Rauheitsmessung und Computertomografie

Matthias Eifler¹, Frederic Ballach², Jörg Seewig¹, Ralph Christoph², Frank Schneider¹, Jan C. Aurich¹

Download PDF

Zusammenfassung

Mit Hilfe geeigneter Hardware-Komponenten und Software-Verfahren können an Koordinatenmessgeräten mit Röntgentomografiesensorik immer kleinere Details von Werkstücken aufgelöst werden. Hierdurch entsteht eine Vielzahl neuer Anwendungsmöglichkeiten. Erste Untersuchungen an Raunormalen zeigen, dass aktuelle Geräte auch für die Rauheitsmesstechnik prinzipiell geeignet sind.

Messungen an hochpräzise gefertigten Werkstücken mit engen Toleranzen erfordern Koordinatenmessgeräte mit immer höher auflösender Sensorik. Insbesondere die Ermittlung der Oberflächenrauheit stellt hohe Anforderungen an das Auflösungsvermögen. Traditionell wird hier auf taktile Sensoren zurückgegriffen. Der Nachteil dieser Sensoren liegt vor allem darin, dass weiche Werkstücke durch das Antasten Mikrobeschädigungen erleiden können und das Messergebnis verfälscht wird. Optische Abstandssensoren stellen eine berührungslose Alternative zu klassischen Verfahren dar, da dieser Nachteil prinzipbedingt entfällt.

Der speziell für hochgenaue Messungen entwickelte Sensor Werth Interferometer Probe (WIP) [1] detektiert anhand von Laufzeitänderungen eines an der Werkstückoberfläche reflektierten Lichtstrahls die Position des Oberflächenpunktes. Die Auswertung erfolgt durch Bestimmung der Phasenverschiebung bei der Überlagerung mit einem Referenzstrahl. An unterschiedlichen Normalen wurden Rauheitsmessungen durchgeführt, die im Rahmen der Kalibrierunsicherheit mit den Ergebnissen der taktilen Referenzmessung übereinstimmen. Die kompakte Bauform und variable Geometrie des Sensorkopfes erlauben die Messung auch schwer zugänglicher Merkmale, beispielsweise in Bohrungen mit kleinen Durchmessern bis etwa 100 μm (Bild 1). Allen derzeit verfügbaren Sensoren gemein ist, dass die Rauheitsmessung nur an einzelnen Konturen stattfindet. Neue Konzepte, die die Bestimmung der Flächenrauheit zulassen, sind daher wünschenswert.

Über die Autoren

1 Dipl.-Ing. Matthias Eifler, Prof. Dr.-Ing. Jörg Seewig, Dipl.-Ing. Frank
Schneider, Prof. Dr.-Ing. Jan C. Aurich, TU Kaiserslautern

2 Dipl.-Ing. (FH) Frederic Ballach, Dr.-Ing. habil. Ralf Christoph, Werth Messtechnik GmbH

Diesen Artikel zitieren

Matthias Eifler, Frederic Ballach, Jörg Seewig et. al. (2019): Rauheitsmessung und Computertomografie, in: Wolf-Dieter Prenzel (Hrsg.), Jahrbuch Optik und Feinmechanik 2019, Görlitz: Optik-Verlag

Über das Buch