DE102005024474A1 - Electrolytically etching a cavity in the surface of a workpiece, especially for measuring inherent internal stresses, comprises repeatedly etching and measuring the cavity from beneath - Google Patents

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Abstract

Electrolytically etching a cavity in the surface of a workpiece comprises positioning the workpiece in an etching position in which it is flushed with electrolyte from beneath, positioning the workpiece in a measuring position in which a geometric parameter of the cavity is measured from beneath, and performing further etching in dependence on the measurement. An independent claim is also included for apparatus for electrolytically etching a cavity in the surface of a workpiece (1), comprising an etching device (4) in which the workpiece can be positioned for flushing with electrolyte from beneath, a measuring device (5) in which the workpiece can be positioned for measuring a geometric parameter of the cavity from beneath, and a transport device (6) that can be moved between the etching device and the measuring device.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung jeweils nach dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.The The invention relates to a method and a device, respectively according to the generic term of the independent Claims.

Aus der DE 26 51 359 A1 ist ein elektrolytisches Poliergerät bekannt, mit dem eine gleichmäßig und spiegelblanke Oberfläche eines metallischen Werkstücks erreicht werden kann. Ferner ist die elektrochemische Herstellung von Ätzgruben für die Messung von Eigenspannungen von Werkstücken bekannt. Die Ätzgrube wird dabei anodisch als Ausnehmung durch einen elektrochemischen Materialabtrag erzeugt. Da die Ätzgruben häufig vorgegebene geometrische Parameter, insbesondere eine bestimmte Tiefe aufweisen sollen, ist bei der Herstellung derartiger Ätzgruben eine Messung von geometrischen Parametern, beispielsweise der Ätztiefe erforderlich. Üblicherweise wird dazu das Werkstück vor dem Ätzen mit einem elektrochemisch resistenten Material maskiert. Dabei erfolgt ein Auftrag des elektrochemisch resistenten Materials mit einem Pinsel, wobei ein Ätzfleck in dem für die Ätzgrube vorgesehenen Bereich der Oberfläche des Werkstücks frei bleibt. Anschließend folgt der elektrochemische Materialabtrag in dem Bereich des Ätzflecks, wobei als Ausnehmung im Material die Ätzgrube gebildet wird. Zur Ermittlung der erreichten Tiefe der Ätzgrube wird die Maskierung entfernt und die Ätzgrube mit einem 2D-Laser-Topographie-Messgerät ausgemessen. Aus dem Vergleich zwischen der ungeätzten Werkstückoberfläche und der maximalen Ätzgrubentiefe kann beispielsweise die Ätztiefe bestimmt werden. Zur Bildung einer Ätzgrube mit vorgegebenen geometrischen Parametern, beispielsweise einem vorgegebenen Sollwert der Ätztiefe wird der Vorgang Maskieren, Ätzen, Entfernen der Maskierung, Messen und Vergleichen wiederholt, bis der Sollwert erreicht ist.From the DE 26 51 359 A1 An electrolytic polishing apparatus is known with which a uniform and mirror-smooth surface of a metallic workpiece can be achieved. Furthermore, the electrochemical production of etch pits for the measurement of residual stresses of workpieces is known. The etching pit is generated anodically as a recess by an electrochemical material removal. Since the etching pits are often to have given geometric parameters, in particular a certain depth, a measurement of geometric parameters, for example, the etching depth is required in the production of such etching pits. Usually, for this purpose, the workpiece is masked before etching with an electrochemically resistant material. In this case, an application of the electrochemically resistant material takes place with a brush, wherein an etching spot remains free in the region of the surface of the workpiece intended for the etching pit. This is followed by the electrochemical material removal in the region of the etching spot, wherein the etching pit is formed as a recess in the material. To determine the achieved depth of the etch pit, the masking is removed and the etch pit is measured with a 2D laser topography meter. For example, the etch depth can be determined from the comparison between the unetched workpiece surface and the maximum etch pit depth. To form an etch pit with predetermined geometrical parameters, for example a predetermined setpoint value of the etch depth, the process of masking, etching, mask removal, measurement and comparison is repeated until the desired value is reached.

Nachteilig bei dem geschilderten Verfahren ist, das vor jeder Durchführung der Messung die Maskierung entfernt und im allgemeinen für den weiteren Materialabtrag erneut aufgebracht werden muss. Ferner erweist sich der Einsatz der Lasertechnik in diesem Zusammenhang aufwendig, da zur Gewährleistung eines ausreichend genauen 2-D-Linienschriebs eine genaue Spurlegung erforderlich ist.adversely in the described method is that before each of the Measure the masking away and generally for the rest Material removal must be reapplied. Furthermore, it turns out the use of laser technology in this context consuming because to guarantee a sufficiently accurate 2-D line plot, accurate tracking is required.

Ausgehend von dem angegebenen Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gattungsgemäßes Verfahren sowie eine gattungsgemäße Vorrichtung zu schaffen, mit denen auf einfache Weise abhängig von aktuellen Messwerten von zumindest einem geometrischen Parameter ein kontrollierter Materialabtrag möglich ist.outgoing from the cited prior art, it is the object of the present invention Invention, a generic method as well as a generic device to create, with those in a simple way dependent on current readings of at least one geometric parameter a controlled material removal possible is.

Das Verfahren sowie die Vorrichtung gemäß der Erfindung können besonders vorteilhaft bei der Herstellung von Ausnehmungen in einer Oberfläche eines Werkstücks zur so genannten zerstörungsfreien Messung von Eigenspannungen mittels Röntgendiffraktion, Neutronendiffraktion oder Ultraschall eingesetzt werden. Unter Eigenspannungen werden hier Spannungen innerhalb eines Werkstücks verstanden, die ohne äußere Belastung bestehen und den Betriebsspannungen überlagert sind.The Method and the device according to the invention can be particularly advantageous in the production of recesses in a surface of a workpiece to the so-called non-destructive Measurement of residual stresses by X-ray diffraction, neutron diffraction or ultrasound. Under residual stresses are here Stresses within a workpiece understood without external stress exist and the operating voltages are superimposed.

Erfindungsgemäß wird das Werkstück in zumindest einer Ätz-Position positioniert und die Oberfläche in einem für die Ätzgrube vorgesehenen Bereich geodätisch von unten mittels eines lokalen Spülprozesses mit dem Elektrolyten in Kontakt gebracht, wobei in diesem Bereich ein Materialabtrag der Oberfläche erfolgt. Das Werkstück kann auch nacheinander in mehr als einer Position verschiedenen Ätzpositionen positioniert werden. Die Verwendung eines lokalen Spülprozesses erlaubt es, den Materialabtrag ohne Verwendung einer auf der Oberfläche des Werkstücks aufgebrachten Maskierung durchzuführen. Es erübrigt sich daher auch eine Entfernung einer derartigen Maskierung von dem Werkstück bei wiederholten Messungen. In einer anderen Ausführungsform wird ein Ätzfenster durch eine Markierungsschicht definiert. Da die Oberfläche von unten mittels des lokalen Spülprozesses mit den Elektrolyten in Kontakt gebracht wird, erfolgt unter dem Einfluss der Schwerkraft in diesem Bereich eine gewisse Selbstreinigung der Oberfläche, wodurch die anschließende Messung des oder der geometrischer Parameter erleichtert wird. Da die Messung von geodätisch unten erfolgt, ist eine vereinfachte, insbesondere auch automatische Werkstückmanipulation während des Verfahrens erreichbar.According to the invention workpiece in at least one etching position positioned and the surface in a for the etching pit provided geodetic area from below by means of a local flushing process with the electrolyte brought in contact with, in this area a material removal of the surface he follows. The workpiece can also successively different etching positions in more than one position be positioned. The use of a local flushing process allows the removal of material without using one on the surface of the workpiece perform applied masking. Therefore, one is unnecessary Removal of such masking from the workpiece when repeated Measurements. In another embodiment becomes an etching window defined by a marking layer. Because the surface of down by means of the local flushing process is brought into contact with the electrolytes, takes place under the influence of gravity in this area some self-cleaning of the Surface, whereby the subsequent Measurement of the or the geometric parameters is facilitated. There the measurement of geodesic below is a simplified, especially automatic Workpiece manipulation during the Method achievable.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen sowie der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen.Further advantageous embodiments of the invention are dependent claims as well as the description and the drawing.

Vorteilhaft erfolgt eine absolute Höhenmessung der Oberfläche im Bereich der Ätzgrube, wobei keine Bezug auf ungeätzte Randbereiche des Werkstücks genommen wird.Advantageous an absolute height measurement takes place the surface in the area of the etching pit, with no reference to unetched Edge areas of the workpiece is taken.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine taktile Messung der oder des geometrischen Parameters der Ätzgrube vorgenommen. Hierbei wird eine Information über die betreffenden Parameter durch direktes Berühren des Innenbereichs der Ätzgrube gewonnen. Eine derartige taktile Messung kann beispielsweise mit einem induktivem oder piezoelektrischen Sensor erfolgen.In a preferred embodiment The invention will be a tactile measurement of the or the geometric Parameters of the etching pit performed. This is an information about the relevant parameters by direct contact the interior of the etching pit won. Such a tactile measurement can, for example, with an inductive or piezoelectric sensor.

Ferner kann auch eine optische Messung, beispielsweise mittels eines Lasers vorgenommen werden.Furthermore, an optical measurement, for example by means of a laser, can also be carried out become.

Der lokale Spülprozess umfasst vorzugsweise eine Spülfontäne des Elektrolyten, insbesondere in der Art eines Ätzstrahls. Es sind auch andere Formen des Spülprozesses denkbar, beispielsweise durch Besprühen aus einer Düse.Of the local flushing process preferably comprises a rinsing fountain of the electrolyte, in particular in the manner of an etching beam. There are also other forms of flushing conceivable, for example by spray from a nozzle.

Verfahrensmäßig ist es günstig, wenn das Werkstück vor und/oder nach einer Messung in einer Reinigungsposition positioniert und mit einem Reinigungsmedium zumindest im Bereich der Ätzgrube in Kontakt gebracht wird, damit die Messgenauigkeit sowie die Effektivität des Materialabtrags erhöht wird.Procedural is it cheap, if the workpiece positioned before and / or after a measurement in a cleaning position and with a cleaning medium at least in the region of the etching pit is brought into contact with it, thus the measuring accuracy as well as the effectiveness of the material removal elevated becomes.

Zur Bildung einer Ätzgrube mit vorgegebenen geometrischen Parametern ist es zweckmäßig, wenn der aktuelle Messwert des oder der geometrischen Parameter mit einem Sollwert verglichen und der Materialabtrag solange erfolgt, bis der Sollwert erreicht ist.to Formation of an etching pit with given geometric parameters, it is expedient if the current measured value of the geometric parameter (s) with a Target value compared and the removal of material takes place until the setpoint is reached.

Bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt zur Herstellung einer Ätzgrube, die zur Messung einer Einspannung des Werkstücks verwendet wird. Derartige Ätzgruben können eine Größe von cirka 1 cm2 und eine Tiefe bis zu 500 μ aufweisen.The method according to the invention is preferably used to produce an etching pit which is used to measure a clamping of the workpiece. Such etch pits may have a size of about 1 cm 2 and a depth of up to 500 μ.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst ein Ätzgerät, eine Messeinrichtung und eine Transporteinrichtung, wobei das Werkstück mittels der Transporteinrichtung zwischen dem Ätzgerät und der Messeinrichtung bewegbar ist. Das Werkstück ist im Bereich des Ätzgeräts in einer Ätzposition positionierbar oder wird in diesem Bereich positioniert. Die Oberfläche des Werkstücks wird im Bereich der vorgesehenen Ätzgrube geodätisch zum unten mittels eines lokalen Spülprozesses in Kontakt mit dem Elektrolyten gebracht, wobei in diesem Bereich ein Materialabtrag vorgesehen ist. Im Bereich der Messeinrichtung ist das Werkstück in einer Messposition positioniert bzw. es ist in diesem Bereich positionierbar, wobei geodätisch von unten zumindest ein geometrischer Parameter der Ätzgrube, vorzugsweise eine Ätztiefe messbar ist oder gemessen wird.The inventive device includes an etching device, a Measuring device and a transport device, wherein the workpiece by means of the transport device between the etching device and the measuring device movable is. The workpiece is in an etching position in the area of the etching device positionable or positioned in this area. The surface of the workpiece becomes geodetically in the area of the intended etching pit down by means of a local flushing process brought into contact with the electrolyte, being in this range a material removal is provided. In the area of the measuring device is the workpiece positioned in a measuring position or it is in this area positionable, being geodesic from below at least one geometrical parameter of the etch pit, preferably an etching depth is measurable or measured.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Transporteinrichtung einen Schrittmotor mit dem eine präzise Positionierung des Werkstücks möglich ist.In a preferred embodiment According to the invention, the transport device comprises a stepping motor with the one precise Positioning of the workpiece possible is.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen der nachfolgenden Beschreibung sowie den zugehörigen Zeichnungen zu entnehmen.Further advantageous embodiments of the invention are independent from its summary in the claims of the following description and the associated Drawings to take.

Hierbei zeigtin this connection shows

1 schematisch die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bildung einer Ätzgrube. 1 schematically the device according to the invention for forming an etching pit.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Werkstück 1 in einer Ätzposition im Bereich eines Ätzgeräts 4 positioniert. Das Werkstück besteht aus Aluminium, Eisen, rostfreiem Stahl oder einem beliebigen anderen metallischen oder Halbleitermaterial bei dem ein elektrochemischer Materialabtrag mit einem Elektrolyten möglich ist. Dabei wird die Technik des Anodisierens eingesetzt, d.h. das Werkzeug fungiert als Anode, der Elektrolyt als Kathode. Das Ätzgerät 4 umfasst eine Wanne 2 zur Aufnahme eines Elektrolyten 2a, der für den elektrochemischen Materialabtrag des betreffenden Werkstückmaterials geeignet ist. Das Ätzgerät 4 erzeugt eine Spülfontäne 3 des Elektrolyten 2a, wobei in der Ätzposition die Oberfläche in dem für die Ätzgrube vorgesehenen Bereich geodätisch von unten mit dem Elektrolyten in Kontakt gebracht wird. Der für die Ätzgrube vorgesehen Bereich der Oberfläche wird durch ein Ätzfenster definiert. Zur genaueren Festlegung des Ätzfenster kann optional eine Maskierung mit einem resistenten Lack oder dergleichen vorgesehen sein. Vorzugsweise ist das Ätzgerät mit einem Steuermodul 8 verbunden, von dem eine geeignete Ätzspannung zur Verfügung gestellt wird. Bevorzugt wird als Ätzgerät ein Struers LectroPol5 verwendet.In the present embodiment, a workpiece 1 in an etching position in the region of an etching device 4 positioned. The workpiece consists of aluminum, iron, stainless steel or any other metallic or semiconductor material in which an electrochemical material removal with an electrolyte is possible. The technique of anodization is used, ie the tool acts as the anode, the electrolyte as the cathode. The etching device 4 includes a tub 2 for receiving an electrolyte 2a , which is suitable for the electrochemical material removal of the relevant workpiece material. The etching device 4 creates a rinse fountain 3 of the electrolyte 2a in which, in the etching position, the surface in the region provided for the etching pit is geodetically brought into contact with the electrolyte from below. The area of the surface intended for the etching pit is defined by an etching window. For a more precise definition of the etching window, it is optionally possible to provide a masking with a resistant lacquer or the like. Preferably, the etching device is with a control module 8th connected, from which a suitable etching voltage is provided. The etching apparatus used is preferably a Struers LectroPol5.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst ferner eine Messeinrichtung 5. Das Werkstück 1 kann in dem Bereich der Messeinrichtung 5 in eine Messposition gebracht werden, wobei geodätisch von unten zumindest ein geometrischer Parameter der Ätzgrube gemessen werden kann. Vorzugsweise weist die Messeinrichtung einen taktilen Sensor, beispielsweise einen auf dem induktions- oder piezoelektrischen Effekt basierenden Sensor auf. In einer weiteren Ausführungsform kann die Messeinrichtung einen optischen Sensor, beispielsweise einen Lasersensor aufweisen.The device according to the invention further comprises a measuring device 5 , The workpiece 1 can be in the range of the measuring device 5 be brought into a measuring position, wherein geodetically from below at least one geometric parameter of the etching pit can be measured. The measuring device preferably has a tactile sensor, for example a sensor based on the induction or piezoelectric effect. In a further embodiment, the measuring device may comprise an optical sensor, for example a laser sensor.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist ferner eine Transporteinrichtung 6 auf, wobei das Werkstück mittels dieser Transporteinrichtung 6 zwischen dem Ätzgerät 4 und der Messeinrichtung 5 bewegbar ist. Die Transporteinrichtung umfasst ein Transportmodul 6a mit einer Halterung, in die das Werkstück 1 eingespannt werden kann. Das Transportmodul 6a ist entlang einer Transportschiene 6b bewegbar, wobei das Werkstück 1 von der Ätzposition in die Messposition gebracht werden kann.The device according to the invention further comprises a transport device 6 on, wherein the workpiece by means of this transport device 6 between the etching device 4 and the measuring device 5 is movable. The transport device comprises a transport module 6a with a holder into which the workpiece 1 can be clamped. The transport module 6a is along a transport rail 6b movable, with the workpiece 1 can be brought from the etching position to the measuring position.

Optional weist die Vorrichtung ferner eine Reinigungsstation 7 auf. Gegebenenfalls kann das Werkstück 1 auch in den Bereich der Reinigungsstation 7 mittels der Transporteinrichtung 6 gebracht werden.Optionally, the apparatus further comprises a cleaning station 7 on. Optionally, the workpiece 1 also in the field of Reinigungssta tion 7 by means of the transport device 6 to be brought.

Um eine möglichst genaue Manipulation des Werkstücks 1 zu erreichen, umfasst die Transporteinrichtung 6 vorzugsweise einen Schrittmotor. Die Messeinrichtung 5 sowie gegebenenfalls die Reinigungsstation 7 sind elektrisch mit einer Steuereinheit 9 verbunden. Die Steuereinheit 9 kann durch einen PC 10 mit einem Monitor 11 programmiert und überwacht werden. Die Steuereinheit 9 ermöglicht ferner über das Steuermodul 8 die Steuerung des Ätzgeräts 4.To achieve the most accurate manipulation of the workpiece 1 reach, includes the transport device 6 preferably a stepper motor. The measuring device 5 and optionally the cleaning station 7 are electric with a control unit 9 connected. The control unit 9 can through a PC 10 with a monitor 11 be programmed and monitored. The control unit 9 also allows via the control module 8th the control of the etching device 4 ,

Zur Bildung einer Ätzgrube wird folgendermaßen verfahren.

  • 1. Das Werkstück 1 wird in die Halterung des Transportmoduls 6a eingespannt. Zur Durchführung einer Nullmessung wird das Werkstück in dem Bereich der Messeinrichtung 5 positioniert und es wird geodätisch von unten zumindest ein geometrischer Parameter der Ätzgrube gemessen. Mit dieser Messung wird ein Referenzwert festgelegt. Vorzugsweise wird eine Referenzhöhe der Oberfläche gemessen; der Fortschritt des Materialabtrags bzw. die Tiefe der Ätzgrube wird dann durch eine absolute Höhenmessung beurteilt. Dies entspricht einer Entfernungsmessung zwischen dem Boden der Ätzgrube und einem Nullwert des Sensors. Eine relative Höhenmessung bei dem die Ätzgrube bzw. die Tiefe der Ätzgrube gegenüber dem ungeätzten Rand der Ätzgrube gemessen wird, kann damit vermieden werden. Es versteht sich, dass in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung eine relative Höhenmessung vorgenommen werden kann. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, eine Referenzhöhe festzulegen.
  • 2. In einem weiteren Schritt wird das Werkstück 1 über der Reinigungseinrichtung 7 positioniert und mit einem Reinigungsmedium, beispielsweise Alkohol zumindest im Bereich der Ätzgrube in Kontakt gebracht bzw. abgespült. Anschließend wird die Oberfläche des Werkstücks 1 zumindest im Bereich der Ätzgrube mit Pressluft trocken geblasen.
  • 3. Anschließend wird das Werkstück 1 zum Ätzgerät 4 bewegt. Um einen guten Kontakt zwischen Elektrolyt und Werkstück zu gewährleisten wird ein Spülprozess ohne Ätzspannung für eine vorgegebene Zeit beispielsweise 5 Sekunden eingesetzt. Anschließend wird eine Ätzspannung angelegt und der elektrochemische Materialabtrag gestartet. Die den Materialabtrag bestimmenden Parameter wie Ätzspannung und Ätzstrom werden von dem Steuermodul 8 bestimmt. Die Ätztiefe wird durch die Zeit bestimmt, während der die Spülfontäne den Elektrolyten in Kontakt mit dem Bereich der Oberfläche des Werkstücks bringt, der für die Ätzgrube vorgesehen ist. Die Querschnittfläche der Ätzgrube wird durch den Bereich bestimmt, der von der Spülfontäne erfasst wird. Für eine bessere Festlegung der Ätzgrube kann eine Maskierungsschicht mit einem Ätzfenster auf der Oberfläche des Werkstücks 1 verwendet werden. Es versteht sich, dass statt einer Spülfontäne auch ein anderer lokaler Spülprozess beispielsweise ein Besprühen mit Elektrolyt von der Erfindung umfasst wird.
  • 4. Anschließend wird das Werkstück 1 im Bereich der Reinigungseinrichtung 7 positioniert und die Oberfläche mit Alkohol abgespült und anschließend mit Pressluft trocken geblasen.
  • 5. Anschließend wird das Werkstück 1 im Bereich der Messeinrichtung 5 in einer Messposition positioniert und geodätisch von unten der oder die geometrischen Parameter der Ätzgrube gemessen. Vorzugsweise wird eine Höhenmessung vorgenommen. Für den Fall, dass eine absolute Höhenmessungen verwendet wird, wird eine Differenz zur Referenzmessung ermittelt. Ein weiterer Materialabtrag erfolgt in Abhängigkeit von dem aktuellen Messwert.
  • 6. Zur Bildung einer Ätzgrube mit einer vorbestimmten Ätztiefe wird der aktuelle Messwert der Ätztiefe mit einem entsprechenden Sollwert verglichen und der Materialabtrag solange fortgesetzt bis der Sollwert erreicht wird. Vorzugsweise werden hierzu die Schritte 1 bis 5 wiederholt.
The following procedure is used to form an etching pit.
  • 1. The workpiece 1 gets into the holder of the transport module 6a clamped. To perform a zero measurement, the workpiece is in the area of the measuring device 5 positioned and it is geodetically measured from below at least one geometric parameter of the etching pit. This measurement is used to set a reference value. Preferably, a reference level of the surface is measured; the progress of the material removal or the depth of the etching pit is then assessed by an absolute height measurement. This corresponds to a distance measurement between the bottom of the etching pit and a zero value of the sensor. A relative height measurement in which the etching pit or the depth of the etching pit is measured relative to the unetched edge of the etching pit can thus be avoided. It is understood that in a further embodiment of the invention, a relative height measurement can be made. In this case, it is not necessary to set a reference altitude.
  • 2. In a further step, the workpiece 1 over the cleaning device 7 positioned and brought into contact with a cleaning medium, for example alcohol at least in the region of the etching pit or rinsed. Subsequently, the surface of the workpiece 1 blown dry with compressed air, at least in the area of the etching pit.
  • 3. Subsequently, the workpiece 1 to the etching device 4 emotional. In order to ensure good contact between the electrolyte and the workpiece, a rinsing process without etching voltage is used for a predetermined time, for example 5 seconds. Subsequently, an etching voltage is applied and the electrochemical material removal is started. The material removal determining parameters such as the etching voltage and the etching current are provided by the control module 8th certainly. The etch depth is determined by the time during which the irrigation fountain brings the electrolyte into contact with the area of the surface of the workpiece intended for the etch pit. The cross-sectional area of the etch pit is determined by the area that is detected by the irrigation fountain. For a better definition of the etching pit, a masking layer with an etching window on the surface of the workpiece 1 be used. It is understood that instead of a rinsing fountain, another local rinsing process, for example, spraying with electrolyte of the invention is included.
  • 4. Subsequently, the workpiece 1 in the area of the cleaning device 7 positioned and rinsed the surface with alcohol and then blown dry with compressed air.
  • 5. Subsequently, the workpiece 1 in the field of measuring equipment 5 Positioned in a measuring position and geodetically measured from below or the geometrical parameters of the etching pit. Preferably, a height measurement is made. In the event that an absolute height measurement is used, a difference to the reference measurement is determined. Another material removal takes place depending on the current measured value.
  • 6. To form an etching pit with a predetermined etch depth, the current measured value of the etch depth is compared with a corresponding desired value and the removal of material continues until the desired value is reached. Preferably, steps 1 to 5 are repeated for this purpose.

11
Werkstückworkpiece
22
Wannetub
2a2a
Elektrolytelectrolyte
33
SpülfontäneSpülfontäne
44
Ätzgerätetcher
55
Messeinrichtungmeasuring device
66
Transporteinrichtungtransport means
6a6a
Transportmodultransport module
6b6b
Transportschienetransport rail
77
Reinigungsstationcleaning station
88th
Steuermodulcontrol module
99
Steuereinheitcontrol unit
1010
PCPC
1111
Monitormonitor

Claims (13)

Verfahren zur Bildung einer Ätzgrube in einer Oberfläche eines Werkstücks durch elektrochemischen Materialabtrag mit einem Elektrolyten, dadurch gekennzeichnet, dass – das Werkstück in zumindest einer Ätzposition positioniert und die Oberfläche in einem für die Ätzgrube vorgesehenen Bereich geodätisch von unten mittels eines lokalen Spülprozesses mit dem Elektrolyten in Kontakt gebracht wird, wobei in diesem Bereich ein Materialabtrag der Oberfläche erfolgt, – das Werkstück in eine Messposition positioniert und geodätisch von unten zumindest ein geometrischer Parameter der Ätzgrube, vorzugsweise eine Ätztiefe gemessen wird, – in Abhängigkeit von dem aktuellen Messwert ein weiterer Materialabtrag erfolgt.A method for forming an etching pit in a surface of a workpiece by electrochemical removal of material with an electrolyte, characterized in that - the workpiece positioned in at least one etching position and geodetically the surface in an area provided for the etching pit from below by means of a local flushing process with the electrolyte in Contact is brought, wherein in this area a material removal of the surface takes place - the workpiece positioned in a measuring position and geodetically from below at least one geometric Parameters of the etch pit, preferably an etch depth is measured, - depending on the current measurement, a further material removal takes place. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Messung des oder der geometrischen Parameter eine absolute Höhenmessung der Oberfläche im Bereich der Ätzgrube erfolgt.Method according to claim 1, characterized in that that for measuring the geometric parameter (s) an absolute altimetry the surface in the area of the etching pit he follows. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine zur Messung des oder der geometrischen Parameter taktile Messung oder optische Messung erfolgt.Method according to claim 1 or 2, characterized that one for the measurement of the geometric parameter or tactile Measurement or optical measurement takes place. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spülprozess eine Spülfontäne des Elektrolyten umfasst.Method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the rinsing process is a rinsing fountain of the electrolyte includes. Verfahren nach zumindest einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Definition eines Ätzfensters eine Markierungsschicht eingesetzt wird.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that a marking layer is used to define an etching window is used. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück in einer Reinigungsposition positioniert und mit einem Reinigungsmedium im Bereich der Ätzgrube in Kontakt gebracht wird.Method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the workpiece in a cleaning position positioned and with a cleaning medium in the etching pit is brought into contact. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der aktuelle Messwert des oder der geometrischen Parameter mit einem Sollwert verglichen wird und der Materialabtrag so lange erfolgt, bis der Sollwert erreicht ist.Method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the current measured value of the or geometric parameter is compared with a setpoint and the Material removal takes place until the setpoint is reached. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ätzgrube zur Messung einer Eigenspannung des Werkstücks verwendet wird.Method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the etching pit for measuring an internal stress of the workpiece is used. Vorrichtung zur Bildung einer Ätzgrube in einer Oberfläche eines Werkstücks durch elektrochemischen Materialabtrag mit einem Elektrolyten, mit einem Ätzgerät und einer Messeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück mittels einer Transporteinrichtung zwischen dem Ätzgerät und der Messeinrichtung bewegbar ist, wobei – im Bereich des Ätzgeräts das Werkstück in zumindest einer Ätzposition positionierbar ist oder positioniert wird und die Oberfläche im Bereich der vorgesehenen Ätzgrube geodätisch von unten mittels eines Spülprozesses in Kontakt mit den Elektrolyten gebracht wird, wobei in diesem Bereich ein Materialabtrag vorgesehen ist und – das Werkstück im Bereich der Messeinrichtung in eine Messposition positionierbar oder positioniert ist und geodätisch von unten zumindest ein geometrischer Parameter der Ätzgrube, vorzugsweise eine Ätztiefe messbar ist oder gemessen wird.Apparatus for forming an etching pit in a surface of a workpiece by electrochemical material removal with an electrolyte, with an etching device and a Measuring device, characterized in that the workpiece by means of a transport device between the etching device and the measuring device movable is, where - in the Area of the etching device, the workpiece in at least an etching position is positionable or positioned and the surface in the area the proposed etching pit geodesic from below by means of a rinsing process being brought into contact with the electrolyte, being in this range a material removal is provided and - the workpiece in the area the measuring device can be positioned or positioned in a measuring position is and geodesic from below at least one geometrical parameter of the etch pit, preferably an etching depth is measurable or measured. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung einen taktilen Sensor zur Messung des oder der geometrischen Parameter aufweist.Device according to claim 9, characterized in that that the measuring device has a tactile sensor for measuring the or having the geometric parameter. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung einen optischen Sensor zur Messung des oder der geometrischen Parameter aufweist.Device according to claim 9 or 10, characterized that the measuring device is an optical sensor for measuring the or the geometric parameter. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung einen Schrittmotor umfasst.Device according to one of claims 9 to 11, characterized the transport device comprises a stepper motor. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reinigungsstation vorgesehen ist und das Werkstück mittels der Transporteinrichtung zwischen Ätzgerät, Messeinrichtung und Reinigungsstation bewegbar ist.Device according to one of claims 9 to 12, characterized that a cleaning station is provided and the workpiece by means of the transport device between the etching device, measuring device and cleaning station is movable.
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