Hier wird ein microspace-solution-Topografiemesssystem vorgestellt, welches Ultrapräzisionsanforderungen gerecht wird und zudem funktional aufgaben- und prüflingsspezifisch optimiert ist.
Das System microspace-solution ist ein 2D-/3D-Präzisionsscansystem zur Ermittlung von:
– Geometriemerkmalen kleinster Abmess-
ungen
– Form- und Lageabweichungen
– Oberflächenmikrotopografien an Kleinteilen mit einer Auflösung von 0,1µm.
Mit dem berührungslosen optischen Messsystem können 2D-Profilscans und/oder 3D- Topografiescans innerhalb eines vertikalen Messbereiches von 0,3 mm aufgenommen und individuell oder automatisch nach teilespezifisch programmierten Makros als einzelne Topografie oder in Bezug auf eine andere separat gescannte Topografie ausgewertet werden. Das Scannen ist innerhalb eines lateralen Bereiches von 50 u 50 mm in Mess-schritten von 0,1 µm sowohl in kartesischen als auch in Polarkoordinaten möglich.
Das optische Messverfahren ist von der Oberflächenbeschaffenheit des Prüflings unabhängig. Es kann sowohl für stark reflektierende und glatte, als auch für diffuse Oberflächen mit stochastischem Profil und für beschichtete Oberflächen eingesetzt werden.
Durch den Einsatz von Präzisionsluftlagerführungen gepaart mit innovativer Sensorik wird eine sehr hohe Genauigkeit des Messgerätes erreicht.
Systemkomponenten und ihre Besonderheiten
Kern des Gesamtsystems ist eine mehrfach schwingungsgedämpfte Gesteinsportalanlage mit luftlagergeführter x-y-Präzisionsscan-einheit. An der Stirnseite der x-Achse befindet sich ein vertikal justierbarer Weißlichtsensor. Eine Besonderheit des Systems stellt der auf der Grundplatte variabel positionierbare luftgelagerte Präzisionsdrehtisch dar, auf dem der Prüfling aufgelegt oder über eine Vorrichtung aufgenommen werden kann. Der Drehtisch ist in horizontaler Position (Drehachse in z-Koordinatenrichtung) und in vertikaler Position (Drehachse in x-Koordinatenrichtung) einsetzbar. Je nach Messaufgabe erfüllt der Drehtisch zwei Funktionen:
In horizontaler Lage dient er als passive Aufnahme für den Prüfling beim Scannen in kartesischen Koordinaten oder als aktive Scanachse beim Scannen in Polarkoordinaten. In vertikaler Lage dient der Drehtisch im Zusammenhang mit der Aufnahmevorrichtung für den Prüfling als Drehachse zur Positionierung durch Schwenken des Prüflings.
Somit können mehrere Flächen des Prüflings in einer Aufspannung gemessen werden. Dies ist von Vorteil, wenn Lageabweichungen eines Elementes ermittelt werden sollen, die zu einem anderen gegenüberliegenden Element toleriert sind.
Gesteuert wird das Gesamtsystem durch einen Mess- und Auswerterechner, der wie die anderen Hardwarekomponenten (Controller, Druckluftregelung u. a.) in einem separaten Steuerschrank untergebracht ist. Im System microspace-solution wird ein stiftförmiger Weißlichtsensor zur berührungslosen Messung von 2D- und 3D- Oberflächen- und Geometrieparametern sowie Form- und Lageabweichungen eingesetzt. Der Weißlichtsensor ist ein hochauflösender optischer Entfernungsmesser mit koaxialem Aufbau und 0°-Messkopf. Aufgrund seiner hohen Messgenauigkeit von 0,1 µm und den vorteilhaft kleinen Messpunktdurchmesser von 1 µm ist der Weißlichtsensor besonders für den Einsatz in der 2D- und 3D-Topografiemesstechnik geeignet. Das Messsystem wird über eine eigene Softwareoberfläche bedient und programmiert. Diese hat die Aufgabe in Interaktion mit dem Bediener alle notwendigen Parameter für die Messung zu erfassen, zu verwalten und die automatische Kommunikation mit einen oder mehreren Auswerteprogrammen zu realisieren. Dem Programm hinterliegt eine Datenbank, in der alle Einstellungen für die verschiedensten Messungen und Prüflinge abgespeichert werden können. Durch einfaches Aufrufen der Datensätze werden alle notwendigen Parameter automatisch geladen. Das Messsystem ist somit in kürzester Zeit messbereit. Zur Auswertung der Messergebnisse kann verschiedene 2D- und 3D-Software zur Berechnung von Maß-, Form- und Lageabweichungen (ISO 1101) und der Oberflächenrauheit genutzt werden. Diese sind im Lieferprogramm enthalten und können im automatischen Betrieb mit der Messsoftware, oder manuell interaktiv vom Bediener genutzt werden. Somit ist auch im Softwarebereich eine hohe Flexibilität bei gleichzeitiger Einfachheit gewährleistet.
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Weitere Informationen A QE 405
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