Softwaretest für Verzahnungsalgorithmen
FVA 904 I | IGF-Nr. 01|F21274 N
Zertifizierung von Auswertealgorithmen für evolventische Zylinderrad-Verzahnungen auf Koordinatenmessgeräten
Typischerweise werden in der Verzahnungsmetrologie Profil-, Flankenlinien- und Teilungsmessungen durchgeführt. Die Auswertung der entsprechenden Verzahnungsmessgrößen erfolgt in der Regel nach internationalen und nationalen Normen und Richtlinien, wie z.B. der ISO 1328-1:2013 oder VDI/VDE 2612-1:2018. Die fehlerhafte Interpretation oder Umsetzung der aktuellen Normen bei der Entwicklung der Auswertealgorithmen kann zu nicht-normgerechten und somit fehlerhaften Ergebnissen führen. Um die Zuverlässigkeit der Messergebnisse zu gewährleisten ist daher eine Validierung der Auswertealgorithmen erforderlich.
Zu diesem Zweck wurde in Zusammenarbeit mit Partnern aus der Industrie ein Software-Testmodul für Verzahnungsauswertesoftware entwickelt. Auf der Grundlage eines 3D-Evolventenverzahnungenmodells sowie unter Berücksichtigung verschiedener Flankenmodifikationen wurde ein Datengenerator zur Erzeugung von Testdaten entwickelt, der Profil-, Flankenlinien- und Teilungsmessungen für verschiedene Verzahnungstypen simuliert. Mit Hilfe einer ebenfalls im Projekt entwickelten Referenzsoftware wurden für die generierten Testdaten Referenzergebnisse einschließlich deren numerischen Unsicherheiten berechnet. Damit ist es möglich, Auswertesoftware für evolventische Außen- und Innenverzahnungen, links- und rechtssteigende Schrägverzahnungen und Geradverzahnungen sowie für mögliche Kombinationen verschiedener Zahnflankenmodifikationen in Profil- und Flankenlinienrichtung zu validieren. Getestet wird dabei die normgerechte Ermittlung der Verzahnungsmessgrößen für Profil, Flankenlinien und Teilung sowie Rundlauf, Zahndickenmaße und diametrales Zweikugelmaß.
Das neue Software-Testmodul "Involute Gear Evaluation" wurde in das Online-Validierungssystem TraCIM (Traceability for computational-intensive metrology) der PTB integriert und steht seit August 2024 interessierten Nutzenden aus der Industrie zur Verfügung. Das Funktionsprinzip einschließlich der Client-Server-Kommunikation ist in Bild 1 dargestellt. Um eine breite Akzeptanz zu gewährleisten, wurde die Datenstruktur für den Austausch von Testdaten auf der Grundlage des in der VDI/VDE 2610:2021 beschriebenen Gear Data Exchange Format (GDE-Format) definiert. Die Nutzenden erhalten von dem TraCIM-Server einen Satz an Testdaten für verschiedene Verzahnungsgeometrien, die sie mit ihrer eigenen Verzahnungssoftware auswerten. Die Ergebnisse werden anschließend zum Vergleich mit den Referenzergebnissen auf den TraCIM-Server hochgeladen. Sind die Abweichungen aller ermittelten Verzahnungsmessgrößen kleiner als der von den Nutzenden angegebene maximal zulässige Fehler, wird automatisch ein Prüfbericht generiert, der anschießend von der PTB ausgehändigt wird.
Das Vorhaben IGF-Nr. 01|F21274 N der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. (FVA) wurde im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages mit den Mitteln der IGF gefördert.
