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21.09.2011

Misst kleine und spiegelnde Objekte

Multisensor-Messgerät für bislang schwierig zu messende Werkstücke

Millimeterkleine Kameralinsen aus hauchdünnem Kunststoff oder Glas für Mobiltelefone, Miniatur-Komponenten aus dem Mikro-Spritzguss: Viele dieser Werkstücke stellen die Qualitätssicherung noch immer vor Herausforderungen. Woran das liegt und wie das optisch-taktile Messgerät O-Inspect von Carl Zeiss nun auch solche Werkstücke misst, erläutert Christoph Stark von Carl Zeiss Industrielle Messtechnik im Interview.

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Plastverarbeiter: Herr Stark, das Multisensor-Messgerät O-Inspect verfügt schon lange über einen taktilen Scanning-Sensor und einen 2D-Kamerasensor. Warum noch ein dritter Sensor zusätzlich?
Stark:
Bestimmte Werkstücke lassen sich weder taktil noch mit Hilfe einer Kamera messen. Besonders wenn sie sehr klein und empfindlich sind und zugleich über eine transparente, glänzende oder kontrastarme Oberfläche verfügen, wie zum Beispiel bestimmte Kameralinsen oder einige winzige Komponenten aus der Medizintechnik. Aber auch zähflüssige, kontrastarme Vergussmassen, etwa für Scheinwerfer, können weder mit einem Tastsensor noch mit einer Kamera gemessen werden.

Plastverarbeiter: Wieso nicht?
Stark:
Weil sie zu empfindlich sind! Manche Bauteile könnten bei der taktilen Messung selbst durch den sanften Kontakt mit dem Taststift verformt werden. Oder sie dürfen nicht berührt werden, weil das Material noch nicht gehärtet ist. Genauso wenig lassen sie sich zuverlässig mit einer Kamera erfassen, weil Spiegelungen oder fehlende Kontraste diese am korrekten Fokussieren hindern.

Plastverarbeiter: Wie haben Sie dieses Problem gelöst?
Stark:
Durch die Ergänzung um einen dritten Sensor: Für den sogenannten chromatischen Weißlichtsensor spielt weder die Größe des Messmerkmals noch die Oberfläche der Bauteile eine Rolle. Zudem misst er mitunter schneller als ein Taster.

Plastverarbeiter: Und wie genau funktioniert das?
Stark:
Das Werkstück wird mit gebündeltem weißem Licht bestrahlt. Eine spezielle Optik mit chromatischer Aberration im Messkopf spaltet das Licht in seine Spektralfarben auf. Jede Spektralfarbe ergibt eine andere Fokusebene. Ein Spektrometer analysiert das reflektierte Licht: Er stellt fest, bei welcher Farbe dessen Intensität am größten ist. Von der Spektralfarbe kann das Messgerät dann auf den Abstand zwischen Sensor und Oberfläche schließen - und leitet daraus die genaue Topografie des Bauteils ab.

Plastverarbeiter: Erfordert das auch eine neue Software?
Stark:
Nein, ganz und gar nicht. Dargestellt werden die Ergebnisse mit unserer gängigen Mess-Software Calypso. Sie gleicht die tatsächliche Topografie des Werkstücks mit dem angestrebten Zustand im CAD-Modell ab und macht Abweichungen sichtbar und quantifizierbar. Mit dieser Messsoftware programmieren die Messtechniker das O-Inspect-Messgerät auch auf neue Messaufgaben, unabhängig davon, welcher der drei Sensoren zum Einsatz kommt.

Plastverarbeiter: Für welche Anwendungen eignet sich das Messgerät mit dem zusätzlichen Weißlichtsensor besonders?
Stark:
Taktil scannen und optisch messen in einer Maschine, das war schon immer die Besonderheit der O-Inspect. So ist das Messgerät zum Standard für Anwendungen in der Kunststoffindustrie, Feinmechanik, Medizin- und Automobiltechnik geworden. Überall dort, wo mit hoher Genauigkeit kleine Bauteile in großer Stückzahl zu überprüfen sind. Der dritte Sensor macht jetzt auch die Messung besonders kleiner Merkmale und empfindlicher Materialien möglich.

Plastverarbeiter: Wo ist das Messgerät mit dem Weißlichtsensor bereits im Einsatz?
Stark:
Bei unseren Pilotkunden Tridonic Jennersdorf aus Österreich und bei Focke & Co. aus Verden. Diese beiden Unternehmen haben auch dabei geholfen, den Weißlichtsensor zur Marktreife zu bringen. Bei Tridonic machten LED-Vergussmassen in Scheinwerfern und Rückleuchten das neue Messverfahren erforderlich. Bei Focke & Co. können inzwischen alle Bestandteile von Zigarettenschachteln mit der O-Inspect gemessen werden - auch die kontrastarme, weiße Pappe mit Falzen von nur einem Zehntel Millimeter Höhe. Mit dem chromatischen Weißlichtsensor schließen wir die letzte Lücke im Messspektrum der O-Inspect.

 

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