geometrischen Formen vor, wie etwa einer Lagerhalbschale, deren Oberfläche nur einen Halbzylinder bildet. Die Ergebnisse von Meßsimulationen zeigen den Einfluß der Meßstrategie auf die Form- und Lage-bestimmung vom Zylinder und Kegel auf. Für das Berechnen von Freiformflächen aus diskreten Punktkoordinaten werden drei alternative Algorithmen aufgezeigt und deren Wirkungsweise bei verschiedenen Meßstrategien gegenübergestellt. Alle drei Verfahren wurden in einem Meßmodul mit CAD-Unterstützung realisiert. Es zeigt sich, daß die lokal interpolierenden Splines gut für die Formflächenberechnung in der Meßtechnik geeignet sind, da sie lokale Formbeulungen sehr genau approximieren. Bei der Bewertung der Güte der Flächenberechnungsverfahren wurde insbesondere berücksichtigt, daß der Meßtechniker, im Gegensatz zum CAD-Konstrukteur, keine Änderung an Stützpunktdaten vornehmen darf, um z.B. einen Flächenverlauf zu g l