Eine moderne Produktion ist durch kleine Stückzahlen, hohe Flexibilität, große Variantenvielfalt, enge Toleranzen und große Wertschöpfungstiefe gekennzeichnet. Die Herstellung kleiner Losgrößen qualitativ hochwertiger Bauteile zu geringen Stückkosten ist damit eine zentrale Fragestellung produktionstechnischer Forschung. Eine flexible Fertigung und eine umfassende und fertigungsnahe Qualitätsprüfung sind notwendige Etappenziele.

Die Werkzeugmaschine bildet die Basis einer flexiblen Fertigung. Eine Geometrieprüfung der gefertigten Bauteile findet in der Regel auf Referenzmesssystemen wie Koordinatenmessgeräten in einem isolierten Messraum statt. Dies bedeutet eine hohe Investition in die Hardware, zusätzliche Transportwege und eine spezialisierte Ausbildung der Mitarbeiter. Je näher die Prüfung der Merkmalsausprägungen an den Fertigungsschritt heranrückt z.B. durch eine Geometrieprüfung direkt auf der Werkzeugmaschine, desto leichter fallen die Prozessanalyse und die Prozessmodellierung. Die fehlende Trennung zwischen Fertigungsmaschine und Messsystem verletzt jedoch einen Grundsatz für die Erfassung belastbarer Messdaten. Die fehlende Kenntnis der Einflussgrößen und die resultierenden Effekte auf eine solche Messung verhindert bisher die Angabe einer Messunsicherheit. Ohne Messunsicherheit ist das Messergebnis nicht bewertbar und ein späterer Prüfentscheid nicht abgesichert.

Der Autor entwickelt basierend auf der konstruktiven Ähnlichkeit von Werkzeugmaschine und Koordinatenmessgerät ein Verfahren, das eine softwaregestützte Bestimmung der Messunsicherheit für Messungen mit der Werkzeugmaschine ermöglicht. Dazu werden die Gemeinsamkeiten von Koordinatenmessungen auf Koordinatenmessgeräten und Werkzeugmaschinen diskutiert. Der Einfluss der geometrischen Abweichungen der Werkzeugmaschinen auf die Messunsicherheit wird dabei als dominant identifiziert. Der Zusammenhang zwischen der Messunsicherheit und den geometrischen Abweichungen der Werkzeugmaschine wird über ein entwickeltes mathematisches Modell der Werkzeugmaschinenkinematik und des Messprozesses beschrieben. An zwei Demonstratoren wird das Modell validiert. Der Erkenntnisgewinn der Forschungsarbeiten motiviert die Entwicklung eines neuartigen Messverfahrens, das prozessnah und schnell die notwendigen geometrischen Abweichungen der Werkzeugmaschine erfasst. Die Komponentenabweichungen werden mit einer in dieser Arbeit weiterentwickelten Methode aus interferometrisch gemessenen Längen und Winkeln berechnet.