Wege zu vergleichbaren Rauheitsprofilen bei der Messung mit mechanischen und optischen Tastern

Abstract

In der Rauheits- und Oberflächenmeßtechnik werden seit Jahren mechanische Taster eingesetzt. Durch weitgehende Normung sind Messungen, die mit Geräten verschiedener Hersteller oder an verschiedenen Orten durchgeführt wurden, sehr gut vergleichbar. Auch eine Fehlbedienung der Meßgeräte ist bei modernen Bauformen praktisch ausgeschlossen. Den Anforderungen an Labormeßgeräte, aber speziell auch an robuste In-Process- Messgeräte, können diese Geräte nur begrenzt entsprechen. Die für diese Anwendungsbereiche entwickelten Geräte basieren im allgemeinen auf optischen Meßverfahren. Die Akzeptanz neuer Geräte hängt unter anderem davon ab, ob die damit gemessenen Oberflächenprofile und die daraus berechneten Oberflächenkennwerte mit den mechanisch gemessenen übereinstimmen. Zahlreiche Veröffentlichungen stellen bei ausgewählten Gerätepaaren Unterschiede fest. Oft wird auch eine Erklärung der Unterschiede auf der Basis physikalischer Modelle des Meßverfahrens angeboten. Aus dem Verständnis der Funktion kann nicht immer ein Korrekturverfahren bzw. eine Korrekturvorschrift abgeleitet werden. Im folgenden werden verschiedene Verfahren zur Umrechnung ”nichtmechanisch“ gemessener Profile auf mechanisch gemessene Profile vorgeschlagen. Eines dieser Verfahren basiert auf dem Verständnis der Funktionsweise, d.h. dem physikalischen Modell des Tasters. Die anderen Verfahren basieren auf durch Standardexperimente bestimmten mathematischen Modellen, erfordern also kein Verständnis der Funkti- onsweise der verschiedenen Taster. Da die auf mathematischen Modellen basierenden Verfahren durch einfache Standar- dexperimente bestimmt werden, lassen sich diese einfach auf beliebige neue Geräte paare anwenden. Im Rahmen dieser Arbeit werden nur Taster betrachtet. Ein Taster gibt an einer Position X einen Meßwert Z aus. Ein Profil ergibt sich aus dem Abfahren der Oberfläche mittels eines Vorschubantriebs. Als Beispiel-Taster werden ein mechanisch beru ̈hrender Taster – Perthen MFW250 – und ein Autofokus-Laser-Taster – Rodenstock RM600 – betrachtet. Der mechanische Taster dient als Referenz. Die mit dem optischen Taster gemessenen Profile werden an die vom mechanischen Taster gemessenen Profile angepasst.

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