Unabhängig vom Anwendungsbereich (Mikromechanik, Elektronikproduktion usw.) werden an die Prüfverfahren in der Qualitätskontrolle immer höhere Anforderungen gestellt. Dabei stehen die Gesichtspunkte Präzision und Kosteneffizienz im Vordergrund des Interesses. Die optische Messtechnik hat auf Grund der erreichbaren Präzision und der zerstörungsfreien Technik einen großen Stellenwert in der Qualitätskontrolle.
Dr. Michael Möller, Nikon GmbH, Düsseldorf
Die neuen Video Messmaschinen NEXIV VMR3020 und VMR6555 bieten viele Funktionen, mit denen sich zahlreiche Anwendungen in der Mikromechanik oder Elektronikproduktion präzise, einfach und kostengünstig lösen lassen.
Besonders schnelle und präzise neue Messtische ermöglichen beispielsweise einen hohen Probendurchsatz.
Ein neuer 15fach Zoom erleichtert die Orientierung auf der Probe und ermöglicht gleichzeitig höchst präzise Messungen. Dabei bleibt der Arbeitsabstand unabhängig von der eingestellten Zoom-Stufe bei außergewöhnlichen 50 mm. So lassen sich zum Beispiel mit Hilfe des TTL (Through The Lens)-Laserautofokus auch tiefliegende Probenmerkmale antasten. Durch die neue „intelligente Suchfunktion“ wird die kostspielige Konstruktion von Probenhalterungen häufig überflüssig. Bei dieser Funktion wird im wesentlichen ein Probenmerkmal anhand wesentlicher Merkmale eines zuvor gespeicherten Bildes gesucht.
Da sich die untersuchten Probenmerkmale von Probe zu Probe leicht voneinander unterscheiden können werden nur wesentliche Probenmerkmale verglichen. Mit Hilfe der intelligenten Suchfunktion können Bauteile oder bestimmte Probenmerkmale auf dem Messtisch innerhalb vorgegebener Toleranzen gefunden und vermessen werden, ohne dass eine spezielle Halterung die Proben genau in der Position hält, in der das Teil während der Programmierung lag. Auch das Auffinden von Probenmerkmalen bei nicht präzise gefertigten Werkstücken oder die Vermessung von Probenmerkmalen, die auf Grund eines zu geringen Kontrasts nicht mit den herkömmlichen Messtastern angetastet werden können, kann durch die intelligente Suchfunktion möglich werden.
Geregeltes Ringlicht
Für die optimale Ausleuchtung der Proben hat Nikon ein neues Diodenringlicht entwickelt. Dieses Ringlicht besteht aus zwei Ringen mit je acht Sektoren. Alle sechzehn Elemente dieser Beleuchtung können unabhängig von einander geregelt werden. Mit Hilfe dieser neuen flexiblen Beleuchtung kann häufig auch bei schwierigen Oberflächen (Keramik, schwarze Kunststoffe etc.) ein Kontrast erzielt werden. Für die Abbildung von Konturen kann eine Durchlichtquelle verwendet werden und für raue Oberflächen oder tiefere Strukturen ist eine TTL-Auflichtquelle einsetzbar. Bei diesem TTL-Auflicht wird durch den kleinen Einfallswinkel ein Schattenwurf vermieden. Damit die Messmaschine nicht während der Programmierung neuer Messaufgaben blockiert ist, verfügen auch die neuen NEXIV Modelle über die Möglichkeit der „Offline Programmierung“. Dabei kann der Programmierer zum Beispiel in einem Büro und weit entfernt von der Messmaschine an Hand von CAD-Files arbeiten, während das Messsystem gleichzeitig im Einsatz ist. Die Messdaten lassen sich einfach per Knopfdruck von der NEXIV in Exel übertragen. Dort können automatisch weitere Berechnungen durchgeführt werden und die Daten in ein nach Ihren Wünschen gestaltetes Formblatt übertragen werden.
Lotkügelchen messen ohne spezielle Vorrichtung
Ein gutes Beispiel für die Effizienz moderner optische Messsysteme finden wir in der Qualitätskontrolle der Produzenten von „Solderballs“ (kleine Lotkügelchen zur elektrischen Kontaktierung moderner elektronischer Schaltkreise). Hier müssen zum Beispiel Durchmesser und die Rundheit der Kügelchen mit den Sollwerten verglichen werden. In den klassischen Messmethoden zwingt man dazu die Kugeln auf exakt definierte Positionen und führt dann die Messungen durch. Man kann die Kügelchen zum Beispiel über eine Rampe, die nur jeweils eine Kugel passieren lässt, in das Gesichtsfeld des optischen Messsystems rollen lassen oder alternativ eine Platte aus Plexiglas bauen, an deren Oberfläche sich zahlreiche Bohrungen befinden an denen von unten ein leichter Unterdruck erzeugt wird. Aufgrund des Unterdrucks lassen sich die Kugeln in den exakt definierten Positionen der Bohrungen fixieren. Beide Lösungen sind sehr aufwändig. Mit Hilfe der intelligenten Suchfunktion kann auf derartig aufwendige Konstruktionen verzichtet werden. Dazu werden die Kugeln einfach in eine flache transparente Schale gestreut. Die Maschine wird so programmiert, dass der Messtisch – nach dem Zufallsprinzip – Punkte in einem definierten Raster abfährt. An diesen Rasterpunkten werden mit Hilfe spezieller Messtaster die erforderlichen Messungen (Durchmesser, Rundheit) durchgeführt. Sollte sich an einer angefahrenen Rasterposition keine Kugel befinden, hilft die intelligente Suchfunktion beim Auffinden der nächstgelegenen Kugel und führt die vorgesehene Messung durch.
Weitere Informationen A QE 421
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