DE10160297B4 - Device for examining the surface of a rotational system-metric body - Google Patents
Device for examining the surface of a rotational system-metric body Download PDFInfo
- Publication number
- DE10160297B4 DE10160297B4 DE2001160297 DE10160297A DE10160297B4 DE 10160297 B4 DE10160297 B4 DE 10160297B4 DE 2001160297 DE2001160297 DE 2001160297 DE 10160297 A DE10160297 A DE 10160297A DE 10160297 B4 DE10160297 B4 DE 10160297B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- light source
- detection device
- light
- rotation
- image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
- G01N21/952—Inspecting the exterior surface of cylindrical bodies or wires
Abstract
Vorrichtung zur Untersuchung der Oberfläche eines rotationssymmetrischen Körpers (10), insbesondere hinsichtlich mikroskaliger Erhebungen (20) und/oder Vertiefungen in der Oberfläche (18), mit einer Einrichtung zur Rotation des Körpers (10) um eine Rotationssymmetrieachse (21), mindestens einer Lichtquelle (13, 14), die einen Bereich der Oberfläche (18) des Körpers (10) entlang einer Achse beleuchtet, einer der Lichtquelle (13, 14) zugeordneten ersten Detektionseinrichtung (11) und einer der Lichtquelle (13, 14) zugeordneten zweiten Detektionseinrichtung (12), wobei die Lichtquelle (13, 14) und die zweite Detektionseinrichtung (12) derart ausgestaltet und angeordnet sind, dass mittels der zweiten Detektionseinrichtung (12) bei der Rotation des Körpers (10) um die Rotationssymmetrieachse (21) ein Bild (30) der während der Rotation beleuchteten Oberfläche (18) des Körpers (10) erhältlich ist, und wobei die Lichtquelle (14) und die erste Detektionseinrichtung (11) derart ausgestaltet und angeordnet sind, dass eine streifende Beleuchtung auf die untersuchende Oberfläche (18) des Körpers (10) einfällt zur Erzeugung von Beugungsbildern, wodurch bei der...contraption for examination of the surface a rotationally symmetrical body (10), in particular with regard to microscale elevations (20) and / or Depressions in the surface (18), comprising means for rotating the body (10) about a rotational symmetry axis (21), at least one light source (13, 14), which covers an area of surface (18) of the body (10) illuminated along an axis, one of the light source (13, 14) associated first detection means (11) and one of the light source (13, 14) associated second detection means (12), wherein the light source (13, 14) and the second detection device (12) are configured and arranged such that by means of the second Detection device (12) during the rotation of the body (10) around the rotational symmetry axis (21) an image (30) of the during rotation illuminated surface (18) of the body (10) available is, and wherein the light source (14) and the first detection means (11) are configured and arranged such that a grazing Illumination on the examination surface (18) of the body (10) incident for the generation of diffraction images, whereby at the ...
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Untersuchung der Oberfläche eines rotationssymmetrischen Körpers, insbesondere hinsichtlich mikroskaliger Erhebungen und/oder Vertiefungen in der Oberfläche, nach der Gattung des Hauptanspruchs sowie deren Verwendung.The The invention relates to a device for examining the surface of a rotationally symmetrical body, in particular with regard to microscale elevations and / or depressions in the surface, according to the preamble of the main claim and their use.
Stand der TechnikState of technology
Bei der Kontrolle oder der Vermessung von Oberflächen, beispielsweise nach einem Laserstrukturierungsprozess oder einem Schleifprozess, hinsichtlich vorhandener Erhebungen und/oder Vertiefungen im Mikrometerbereich werden bisher vor allem Mikroskope und 3D-Messgeräte wie Profilometer eingesetzt.at the control or the measurement of surfaces, for example after a Laser structuring process or a grinding process, in terms existing elevations and / or depressions in the micrometer range Microscopes and 3D measuring devices such as profilometers have been used so far.
Mit diesen Methoden sind Mikrostrukturen, d. h. Strukturen mit typischen lateralen Abmessungen im Bereich von 1 μm bis 100 μm, insbesondere von 5 μm bis 40 μm, und einer entsprechenden Höhe zwar erfassbar, sie eignen sich jedoch bei praktikablen Taktzeiten nicht für eine Routinekontrolle oder 100-Kontrolle in der Serienfertigung. Insofern kann damit eine Qualitätskontrolle nur stichprobenartig erfolgen.With these methods are microstructures, i. H. Structures with typical lateral dimensions in the range of 1 .mu.m to 100 .mu.m, in particular from 5 .mu.m to 40 .mu.m, and a corresponding height Although detectable, but they are suitable for practicable cycle times not for a routine inspection or 100 control in mass production. Insofar, this can be a quality control only on a random basis.
Aus
dem Stand der Technik sind verschiedene Ausführungsformen zur optischen
Untersuchung von Oberflächen
eines Körpers
bekannt. Beispielsweise wird in
Ähnlich wird
in
Vorteile der Erfindungadvantages the invention
Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass damit Mikrostrukturen auf der Oberfläche von rotationssymmetrischen Körpern sehr einfach und schnell hinsichtlich Lage und Dimension erfasst bzw. deren Anwesenheit geprüft werden kann.The inventive device has opposite the prior art has the advantage that it microstructures on the surface of rotationally symmetrical bodies very easily and quickly recorded in terms of location and dimension or their presence checked can be.
Insbesondere ist es mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorteilhaft möglich, die Oberfläche des untersuchten Körpers auf eventuelle, vor allem mikroskalige Störungen wie Auswürfe, Riefen, Grate oder Vertiefungen zu prüfen und diese auch hinsichtlich flächenhafter Ausdehnung und Höhe bzw. Tiefe zu vermessen. Damit eignet sie sich vor allem zur Kontrolle der Qualität einer Führungsfläche einer Ventilnadel für ein Kraftstoffeinspritzsystem oder der Oberfläche eines Kraftstofffilters mit Mikrobohrungen.Especially it is with the device according to the invention advantageously possible, the surface of the examined body on possible, especially micro-scale disturbances such as ejections, scores, Check burrs or depressions and these also in terms of areal Extension and height or depth to be measured. This makes it especially suitable for control the quality a guide surface of a valve needle for a Fuel injection system or the surface of a fuel filter with microbores.
Daneben hat die erfindungsgemäße Vorrichtung den Vorteil, dass damit fertigungstypische Taktzeiten zur Untersuchung der Oberfläche eines Körpers im Bereich von einigen Sekunden erreicht werden, d. h. es ist damit eine 100%-ige Prüfung der Oberfläche hergestellter Bauteile möglich.Besides has the device according to the invention the advantage that thus production typical cycle times for investigation the surface of a body be reached in the range of a few seconds, d. H. it is with it a 100% exam the surface made possible components.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den in den Unteransprüchen genannten Maßnahmen.advantageous Further developments of the invention will become apparent from the mentioned in the dependent claims Activities.
So hat sich hinsichtlich der Lichtquellen vor allem der Einsatz von Laserlicht, Weißlicht, farbigem oder monochromatischem Licht, Ringlicht oder flächenhaftem Licht in Form einer Lichtwanne als vorteilhaft herausgestellt. Durch Auswahl der Lichtquelle kann überdies in einfacher Weise unterschiedlichen Sicherheitsanforderungen beim Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung Rechnung getragen werden.So has in terms of light sources, especially the use of Laser light, white light, colored or monochromatic light, ring light or planar Light in the form of a light well proved to be advantageous. By Selection of the light source can also in a simple way different security requirements when Operation of the device according to the invention Be taken into account.
Durch übliche Bildverarbeitungsschritte in der Auswerteeinheit ist es weiter vorteilhaft möglich, eine schnelle Erfas sung und Auswertung der Kennwerte der untersuchten Oberfläche mit Hilfe von kontrastreichen Aufnahmen zu erzielen.By usual image processing steps in the evaluation, it is further advantageous possible, a rapid recording and evaluation of the characteristic values of the examined surface to achieve with the help of high-contrast shots.
Daneben ist die erfindungsgemäße Vorrichtung für die Analyse weitgehend beliebiger rotationssymmetrischer Körper wie Zylinder, Stäbe und Scheiben geeignet. Insbesondere sind durch geeignetes Einspannen des Körpers in die Einrichtung zu dessen Rotation neben zylindersymmetrischer Körper auch kegelförmige Körper auf Oberflächenabweichungen prüfbar.Besides is the device according to the invention for the Analysis of largely arbitrary rotationally symmetric bodies such as Cylinders, bars and discs suitable. In particular, by suitable clamping of the body in the device for its rotation next to cylindrically symmetric body also conical body Testable for surface deviations.
Im Fall einer streifenden Beleuchtung der zu analysierenden Oberfläche des Körpers mit Hilfe von Laserlicht ist vorteilhaft, dass an der Oberfläche des Körpers ein Beugungsbild entsteht. Durch Auswertung dieses, mit Hilfe einer geeigneten Detektionseinrichtung erfassten Beugungsmusters lassen sich zusätzliche Informationen über die dreidimensionale Struktur der analysierten Oberfläche gewinnen. Insbesondere kommen darüber kleine Defekte deutlich hervor.in the Case of grazing illumination of the surface to be analyzed body With the help of laser light is beneficial that on the surface of the body Diffraction image arises. By evaluating this, with the help of a suitable detection means detected diffraction pattern can be additional information about gain the three-dimensional structure of the analyzed surface. In particular, come about it small defects clearly visible.
Generell ist schließlich zur Erreichung der gewünschten Auflösung im Mikrometerbereich vorteilhaft, wenn die Lichtquelle(n) und die Detektionseinrichtungen gegenüber der dem rotierenden Körper starr und unempfindlich gegenüber Erschütterungen angeordnet sind.As a general rule is finally to achieve the desired resolution in the micrometer range advantageous when the light source (s) and the Opposite detection devices the rotating body rigid and insensitive to shocks are arranged.
Zusammenfassend ist mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine 100%-ige Kontrolle von feinbearbeiteten oder mikrostrukturierten Oberflächen eines Körpers in einem einfachen und zugleich kompakten Messaufbau möglich, der sich auch zur Inline-Prozesskontrolle in der Serienfertigung von Bauteilen eignet. Zudem lässt sie sich problemlos auch mit weiteren, in die erfindungsgemäße Vorrichtung integrierte Sensoren erweitern, mit denen die untersuchte rotierende Oberfläche beispielsweise zusätzlich abgescannt und so ein dreidimensionales Höhenbild der analysierten Oberfläche erstellt werden kann.In summary is with the help of the device according to the invention a 100% control of fine or microstructured surfaces of a body in a simple and at the same time compact measuring setup possible, the also for inline process control in series production of Components is suitable. In addition, leaves They also easily with other, in the inventive device expand integrated sensors with which the investigated rotating surface for example, in addition be scanned to create a three-dimensional height image of the analyzed surface can.
Zeichnungendrawings
Die
Erfindung wird anhand der Zeichnungen und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert. Es
zeigt
Ausführungsbeispieleembodiments
Die
Weiter
ist in
Der
ersten Detektionseinrichtung
Weiter
ist eine der zweiten Detektionseinrichtung
Schließlich ist
in
Mit
Hilfe der Auswerteeinheit
Die
Zeilenkamera
Die
Erfassung von Vertiefungen bzw. Erhebungen im Mikrometer-Bereich
insbesondere hinsichtlich ihrer Dimension senkrecht zu der Ebene
der Oberfläche
Als
erste Lichtquelle
Zusammenfassend
wird bei Betrieb der Analysevorrichtung
Die
Die
Das
Bild
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001160297 DE10160297B4 (en) | 2001-12-07 | 2001-12-07 | Device for examining the surface of a rotational system-metric body |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001160297 DE10160297B4 (en) | 2001-12-07 | 2001-12-07 | Device for examining the surface of a rotational system-metric body |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10160297A1 DE10160297A1 (en) | 2003-06-26 |
DE10160297B4 true DE10160297B4 (en) | 2007-06-21 |
Family
ID=7708476
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2001160297 Expired - Fee Related DE10160297B4 (en) | 2001-12-07 | 2001-12-07 | Device for examining the surface of a rotational system-metric body |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10160297B4 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3027373A1 (en) * | 1979-07-20 | 1981-03-19 | Hitachi, Ltd., Tokyo | METHOD AND DEVICE FOR SURFACE TESTING |
DE3309584A1 (en) * | 1982-03-25 | 1983-10-06 | Gen Electric | OPTICAL INSPECTION SYSTEM |
-
2001
- 2001-12-07 DE DE2001160297 patent/DE10160297B4/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3027373A1 (en) * | 1979-07-20 | 1981-03-19 | Hitachi, Ltd., Tokyo | METHOD AND DEVICE FOR SURFACE TESTING |
DE3309584A1 (en) * | 1982-03-25 | 1983-10-06 | Gen Electric | OPTICAL INSPECTION SYSTEM |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE10160297A1 (en) | 2003-06-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102014118844B4 (en) | Bohrungsprüfvorrichtung | |
EP1248947B1 (en) | Method and device for characterizing a culture liquid | |
DE102012101301B4 (en) | Device for non-contact edge profile determination on a thin disc-shaped object | |
DE2602001C3 (en) | Device for checking a machined surface of a workpiece | |
EP3489735B1 (en) | Method and arrangement for light sheet microscopy | |
DE3007233C2 (en) | Method and device for the determination of defects in surfaces | |
DE102015113557B4 (en) | Sample device with reference mark | |
DE3428593A1 (en) | OPTICAL SURFACE MEASURING DEVICE | |
DE112015000627B4 (en) | Microspectroscopic device | |
EP0947802A2 (en) | Measurement arrangement for test pieces dimensions detection,preferably hollow bodies,in particular for bores in workpieces,as well as measurement method for such dimensions | |
DE102007003681A1 (en) | Method and device for analyzing an optical device | |
EP3410091A1 (en) | Device for detecting a modulation transfer function and a centring system of an optical system | |
DE102008051513A1 (en) | Surface measuring device with two measuring units | |
DE102016107900A1 (en) | Method and device for edge detection of a test object in optical metrology | |
WO2015044035A1 (en) | Confocal light microscope and method for examining a sample using a confocal light microscope | |
DE202017006788U1 (en) | Device for optically inspecting a cylinder inner wall | |
WO2004109226A2 (en) | Interferometric measuring device | |
AT402860B (en) | METHOD AND DEVICE FOR TESTING TRANSPARENT OBJECTS | |
DE10160297B4 (en) | Device for examining the surface of a rotational system-metric body | |
EP1960156A1 (en) | Device and method for visualizing positions on a surface | |
DE19537586C2 (en) | Measuring device for determining surfaces, surface profiles and volumes | |
DE10356412A1 (en) | Confocal arrangement for e.g. three-dimensional tooth shape measurement, has telecentric aperture arranged in internal focal plane of objective lenses to limit numerical aperture of lens, facing object, around specific value | |
DE102020122924A1 (en) | Method for analyzing a workpiece surface for a laser machining process and an analysis device for analyzing a workpiece surface | |
DE102009010638A1 (en) | Method for testing the density and / or homogeneity of components | |
EP2420820A2 (en) | Method for testing split components |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |