Prozessintegration von Messsystemen

Die Integration von Messsystemen in industrielle Fertigungsprozesse und -maschinen stellt die Messtechnik vor große Herausforderungen. Maschinenschwingungen erschweren die Messung ebenso wie sich bewegende Messobjekte. Das Ziel der In-Prozess-Messung besteht darin, bereits während des Bearbeitungsprozesses zuverlässige Messwerte zu liefern und so Qualitätsregelungen zu ermöglichen. Optische Messverfahren bieten hier einzigartige Möglichkeiten.

Die Weißlichtinterferometrie ist seit langem als Präzisionsmessverfahren zur To­po­gra­phie­er­fas­sung etabliert, erfordert allerdings eine schwingungsisolierte Umgebung. Im Fachgebiet Messtechnik wurden Weißlichtinterferometer um eine integrierte laserinterferometrische Ab­stands­mes­sung erweitert. Dies erlaubt die nachträgliche Korrektur der Messsignale des Weiß­licht­in­ter­fe­ro­me­ters hinsichtlich Um­ge­bungs­schwin­gun­gen oder Linearitätsabweichungen beim Tiefenscan, so dass sich auch unter ungünstigen Um­ge­bungs­be­din­gun­gen Höhenauflösungen im Nanometerbereich erzielen lassen.

Ein anderer Ansatz wird bei einem pha­sen­schie­ben­den Interferometer verfolgt, das mit einer Farbkamera ausgerüstet ist und anhand von zwei innerhalb von 50 µs aufgenommenen RGB-Bildern die 3D-Tpographie eines Messobjektes re­kons­tru­ieren kann.

Die Abbildung zeigt ein im Fachgebiet Messtechnik aufgebautes kompaktes Linnik-Interferometer mit 50-fach Vergrößerung und Schwingungskompensation für die hochauflösende In-Prozess-Topographiemessung.

P. Gollor, M. Schake, S. Tereschenko, K. Roetmann, K. Mann, B. Schäfer, G. Uhlrich, M. Haberland, P. Lehmann
Combination of a novel RGB interferometer using double pulse illumination and a Hartmann-Shack wavefront sensor for dynamic areal topography measurement
tm - Technisches Messen 87, 9 (2020) 523-534

S. Tereschenko, P. Lehmann
Inline scanning white-light interferometry with integrated vibration compenasation
tm - Technisches Messen, 86 (2019) 197-207

M. Schake, P. Lehmann
Quadrature-based interferometry using pulsed RGB illumination
Optics Express 27, No. 11 (2019) 16343-16358