Präzise 3D-Messungen von technischen Bauteilen

Zur Qualitätssicherung moderner Produkte werden schnelle und hochauflösende Messverfahren benötigt, die auch unter schwierigen Umgebungsbedingungen im fertigungsnahen Umfeld zuverlässig arbeiten. Besonders bei kritischen Funktionsflächen, z. B. Mikrooptiken oder Laufflächen von Zylindern und Gleitlagern, sind berührungslose Verfahren notwendig, die eine Beschädigung der Oberfläche vermeiden.

Solche präzisen und berührungslosen Messungen sind mit optischen Systemen realisierbar, worunter insbesondere die konfokale Messtechnik eine für viele Anwendungen geeignete Technologie ist. Das Verfahren nutzt für die Topographieerfassung gezielt den Schärfentiefebereich aus, ist robust und  ermöglicht eine schnelle Erfassung der Oberfläche. Außerdem ist die Messgeschwindigkeit skalierbar und kann entsprechend der geforderten Genauigkeit an die Aufgabe angepasst werden.

Ein weiterer Vorteil der konfokalen Messtechnik ist ihre Flexibilität. Für die Messung wird lediglich die Helligkeit des reflektierten Lichts verwendet, wodurch eine weitestgehende Unabhängigkeit von den Oberflächeneigenschaften des Messobjekts erreicht werden kann und unterschiedlichste Aufgabenstellungen gelöst werden können. Zuverlässige und schnelle Messungen sind möglich zur Bestimmung von geometrischen Merkmalen, wie der Höhe einer Abstufung auf spritzgegossenen Kunststoffbauteilen oder des Krümmungsradius von Mikrolinsen, zur Erfassung von Rauheitswerten auf gedrehten oder gefrästen Oberflächen oder zur Erfassung und Auswertung von kompletten Konturen.

Konfokales Messsystem
© twip optical solutions GmbH

Konfokales Messsystem für präzise 3D-Messungen von technischen Oberflächen

Gedrehte Oberfläche mit einer Abstufung
© twip optical solutions GmbH

Gedrehte Oberfläche mit einer Abstufung

Um den flexiblen Einsatz der konfokalen Messtechnik in der Qualitätssicherung und der Fertigungsmesstechnik zu ermöglichen, hat die Firma twip optical solutions GmbH, Stuttgart, das konfokale Messgerät »Consigno« entwickelt.

Dieses System zeichnet sich durch eine kleine und leichte Bauweise und einen robusten mechanischen Aufbau aus. Zudem wird durch einen mechanischen Antrieb laut Herstellerangaben eine hohe Messgeschwindigkeit über den gesamten Messbereich gewährleistet.

Neben den vielfältigen Aufgaben in der Qualitätssicherung ist das System auch für die Automatisierung spezieller Messaufgaben geeignet. Durch die Verwendung der Software »itom« ist eine einfache Einbindung zusätzlicher Hardware möglich, wie beispielsweise zusätzlicher Achsen für die Positionierung von Messobjekten, wodurch das System an unterschiedliche Messaufgaben angepasst werden kann. Zudem kann die Software in kundenspezifische Softwareumgebungen eingebunden und der Messkopf des Systems in bereits bestehende Fertigungslösungen und -anlagen integriert werden. Durch das geringe Gewicht ist auch die Integration an Industrierobotern möglich.

Implementierung des konfokalen Messsystems
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Implementierung des konfokalen Messsystems an einem Industrieroboter zur flexiblen Fertigungsmesstechnik