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07.01.2008

Taktil-optische Mikrotaster

Erweiterung in die dritte Dimension

Der in der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt PTB, Braunschweig, entwickelte taktil-optische Mikrotaster für die Koordinatenmesstechnik wird in Industrie und Forschung für die Messung kleiner Strukturen eingesetzt. Bisher war dieser auf die Messung in zwei Dimensionen beschränkt. Die PTB hat gemeinsam mit einem deutschen Messgerätehersteller ein Verfahren entwickelt, das diese Begrenzung überwindet und eine Empfindlichkeit des Systems zusätzlich in Richtung der optischen Achse realisiert.

Durch eine neue Anordnung, die statt der Beleuchtung des Tastelements mittels einer LED eine Laserdiode mit kohärentem Licht einsetzt, ist die Erweiterung in die dritte Dimension gelungen. Man beobachtet dadurch ein charakteristisches Specklemuster anstelle der zuvor beobachteten homogen ausgeleuchteten Kreisscheibe. Die Eigenschaften des Specklemusters können verwendet werden, um eine vollständige Auswertung der Tastkugel-Auslenkung in drei Dimensionen durchzuführen, basierend auf einem einzigen Kamerabild: X und Y aus der Verschiebung des Musters, Z aus der Größe des Musters.

Der taktil-optische Mikrotaster tastet die Oberfläche eines Werkstücks ab, indem Berührpunkte eines Tastelements mit der Oberfläche erfasst werden. Die durch Berührung entstehende Verschiebung des mit einer LED beleuchteten Antastelements wird mit einer Kamera erfasst und durch eine Bildverarbeitung ausgewertet. Somit ist eine mechanische Übertragung der Messkräfte auf Sensoren nicht notwendig. Dadurch können sehr kleine Antastelemente bis zu 20 µm Durchmesser realisiert werden. Bisher konnte die Verschiebung bei Werkstückkontakt nur in der Bildebene der Kamera ausgewertet werden. Eine Auslenkung in Richtung der optischen Achse der Beobachtungskamera war nicht möglich und wurde aufgrund der hohen mechanischen Steifigkeit des Tasters auch verhindert.

Unternehmensinformation

Physikalisch-Technische Bundesanstalt - PTB

Bundesallee 100
DE 38116 Braunschweig
Tel.: 0531 592-3005
Fax: 0531 592-3008

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