Toleranzbestimmung von Asphären basierend auf Fertigungsstatistiken

Ulrike Fuchs

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Zusammenfassung

Eine Standardmethode zur Toleranzbestimmung optischer Elemente oder Systeme ist die Durchführung einer softwarebasierten Monte-Carlo Analyse. Trotz verschiedener Gewichtungen und Verteilungen verlassen sich diese Design-Programme auf bestimmte Statistiken, welche in der Regel einige hundert Systeme als Endergebnis entstehen lassen. Der Einsatz dieser Verfahren ist daher bei kleinen Losgrößen unzuverlässig, insbesondere bei asphärischen Oberflächen. Letzteres ist vor allem auf das Subapertur-Polierverfahren zurückzuführen, das sich grundlegend von der Herstellung sphärischer Oberflächen unterscheidet.

Da der Einsatz asphärischer Oberflächen im optischen Design viele Vorteile in Bezug auf optische Funktion, Gewicht und Größenreduzierung bietet, sind auch für diese Oberflächen zuverlässige Toleranzen erforderlich. Glücklicherweise war es in den letzten Jahren möglich, eine hochpräzise Serienfertigung von asphärischen Linsen zu etablieren. Daher wurde eine beträchtliche Menge an Asphären in großen Chargen von bis zu mehreren tausend Stück produziert.

Aufgrund der Fertigungstechnologie von asphericon wurden mehrere verschiedene Parameter bei jeder einzelnen Linse vermessen. Die unglaubliche Menge an Informationen ist in einer umfänglichen Datenbank zusammengefasst und wurde genutzt, um den Zusammenhang zwischen den vorgegebenen Toleranzwerten und den Messdatensätzen zu untersuchen. Die aus den Messdatensätzen resultierenden Wahrscheinlichkeitsverteilungen wurden gezielt für ein robustes optisches Toleranzverfahren analysiert. Neben den Standardtoleranzen wie Mittendicke und Krümmungsradien werden Oberflächenformabweichungen wie die RMS-Anstiegstoleranz
diskutiert und eine Statistik erstellt. Darüber hinaus wird die Chargenvariation analysiert.

Über die Autorin

Dr. Ulrike Fuchs, asphericon GmbH, D-07745 Jena

Diesen Artikel zitieren

Ulrike Fuchs (2019): Toleranzbestimmung von Asphären basierend auf Fertigungsstatistiken, in: Wolf-Dieter Prenzel (Hrsg.), Jahrbuch Optik und Feinmechanik 2019, Görlitz: Optik-Verlag

Über das Buch

Jahrbuch Optik und Feinmechanik 2019

Das Jahrbuch vermittelt einen Überblick über aktuelle Entwicklungen in Forschung und Industrie.

ca. 300 Seiten
Preis : 54,90 EUR

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