Mess- und Prüftechnik

Messsysteme für eine produktionsnahe 3D-Oberflächenvermessung

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Die Messsysteme von Confovis bieten die Möglichkeit je nach Messaufgabe mit dem Konfokal-Messverfahren (Strukturierte Beleuchtung) sowie mit dem Arbeitsprinzip der Fokusvariation zu messen und die Daten zu fusionieren. Das ist besonders von Vorteil, wenn sich in einem Messobjekt sowohl Stellen mit geringem Kontrast als auch steile Flanken befinden. Mit Data Fusion lassen sich die Ergebnisse beider Messungen über die Genauigkeiten der Antriebsachsen hinaus miteinander verbinden, indem spezielle Algorithmen die Datenqualität der einzelnen Messpunkte vergleichen.

Inhaltsverzeichnis

1. Auf Branchenanforderungen anpassbare Messsysteme
2. Messysteme sind integrierbar
3. Nachhaltiger Wertschöpfungsbeitrag
4. Optische Messtechnik

 

Bestimmte Messobjekte verlangen aufgrund ihrer Oberflächenbeschaffenheit eine gesamtheitliche Oberflächenanalyse. Die Kombination von konfokaler Messung und Fokusvariationsmessung ermöglicht eine Erfassung in ihrer Gesamtheit, sowohl hinsichtlich Mikrogeometrie, Rauheit und Isotropie, als auch rückführbar auf die gängigen Tastschnittnormen DIN EN ISO 4287 und 13565. So lassen sich beispielsweise auch schwierig zu messende Oberflächenkombinationen, wie diese bei Kontaktierungen eines USB-Sticks auftreten, artefaktfrei messen. Dessen Kontaktierungen (meist Gold) sind in Isolationsmaterial (Kunststoff) eingebettet und stellen herkömmliche Messgeräte aufgrund der unterschiedlichen Materialien auf die Probe. Mit der patentierten konfokalen Messtechnik von Confovis (Structured Illumination Microscopy) lässt sich diese schwierige Werkstoff- und Oberflächenkombination – ohne den Einsatz von Filtern – in Bezug auf Mikrogeometrie und Rauheit erfassen. Auch können extrem harte Schichten, wie DLC und amorphe Kohlenstoffschichten, in jedem Prozessschritt erfasst werden. Da diese Oberflächen meist zufällig verteilte Strukturelemente aufweisen, ergibt sich durch den Einsatz von konfokaler Messtechnik eine bessere Kennwertstabilität als bei taktilen Messgeräten.

Auf Branchenanforderungen anpassbare Messsysteme

Ausgehend von verschiedenen Branchenanforderungen bietet Confovis industrielle Messtechnik zur Messung und Auswertung von Oberflächen und Mikrostrukturen. Durch den modularen Aufbau der Messsysteme ist eine Anpassung an die entsprechenden Industrien (wie Automobil, Luft- und Raumfahrt, Präzisionswerkzeugbau, Metallurgie, Halbleiter oder Medizintechnik) flexibel möglich. Mit dem Messsystem Lead Inspect können beispielsweise in einem Messablauf Makrodrall (rückführbar auf die Daimler-Norm MBN 31007–07) und Mikrodrall (mit einem vom Institut für Maschinenelemente (IMA) entwickelten Verfahren) gemessen werden. Dies ermöglicht eine Bewertung der Oberflächen auf ihre Eignung als Dichtfläche sowie eine Optimierung und Überwachung der Produktion. Das Oberflächen- und Drallmesssystem scannt die Mantelfläche einer Welle entsprechend der aktuellen Fassung der Daimler-Norm MBN 31007–7 von 2009. Mithilfe einer präzisen Rotationsachse werden 72 Linien-Scans aufgenommen. Zudem kann das System Rauheitsmessungen gemäß DIN EN ISO 4287, DIN EN ISO 13565 und ISO 25178, wie auch die dominante Welligkeit gemäß VDA 2007 auswerten. Es ermöglicht kurze Messzeiten bei Korrelation zu den Ergebnissen taktiler Systeme und eine Auswertung des Mikrodralls nach Daimler-Norm. Das Messsystem Tool Inspect erfasst hingegen funktionstragende Oberflächen, die mit konfokaler Messtechnik bis in den einstelligen Nanometerbereich rückführbar auf die Normen DIN EN ISO 4287/4288, DIN EN ISO 13565 und DIN EN ISO 25178 sind. Mittels Fokusvariation können zusätzlich Geometrien mit steilen Flanken (z.B. an Zerspanungswerkzeugen) gemessen werden. Das System kann auf unterschiedlichen Gerätegrößen verwendet werden. So können auch Proben bis zu 700 mm Länge und 300 mm Höhe auf den robusten Maschinenkörpern aufgenommen werden. Der durch „Teach-in“ intuitiv anzulernende Messplan ermöglicht es komplexe Messaufgabe ohne Programmierkenntnisse zu automatisieren. So können auch Werker ohne Messtechnik-Vorkenntnisse zuverlässig wiederkehrende Messaufgaben ausführen.

Messysteme sind integrierbar

In Messgeräten zur dimensionalen Vermessung sind detaillierte Oberflächenmessungen bisher kein Standard. Entsprechend müssen Dimension, Rauheit und auch Welligkeit an mindestens zwei unterschiedlichen Messstationen vermessen werden, was höhere Messzeiten und einen erhöhten Aufwand bedeutet. Da die Messeinheit keine beweglichen Teile enthält und sehr robust ist, ist eine einfache Integration in Koordinatenmessgeräte und andere industrielle Messgeräte möglich. Auch sind entsprechende Schnittstellenvoraussetzungen mechanisch und softwareseitig vorhanden. Diese Integration macht Transferzeiten hinfällig. Gleichzeitig ermöglicht sie aber auch eine einheitliche Datenerfassung. Insbesondere unter dem Stichpunkt Industrie 4.0 können dadurch Wechselwirkungen aus Dimension, Form- und Lage sowie Oberfläche besser verstanden und dokumentiert werden.

Nachhaltiger Wertschöpfungsbeitrag

Langfristig profitieren Wertschöpfungsprozesse in Unternehmen, deren Produktion sich auf funktionstragende Oberflächen konzentriert, vom Einsatz optischer 3D Oberflächenmesstechnik: Durch Erreichen einer guten Kennwertstabilität können Fertigungsprozesse besser verstanden, überwacht und optimiert werden. Auch wirken sich die hohe Messgeschwindigkeit optischer Messtechnik und die Möglichkeit, Messungen vollautomatisiert durchzuführen, positiv auf den zeitlichen und personellen Ressourceneinsatz aus. Die aus beiden Punkten resultierenden Kosteneinsparungen tragen somit neben der Qualitätssicherung zum langfristigen wirtschaftlichen Erfolg dieser Unternehmen bei. jg

www.confovis.com

Details zu Konfokal-Messtechnik plus Fokusvariation von Confovis
hier.pro/FaN9Z

Messe Control 2019: Halle 7, Stand 219


PLUS

Optische Messtechnik

Confovis ist ein High-Tech-Unternehmen, das seit 2009 auf dem Gebiet der optischen 3D-Messtechnik tätig ist. Durch die Konfokal-Technologie „Structured Illumination Microscopy“ ergeben sich neue Möglichkeiten zur schnellen und nanometergenauen Oberflächenanalyse für industrielle Anwendungen. Mit der neuesten Gerätegeneration kombiniert das Unternehmen die Fokusvariation und die Konfokal-Messtechnik in einem System. Damit bietet der Messtechnik-Spezialist verschiedensten Industriekunden zeit- und kostensparende Lösungen für unterschiedliche Messaufgaben, wie Mikrokontur- und Rauheitsmessungen.



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