Messschieber in der MSA Verfahren 1: warum ein guter Cgk bei zu grober Auflösung nichts beweist

Bei einer Messmittelfähigkeitsuntersuchung nach Verfahren 1 sehe ich mir als Erstes nicht den Cgk an, sondern die Auflösung des Messmittels. Das folgende Beispiel zeigt, warum diese Reihenfolge wichtig ist.

Geprüft wird ein digitaler Messschieber mit einer Auflösung von 0,01 mm. Das Merkmal ist ein Durchmesser von 8 mm mit einer Toleranz von 0,10 mm, also von 7,95 bis 8,05 mm. Gemessen wird 50-mal an einem Normal mit dem Istwert 8,001 mm. Das Ergebnis wirkt auf den ersten Blick hervorragend. 48 Anzeigen lauten 8,00 mm, nur je einmal erscheinen 8,01 und 7,99 mm.

Rechnerisch ergibt das eine Standardabweichung von 0,00202 mm und eine systematische Messabweichung von 0,001 mm. Mit dem üblichen k-Faktor 6 folgen daraus ein Cg von 1,65 und ein Cgk von 1,48. Beide Werte liegen über der Forderung von 1,33. Nach den Kennwerten allein wäre der Messschieber fähig.

Gerade die fast identischen Anzeigen sollten stutzig machen. Eine so kleine Streuung heißt nicht, dass der Messschieber besonders gleichmäßig misst. Sie heißt, dass er feinere Unterschiede gar nicht anzeigen kann. Alles, was zwischen 7,995 und 8,005 mm liegt, landet auf derselben Ziffer. Die Standardabweichung beschreibt dann weniger das Messsystem als die Rundung der Anzeige. Ein Cg, der auf dieser Streuung aufbaut, sieht besser aus, als er ist.

Bosch Heft 10 zieht deshalb eine Grenze, bevor überhaupt gerechnet wird. Die Auflösung darf höchstens 5 % der Toleranz betragen. Bis 10 % ist sie nur zulässig, wenn kein feineres Messmittel verfügbar ist (Heft 10, Abb. 3). Hier sind es 0,01 von 0,10 mm, also genau 10 %. Für einen Durchmesser von 8 mm gibt es aber ein feineres Messmittel, die Bügelmessschraube mit einer Auflösung von 0,001 mm. Die Ausnahme greift also nicht, und die Untersuchung ist nicht bestanden, obwohl Cg und Cgk im grünen Bereich liegen.

Für mich ist das der Kern des Beispiels. Die Kennwerte sind richtig gerechnet und beantworten trotzdem nicht die Frage, um die es geht, nämlich ob das Messmittel die Toleranz überhaupt fein genug auflösen kann. Wer nur auf Cg und Cgk schaut, übersieht das, denn die Kennwerte selbst geben darauf keinen Hinweis.

Umgekehrt lässt sich ausrechnen, ab welcher Toleranz der Messschieber geeignet ist. Bei 5 % und einer Auflösung von 0,01 mm muss die Toleranz mindestens 0,20 mm betragen. Für Merkmale mit ±0,1 mm und mehr ist der Messschieber also ein brauchbares Messmittel. Für ±0,05 mm ist er es nicht, ganz gleich, was Cg und Cgk sagen.

Die Prüfung der Auflösung kostet keine einzige Messung. Sie braucht nur zwei Zahlen, die vor der Untersuchung feststehen, die Auflösung aus dem Datenblatt und die Toleranz aus der Zeichnung. Deshalb stelle ich diese Frage vor der ersten Messung. Fällt die Antwort negativ aus, spart das im Zweifel 50 Messungen und einen Nachweis, der im Audit nicht hält.

Wer das an eigenen Messmitteln nachrechnen möchte, kann das kostenlos auf my8data.com tun. Die Auswertung nach Verfahren 1 prüft die Auflösung gegen die Toleranz gleich mit und nennt die kleinste Toleranz, für die das Messmittel noch geeignet ist.

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