DE102016115781A1

DE102016115781A1 - Verfahren zum Betreiben einer Messvorrichtung

Info

Publication number: DE102016115781A1
Application number: DE102016115781.3A
Authority: DE
Inventors: Florian Schwarzer
Original assignee: Jenoptik Industrial Metrology Germany GmbH
Current assignee: Jenoptik Industrial Metrology Germany GmbH
Priority date: 2016-08-25
Filing date: 2016-08-25
Publication date: 2018-03-22

Abstract

Bei einem Verfahren zum Betreiben einer Messvorrichtung zur Vermessung des Profils einer Oberfläche eines Werkstücks, die einen Taster zur Antastung einer zu vermessenden Oberfläche eines Werkstücks und eine Vorschubeinrichtung zum Bewegen des Tasters relativ zu der zu vermessenden Oberfläche mit einer Messgeschwindigkeit aufweist, werden während der Abtastung der Oberfläche von dem Taster ausgegebene Messwerte (Tasterausgangssignal) zur einer Auswertungseinrichtung übertragen, wobei in dem Tasterausgangssignal einem das Profil der zu vermessenden Oberfläche repräsentierenden Nutzsignal ein schwingungsinduziertes Störsignal überlagert ist, wobei das Tasterausgangssignal einer Tiefpassfilterung mit einer Grenzfrequenz unterzogen wird zur Gewinnung eines Messsignals und wobei in der Auswertungseinrichtung anhand des Messignals das Profil der Oberfläche des zu vermessenden Werkstücks rekonstruiert wird. Erfindungsgemäß wird in einer Referenzmessung unter Referenzbedingungen, bei denen das Störsignal minimiert ist, ein erstes Werkstück vermessen zur Ermittlung eines Referenzmesssignals, wobei durch Auswertung des Referenzmesssignals wenigstens eine Oberflächenkenngröße des ersten Werkstücks ermittelt wird und wobei anhand des Referenzmesssignals durch Simulation errechnet wird, welchen Einfluss eine Änderung wenigstens eines Messparameters auf die Genauigkeit der Ermittlung des Wertes wenigstens einer Oberflächenkenngröße hat und wobei bei einer nachfolgenden Vermessung wenigstens eines zweiten gleichartigen Werkstücks der Wert wenigstens eines Messparameters in Abhängigkeit von dem Simulationsergebnis entsprechend wenigstens einem Optimierungskriterium zur Minimierung des Störsignals beeinflusst wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zum Betreiben einer Messvorrichtung zur Vermessung des Profils einer Oberfläche eines Werkstücks.
Derartige Messvorrichtungen sind, beispielsweise in Form von Tastschnittgeräten, allgemein bekannt und weisen einen Taster zur Antastung einer zu vermessenden Oberfläche eines Werkstücks und eine Vorschubeinrichtung zum Bewegen des Tasters relativ zu der zu vermessenden Oberfläche entsprechend einer Messgeschwindigkeit auf. Während der Abtastung der Oberfläche zeichnet der Taster Messwerte auf und gibt sie aus (Tasterausgangssignal), wobei in dem Tasterausgangssignal einem das Profil der zu vermessenden Oberfläche repräsentierenden Nutzsignal ein insbesonders schwingungsinduziertes Störsignal überlagert ist. Die Signalanteile des Störsignals, die auch als sogenannte Grundstörungen bezeichnet werden, werden entweder durch eine Bewegung des Werkstücks oder des Tasters (mechanische Grundstörung) oder durch Rauschprozesse (elektrische Grundstörung) verursacht. Das Störsignal bzw. die Störsignalanteile führen dazu, dass Oberflächenkenngrößen, beispielsweise Rauheitskenngrößen, unter Umständen nicht korrekt ermittelt werden können.
Eine Anforderung an eine Messung besteht somit darin, Störsignalanteile bei gleichzeitiger Erhaltung der Nutzsignalanteile zu minimieren, also den Signal/Rauschabstand in dem Tasterausgangssignal zu maximieren. Dies kann durch eine konstruktive Minderung der Grundstörungen oder durch Filterung, beispielsweise mittels eines Tiefpasses, erreicht werden, um Störsignalanteile von den Nutzsignalanteilen zu trennen.
In diese Sinne ist es bekannt, das Tasterausgangssignal einer Tiefpassfilterung mit einer Grenzfrequenz zu unterziehen zur Gewinnung eines Messsignals. Bei Störsignalanteilen in hohen Frequenzbereichen, in denen keine Nutzsignalanteile vorhanden sind, ist eine Tiefpassfilterung verlustfrei, also ohne Beeinträchtigung des Nutzsignals, möglich. Liegen demgegenüber Störsignalanteile in Frequenzbereichen, in denen auch das Nutzsignal oder Signalanteile des Nutzsignals liegt, so ist eine verlustfreie Trennung mittels eines Tiefpassfilters nicht möglich.
Das Störsignal kann unterschiedliche Ursachen haben. Die Messung von Rauheitskenngrößen auf Werkstücken wird häufig im flexiblen Betrieb an unterschiedlichen Stellen des Werkstücks und teilweise in schwer zugänglichen Lagen gefordert. Dies erfordert eine Auslegung des Messplatzes bzw. der Messvorrichtung mit verschiedenen, teilweise motorisch verstellbaren Halterungen für den von der Vorschubeinrichtung (Vorschubgerät) bewegten Taster. Die Anordnung des Tasters am Ende von längeren Auslegern hat einen starken Einfluss auf die Resonanzfrequenz der Anordnung und damit auf die Grundstörung. In der Regel sinken dabei die typischen mechanischen Resonanzfrequenzen der Messanordnung ab. Damit steigt die Wahrscheinlichkeit, dass eine Resonanzfrequenz der Messanordnung mit einer Anregungsfrequenz aus einem motorischen Antrieb der Vorschubeinrichtung zusammenfällt.
Eine andere Anforderung an die Messung besteht darin, diese so schnell wie möglich durchzuführen. Die Messgeschwindigkeit ergibt sich dabei aus der festgelegten erforderlichen Messstrecke und der Messgeschwindigkeit. Im Allgemeinen wachsen dabei die Grundstörungen mit steigender Messgeschwindigkeit. Sind geringe Grundstörungen gefordert, ist es daher erforderlich, die Messgeschwindigkeiten auf einen Bereich bis unter 0,5 mm/Sek. zu beschränken. Besonders einschneidend ist diese Einschränkung bei Verwendung von optischen Abstandsensoren als Rauheitstaster. Derartige Abstandssensoren können beispielsweise nach dem Grundprinzip der chromatischen Längsaberration arbeitende Taster sein, die in der Regel eine hohe Datenrate und damit eine hohe Messgeschwindigkeit zulassen, die aber aufgrund der begrenzten Messgeschwindigkeit bei Weitem nicht ausgenutzt werden kann.
Eine weitere Ursache für das Störsignal besteht darin, dass eine in Fertigungsnähe betriebene Messvorrichtung unter Umständen stärkeren Erschütterungen ausgesetzt ist, die zu einem zumindest teilweise schwingungsinduzierten Störsignal führen. Um dennoch eine ausreichende Messgenauigkeit zu gewährleisten, werden Dämpfungssysteme eingesetzt, die jedoch aufwendig und teuer sind.
Hochfrequente Störsignalanteile werden typischerweise durch einen dem Analog/Digital-Wandler vorgeschalteten Tiefpass herausgefiltert, wobei die Grenzfrequenz dieses Tiefpasses so gewählt wird, dass alle Messaufgaben zufriedenstellend ausgeführt werden können, also möglichst keine Nutzsignalanteile herausgefiltert werden. Für viele Oberflächen wird diese Grenzfrequenz jedoch häufig zu hoch gewählt, so dass das digitalisierte Tasterausgangssignal zum Teil noch Störsignalanteile enthält, die bei der Auswertung insbesondere von Rauheitskenngrößen zu Abweichungen führen.
Bei stark erhöhten Grundstörungen kann die Grenzfrequenz des Tiefpasses in Sonderfällen durch Veränderung der Elektronikbausteile reduziert werden. Ist die Grenzfrequenz jedoch zu stark reduziert, so werden Nutzsignalanteile herausgefiltert. Bei der Auswertung insbesondere von Rauheitskenngrößen kommt es dann ebenso zu Abweichungen.
Soll ein Werkstück mit höherer Messgeschwindigkeit vermessen werden, so erhöhen sich die in dem (analogen) Tasterausgangssignal auftretenden Frequenzen proportional zur Messgeschwindigkeit. War die Grenzfrequenz des Tiefpassfilters bei einer geringen Messgeschwindigkeit noch geeignet, so kann sie bei erhöhter Messgeschwindigkeit jedoch schon nicht mehr geeignet sein.
Da taktile Taster eine gewisse Trägheit besitzen, muss die Messgeschwindigkeit so gewählt werden, dass die Tastspitze des Tasters bei der Messung dem Profil der Oberfläche folgen kann. Die Grenzfrequenzen taktiler Taster liegen typischerweise im Bereich von 120–150 Hz. Wird die Messgeschwindigkeit bei gegebenen Tastern zu hoch gewählt, so tritt eine tiefpassähnliche Filterwirkung durch den Taster auf, so dass aus diesem Grund Rauheitskenngrößen unter Umständen nicht korrekt bestimmt werden.
Um Rauheitskenngrößen sicher messen zu können, die bei technischen Funktionsflächen beispielsweise unter 1 µm liegen können, sollte die Messvorrichtung möglichst Grundstörungswerte haben, die sicher unter 0,1 μm liegen. Als Vorschubeinrichtung verwendete Universalvorschubgeräte, die auch in der Lage sind, größere Lasten senkrecht gegen die Schwerkraft bewegen zu können, erfordern eine relativ starre interne Führung. Zur Überwindung der Reibung sind verhältnismäßig große Motorleistungen erforderlich, wobei es sich in der Praxis als sehr anspruchsvoll erweist, unter diesen Bedingungen Vorschubgeräte mit Grundstörungswerten weit unterhalb von 100 Nanometern realisieren zu können.
Zur Vermeidung der geschilderten Probleme bzw. Nachteile ist es bekannt, den Einfluss von Schwingungen auf das Messgerät zu minimieren. Da die Grundstörungen jedoch zum Teil durch die Vorschubeinrichtung selbst angeregt werden, sind kostenintensive Dämpfungssysteme nicht immer zielführend. Auch Maßnahmen zur Verringerung der durch die Vorschubeinrichtung angeregten Grundstörungsanteile lösen das Problem nicht zufriedenstellend, wenn mit einer Tasteranordnung gemessen wird, bei der der Taster sehr weit vom Drehpunkt in der Vorschubeinrichtung entfernt ist.
Zur Vermeidung der geschilderten Nachteile ist es bekannt, die Messgeschwindigkeit zu verringern, so dass auch die Antriebsleistung der Vorschubeinrichtung kleiner gewählt werden kann. Auf diese Weise gehen die Grundstörungen zurück. Außerdem wirkt der Taster nicht stark filternd, weil er bei einer verhältnismäßig geringen Messgeschwindigkeit dem Profil der Oberfläche folgen kann. Nachteilig hierbei ist jedoch, dass entsprechende Messungen erhebliche Zeit in Anspruch nehmen und dadurch den Fertigungsprozess verzögern und verteuern.
Es ist auch bekannt, die Grenzfrequenz des Tiefpassfilters hardwareseitig variabel zu implementieren. Durch entsprechend geringe Wahl der Grenzfrequenz können somit Störsignalanteile für bestimmte Anwendungen minimiert werden. Aufgrund der Unkenntnis über das Nutzsignal besteht jedoch die Gefahr einer im Sinne der Messgenauigkeit unzulässigen Filterung des Nutzsignals.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren der im Oberbegriff genannten Art zum Betreiben einer Messvorrichtung anzugeben, mittels dessen der Einfluss von Störsignalanteilen auf die Messgenauigkeit verringert ist.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, das Störsignal bzw. Störsignalanteile durch geeignete Wahl der Messparameter bzw. Messbedienungen so gering wie möglich zu halten.
Hiervon ausgehend besteht der Grundgedanke der Erfindung darin, ein Werkstück im Rahmen einer Referenzmessung unter Referenzbedingungen, bei denen das Störsignal minimiert ist, zur Ermittlung eines Referenzmesssignals zu vermessen und durch Simulation anhand des Referenzmesssignals zu errechnen, welchen Einfluss eine Änderung wenigstens eines Messparameters auf die Genauigkeit der Ermittlung wenigstens einer Oberflächenkenngröße hat. Auf diese Weise können erfindungsgemäß anhand des Simulationsergebnisses Messparameter bzw. Messbedingungen festgelegt werden, die zu einer Eliminierung, Minimierung oder zumindest Reduzierung des Störsignals führen, so dass auf diese Weise die Messgenauigkeit erhöht ist.
Hierzu wird die zu vermessende Werkstückoberfläche, die durch ihr zugehöriges Ortsfrequenzspektrum darstellbar ist, zunächst mit einem Taster im Rahmen einer Referenzmessung unter Referenzbedingungen zur Ermittlung eines Referenzmesssignals vermessen. Unter den Referenzbedingungen ist das Störsignal minimiert. Hierzu können unter den Referenzbedingungen eine möglichst geringe Messgeschwindigkeit, bei der die Messvorrichtung die geringstmögliche Grundstörung aufweist, sowie ein möglichst geringer Punktabstand gewählt werden, so dass die Oberfläche des Werkstücks möglichst abgetastet werden kann. Zu den Referenzbedingungen können außerdem eine möglichst hohe Grenzfrequenz des Tiefpassfilters (Vorfilters) sowie möglichst ideale Umgebungsbedingungen gehören, bei denen extern hervorgerufene Schwingungen, wie sie beispielsweise in Fertigungsnähe auftreten, so weit wie möglich vermieden sind. Idealerweise kann die Referenzmessung unter „Laborbedingungen“ stattfinden, in denen externe Störeinflüsse vollständig oder nahezu vollständig ausgeschaltet sind.
Auf diese Weise wird erreicht, dass in dem Referenzmesssignal, das der Taster ausgibt, das Nutzsignal nur minimal durch Störsignalanteile überlagert ist. Durch Multiplikation mit dem Tasterempfindlichkeitsfaktor und der vorgegebenen Messgeschwindigkeit der Referenzmessung wird ein Signal gewonnen, das mit relativ hoher Genauigkeit das Profil der Werkstückoberfläche repräsentiert.
Aus dem so ermittelten Referenzprofil, das durch das Referenzmesssignal repräsentiert ist, können nun maximal effiziente Messbedingungen für die jeweilige Messaufgabe ermittelt werden. Als Randbedingungen hierfür können beispielsweise die zu messenden Oberflächenkenngrößen, beispielsweise Rauheitskenngrößen, die Daten des Tasters (Tastspitzenradius, Tastspitzenkegelwinkel und Tasterkennlinie, Übertragungsverhalten) sowie, soweit vorhanden, die Grundstörungscharakteristik der Messvorrichtung herangezogen werden.
Hiervon ausgehend wird durch Stimulation errechnet, welchen Einfluss eine Änderung wenigstens eines Messparameters auf die Genauigkeit der Ermittlung wenigstens einer Oberflächenkenngröße hat.
Hierzu kann aus dem Spektrum des Referenzprofils der Oberfläche des Werkstücks eine Grenzortfrequenz bestimmt werden, unterhalb der beispielsweise 99,9 Prozent der Signalleistung liegt. Der empfohlene zu wählende Punktabstand kann beispielsweise mindestens das 7fache der Grenzortsfrequenz betragen, damit diese ausreichend abgetastet wird.
Hiervon ausgehend können dann die Oberflächenkenngrößen, beispielsweise Rauheitskenngrößen unter den Referenzbedingungen für das Referenzprofil berechnet werden.
Beispielsweise und insbesondere kann simuliert werden, wie sich die zu messenden Werte der Oberflächenkenngröße(n) verändern, wenn mit höherer Messgeschwindigkeit gemessen wird. Gleichermaßen kann simuliert werden, wie sich die Werte der zu messenden Kenngröße(n) verändern, wenn mit einer niedrigeren Grenzfrequenz des Tiefpassfilters gefiltert wird.
Optimale Messbedingungen können daran anschließend nach verschiedenen Kriterien ausgewählt werden. So ist es beispielsweise möglich, eine maximale Messgeschwindigkeit zu wählen, bei der die relativen Abweichungen gegenüber der Referenzmessung geringer als beispielsweise 0,1 Prozent sind.
Es ist jedoch auch möglich, eine minimale Grenzfrequenz des Tiefpassfilters (Vorfilters) zu wählen, bei der die relativen Abweichungen gegenüber der Referenzmessung geringer als beispielsweise 0,1 Prozent sind.
Es ist erfindungsgemäß jedoch auch möglich, eine Optimierung unter Heranziehung mehrerer Messparameter, also beispielsweise der Messgeschwindigkeit und der Grenzfrequenz des Tiefpassfilters, auszuführen.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Messbedingungen adaptiv an das zu vermessende Werkstück angepasst. Dadurch wird eine ungewollte Dämpfung von Nutzsignalanteilen durch eine zu hohe Messgeschwindigkeit oder zu starke Vorfilterung vermieden. Weiterhin kann durch Kenntnis der maximalen Grenzortfrequenz der Oberfläche des Werkstücks ein adaptiver Tiefpassfilter so eingestellt werden, dass hochfrequente Störungen effektiv gefiltert werden.
Damit wird die Oberfläche des Werkstücks stets optimal erfasst und damit insbesondere eine maximale Messgenauigkeit erzielt.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass fehlerhafte Messungen vermieden werden.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann ferner festgestellt werden, ob eine Messvorrichtung bzw. Messanordnung für die gestellte Messaufgabe geeignet ist. Gegebenenfalls können die Messbedingungen angepasst oder eine andere geeignete Messanordnung gewählt werden. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass Messfehler aufgrund einer ungeeigneten Wahl der Grenzfrequenz des Tiefpassfilters in Unkenntnis der Beschaffenheit der zu vermessenden Oberfläche vermieden sind.
Ein weiter Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass der Einfluss von Grundstörungen auf das Messergebnis verringert ist und gleichzeitig die Empfindlichkeit gegenüber Schwingungen reduziert ist. Damit sind bessere Voraussetzungen für einen fertigungsnahen Einsatz der Messvorrichtung gegeben.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass durch Optimierung der Messgeschwindigkeit höhere Messgeschwindigkeiten möglich sind.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass zu seiner Implementierung keine zusätzliche Hardware erforderlich ist. Die Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens können als Software auf einem ohnehin vorhandenen Auswertungsrechner der Messvorrichtung implementiert werden.
Nach der Durchführung der Referenzmessung an dem ersten Werkstück können dann erfindungsgemäß weitere Messungen an gleichartigen Werkstücken unter Anwendung der im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens optimierten Messbedingungen ausgeführt werden.
Im Sinne einer Optimierung der Messbedingungen sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, dass als Messparameter die Messgeschwindigkeit und/oder die Grenzfrequenz des Tiefpassfilters beeinflusst werden.
Eine andere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass durch Simulation errechnet wird, wie sich eine Veränderung der Messgeschwindigkeit auf die Genauigkeit der Ermittlung der Oberflächenkenngrößen auswirkt. Soll die Messung im Hinblick auf eine maximale Messgeschwindigkeit optimiert werden, so kann die Messgeschwindigkeit so hoch gewählt werden, dass die gewünschte Messgenauigkeit (gerade noch) erzielt wird.
Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass durch Simulation errechnet wird, wie sich eine Veränderung der Grenzfrequenz des Tiefpassfilters auf die Genauigkeit der Ermittlung der Oberflächenkenngröße(n) auswirkt. Bei dieser Ausführungsform kann die Grenzfrequenz des Tiefpassfilters zum Filtern höherfrequenter Störsignalanteile so gering gewählt werden, dass Nutzsignalanteile nur in einem Maße herausgefiltert werden, dass die gewünschte Messgenauigkeit nicht beeinträchtigt ist.
Im Sinne einer Automatisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, dass die Messgeschwindigkeit und/oder die Grenzfrequenz in Abhängigkeit von dem Simulationsergebnis durch eine Steuerungseinrichtung gewählt bzw. eingestellt werden.
Entsprechend den jeweiligen Anforderungen kann als Optimierungskriterium eine maximale Messgeschwindigkeit oder eine minimale Grenzfrequenz gewählt werden, wie dies vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorsehen.
Es ist erfindungsgemäß jedoch auch möglich, als Optimierungskriterium eine maximale Messgenauigkeit zu wählen, wie dies eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vorsieht.
Eine erfindungsgemäße Messvorrichtung zum Veessen des Profils einer Oberfläche eines Werkstückes ist im Anspruch 9 angegeben. Die erfindungsgemäße Messvorrichtung weist einen Taster zur Antastung der zu vermessenden Oberfläche des Werkstücks und eine Vorschubeinrichtung zum Bewegen des Tasters relativ zu der zu vermessenden Oberfläche entsprechend einer Messgeschwindigkeit auf. Die Messvorrichtung weist ferner eine digitale Auswertungseinrichtung auf, die für eine Auswertung von während der Abtastung der Oberfläche von dem Taster ausgegebenen Messwerten (Tasterausgangssignal) ausgebildet und eingerichtet ist, wobei in dem Tasterausgangssignal einem das Profil der zu vermessenden Oberfläche repräsentierenden Nutzsignal ein insbesondere schwingungsinduziertes Störsignal überlagert ist. Die Messvorrichtung weist Filtermittel zur Tiefpassfilterung des Tasterausgangssignals mittels eines Tiefpassfilters mit einer Grenzfrequenz zur Gewinnung eines Messsignals vor. Die Auswertungseinrichtung ist für eine Rekonstruktion des Profils der Oberfläche anhand des Messsignals ausgebildet und eingerichtet.
Die erfindungsgemäße Messvorrichtung weist ferner eine Steuerungseinrichtung zur Ansteuerung der Messvorrichtung auf. Erfindungsgemäß ist die Auswertungseinrichtung für eine Auswertung eines Referenzmesssignales, das in einer Referenzmessung unter Referenzbedingungen, bei denen das Störsignal minimiert ist, an einem ersten Werkstück erfasst worden ist, ausgebildet und programmiert zur Ermittlung wenigstens einer Oberflächenkenngröße, wobei die Auswertungseinrichtung dafür programmiert ist, durch Simulation anhand des Referenzmesssignals zu errechnen, welchen Einfluss eine Änderung wenigstens eines Parameters auf die Genauigkeit der Ermittlung wenigstens einer Oberflächenkenngröße hat, wobei die Auswertungseinrichtung mit der Steuerungseinrichtung derart in Datenübertragungsverbindung steht, dass die Steuerungseinrichtung bei einer nachfolgenden Vermessung wenigstens eines zweiten gleichartigen Werkstücks den Wert wenigstens eines Messparameters in Abhängigkeit von dem Simulationsergebnis entsprechend wenigstens einem Optimierungskriterium zur Minimierung des Störsignals steuert.
Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Messvorrichtung sind in den Unteransprüchen 10 bis 17 angegeben. Bei der erfindungsgemäßen Messvorrichtung und ihren Weiterbildungen ergeben sich sinngemäß die gleichen Vorteile wie bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und seinen Weiterbildungen.
Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Messvorrichrung ist das Tiefpassfilter als digitales Filter in der Software der Auswertungseinrichtung realisiert. Es ist erfindungsgemäß jedoch auch möglich, anstelle eines digitalen Filters ein analoges Filter zu verwenden, das der eigentlichen Auswertungseinrichtung, also beispielsweise einem Auswertungsrechner der Messvorrichtung, vorgeschaltet ist. Bei dieser Ausführungsform wird das analoge Tasterausgangssignal mittels eines analogen Tiefpassfilters (vor-)gefiltert, in einem Analog/Digital-Wandler digitalisiert und dann zu der eigentlichen Auswertungseinrichtung übertragen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte, stark schematisierte Zeichnung näher erläutert. Dabei bilden alle beschriebenen, in der Zeichnung dargestellten und in den Patentansprüchen beanspruchten Merkmale für sich genommen sowie in beliebiger geeigneter Kombination miteinander den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen und deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Beschreibung bzw. Darstellung in der Zeichnung.
Es zeigt:
1 in einer stark schematisierten, blockschaltbildartigen Ansicht ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung zur Durchführung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens,
2 ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung einer Tiefpassfilterung eines Tasterausgangssignales der Messvorrichtung gemäß 1,
3 ein Diagramm zur Verdeutlichung einer beispielhaften spektralen Verteilung eines Nutzsignales und eines Störsignales,
4 ein Blockschaltbild zur Verdeutlichung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
5 ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens und
6 ein Flussdiagramm eines Einzelschrittes des Verfahrens gemäß 4.
Zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung zur Durchführung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird nachfolgend auf die 1 bis 5 Bezug genommen.
In 1 ist stark schematisiert ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung 2 zur Vermessung des Profils einer Oberfläche 4 eines Werkstücks dargestellt, die einen Taster 6 zur Antastung der zu vermessenden Oberfläche 4 aufweist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Taster 6 als taktil arbeitender Taster ausgebildet und weist einen Tastkörper 8 in Form einer Tastspitze auf. Der Taster 6 kann jedoch auch als optischer Taster, beispielsweise als optischer Abstandssensor, ausgebildet sein.
Die Messvorrichtung 2 weist ferner eine Vorschubeinrichtung (Vorschub) 10 zum Bewegen des Tasters 6 relativ zu der zu vermessenden Oberfläche 4 und eine Auswertungseinrichtung 12 auf, die für eine Rekonstruktion des Profils der Oberfläche 4 aus während einer Abtastung der Oberfläche 4 durch den Taster 6 aufgenommenen und ausgegebenen Messwerten (Tasterausgangssignal) ausgebildet und eingerichtet ist.
Die erfindungsgemäße Messvorrichtung 2 kann zur Messung der Rauheit und/oder der Kontur und/oder der Form des Werkstücks ausgebildet sein. Aufbau und Funktionsweise einer entsprechenden Messvorrichtung einschließlich Taster, Vorschubeinrichtung und Auswertungseinrichtung im Allgemeinen sind dem Fachmann bekannt und werden daher hier nicht näher erläutert.
Bei Durchführung einer Messung wird die Oberfläche 4 des Werkstücks mittels der Tastspitze 8 abgetastet, wobei die Tastspitze 8 entsprechend dem Profilverlauf der Oberfläche 4 des Werkstücks in z-Richtung ausgelenkt wird (z_W(x).
Bei Betrieb der Messvorrichtung ist in dem Tasterausgangssignal z_T(x, t), das zu der Auswertungseinrichtung 12 übertragen wird, einem das Profil der Oberfläche repräsentierenden Nutzsignal z_W(x) ein insbesondere schwingungsinduziertes Störsignal überlagert. Dabei bewirken zeitlich variable Schwingungen des Werkstücks eine Auslenkung s_W(x, t) der Tastspitze 8. Schwingungen des Tastergehäuses bewirken eine Auslenkung s_T(x, t). Führungsabweichungen des Vorschubs bewirken eine Auslenkung z_V(x).
Der mittels des Tasters 6 gemessene Profilverlauf z_T(x, t) (Tasterausgangssignal) ergibt sich damit wie folgt: z_T(x, t) = z_W(x) + z_V(x) + s_W(x, t) + s_T(x, t)
Die Auswertungseinrichtung 12 ist bei diesem Ausführungsbeispiel als digitale Auswertungseinrichtung ausgebildet, die für eine Auswertung von während der Abtastung der Oberfläche 4 von dem Taster 6 ausgegebenen Messwerten (Tasterausgangssignal) ausgebildet und eingerichtet bzw. programmiert ist, wobei in dem Tasterausgangssignal einem das Profil der zu vermessenden Oberfläche repräsentierenden Nutzsignal ein schwingungsinduziertes Störsignal überlagert ist.
Die erfindungsgemäße Messvorrichtung 12 weist ferner Filtermittel zur Tiefpassfilterung des Tasterausgangssignals mittels eines Tiefpassfilters mit einer Grenzfrequenz zur Gewinnung eines Messsignals auf.
Hierbei kann das Tiefpassfilter durch ein analoges Filter gebildet sein, das der Auswertungseinrichtung 12 vorgeschaltet ist. Der sich dann ergebende Verfahrensablauf bei der Tiefpassfilterung des Tasterausgangssignals ist in 2 dargestellt.
Durch Vermessung der Oberfläche 4 des Werkstücks wird ein analoges Tasterausgangssignal (Tastersignal) gewonnen, das mittels eines als Hardware realisierten analogen Vorfilters gefiltert wird. Das Ergebnis ist ein vorgefiltertes analoges Tasterausgangssignal, das mittels eines Analog/Digital-Wandlers digitalisiert wird. Das Ergebnis ist, wie in 2 dargestellt, ein vorgefiltertes digitalisiertes Tasterausgangssignal, das zu der Auswertungseinrichtung 12 übertragen wird, wie in 1 dargestellt.
Alternativ hierzu kann das Tiefpassfilter auch softwaremäßig als digitales Filter in der digitalen Auswertungseinrichtung 12 ausgebildet sein. In diesem Falle wird das von dem Taster ausgegebene Tasterausgangssignal einer Analog/Digital-Wandlung unterzogen und zu der Auswertungseinrichtung übertragen. Das digitalisierte Tasterausgangssignal wird in der Auswertungseinrichtung 12 zunächst mittels des digitalen Tiefpassfilters gefiltert. Anhand des digitalisierten Messsignals wird dann in der Auswertungseinrichtung 12 das Profil der Oberfläche 4 rekonstruiert.
Die erfindungsgemäße Messvorrichtung 12 weist ferner eine Steuerungseinrichtung 14 (vgl. 1) zur Ansteuerung der Messvorrichtung 2 auf. Die Steuerungseinrichtung 14 wird weiter unten näher erläutert.
3 verdeutlicht beispielhaft die spektrale Verteilung eines Nutzsignales und eines Störsignales. In 3 ist die Einhüllende des Spektrums des Nutzsignals durch eine gepunktete Linie 16 dargestellt. Das Störsignal weist in einem ersten Frequenzbereich 18, einen zweiten Frequenzbereich 20 und einen dritten Frequenzbereich 22 Spektrallinien auf, wobei der dritte Frequenzbereich 22 außerhalb des Frequenzbereiches des Nutzsignals 16 liegt, während in den Frequenzbereichen 18 und 20 eine spektrale Überlappung zwischen dem Nutzsignal und dem Störsignal vorliegt. Es ist ersichtlich, dass die höherfrequenten Störsignalanteile in dem Frequenzbereich 22 mittels eines Tiefpassfilters herausgefiltert werden können. Demgegenüber würde ein Herausfiltern der in den Frequenzbereichen 18 und 20 liegenden Störsignalanteile dazu führen, dass auch entsprechende Nutzsignalanteile herausgefiltert würden.
Zur Durchführung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird in einer Referenzmessung unter Referenzbedingungen, bei denen das Störsignal minimiert ist, ein erstes Werkstück vermessen zur Ermittlung eines Referenzmesssignals. Durch Auswertung des Referenzmesssignals wird wenigstens eine Oberflächenkenngröße, beispielsweise Rauheitskenngröße des ersten Werkstücks ermittelt. Daran anschließend wird anhand des Referenzmesssignals durch Simulation errechnet, welchen Einfluss eine Änderung wenigstens eines Messparameters auf die Genauigkeit der Ermittlung wenigstens einer Oberflächenkenngröße hat, wobei bei einer nachfolgenden Vermessung wenigstens eines zweiten gleichartigen Werkstücks der Wert wenigstens eines Messparameters in Abhängigkeit von dem Simulationsergebnis entsprechend wenigstens einem Optimierungskriterium zur Minimierung des Störsignals beeinflusst wird.
Bei dem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens können als Messparameter die Messgeschwindigkeit, also die Geschwindigkeit, mit der die Vorschubeinrichtung die Tastspitze des Tasters 6 über die Oberfläche 4 bewegt, und die Grenzfrequenz des Tiefpassfilters beeinflusst werden.
Hierzu wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens durch Simulation errechnet, wie sich eine Veränderung der Messgeschwindigkeit auf die Genauigkeit der Ermittlung der Oberflächenkenngrößen auswirkt. Weiterhin wird durch Simulation errechnet, wie sich eine Veränderung der Grenzfrequenz des Tiefpassfilters auf die Genauigkeit der Ermittlung der Oberflächenkenngrößen auswirkt. Als Optimierungskriterium kann dabei beispielsweise eine maximale Messgeschwindigkeit gewählt werden. Es ist erfindungsgemäß jedoch beispielsweise auch möglich, als Optimierungskriterium eine minimale Grenzfrequenz oder eine maximale Messgeschwindigkeit zu wählen.
Nachdem anhand des jeweiligen Optimierungskriteriums, dessen Wahl von der jeweiligen Messaufgabe abhängt, im Sinne dieses Optimierungskriteriums optimale Messbedingungen ermittelt worden sind, steuert bei einer nachfolgenden Vermessung wenigstens eines gleichartigen zweiten Werkstücks oder einer Mehrzahl von gleichartigen Werkstücken die Steuerungseinrichtung zur entsprechenden Einstellung der Messgeschwindigkeit (Vorschubeinrichtung 10) und der Grenzfrequenz des Tiefpassfilters (Auswertungseinrichtung 12) an.
Ein entsprechender Verfahrensablauf ist in 4 in Form eines Flussdiagramms beispielhaft dargestellt. Die Oberfläche 4 des Werkstücks, die durch ein kontinuierliches Ortsfrequenzspektrum R(Ortsf) repräsentiert ist, wird mittels der Messvorrichtung 2 im Rahmen einer Referenzmessung unter Referenzbedingungen, bei denen das Störsignal minimiert ist, vermessen zur Ermittlung eines Referenzmesssignals. Die Referenzmessung wird unter möglichst idealen Messbedingungen durchgeführt, wobei beispielsweise mit einer sehr geringen Messgeschwindigkeit und einer hohen Grenzfrequenz des Tiefpassfilters gemessen wird. Gleichzeitig kann bei der Abtastung der Oberfläche 4 ein geringer Punktabstand gewählt werden. Außerdem kann die Referenzmessung an einem Ort durchgeführt werden, an dem durch externe Schwingungen induzierte Störungen minimiert sind.
Das Ergebnis ist ein Referenzmesssignal (Referenztastersignal (vgl. Block 26 in 4), das durch sein diskretes Amplitudenspektrum U_R(f) repräsentiert wird.
Anhand des Referenzmesssignals wird durch Simulation errechnet, welchen Einfluss eine Änderung wenigstens eines Messparameters, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel also eine Änderung der Messgeschwindigkeit und/oder der Grenzfrequenz des Tiefpassfilters, auf die Genauigkeit der Ermittlung wenigstens einer Oberflächenkenngröße hat. Das Grundprinzip soll an folgendem vereinfachten Beispiel erläutert werden:
Wird die Messung an einer sehr geringen Messgeschwindigkeit durchgeführt, die dazu führt, dass die höchste Frequenz des Nutzsignals bei 10 Hz liegt, und wird festgestellt, dass das Störsignal beispielsweise bei 50 Hz eine ausgeprägte Spektrallinie hat, so kann der Einfluss des Störsignals auf das Nutzsignal dadurch minimiert werden, dass das Tasterausgangssignal beispielsweise mit einer Grenzfrequenz von 30 Hz gefiltert wird.
Würde die Messgeschwindigkeit um den Faktor 10 erhöht, so dass die höchste Frequenz des Nutzsignales bei 100 Hz läge, so wäre es mit einer entsprechenden Filterung mit einem Tiefpassfilter mit einer Grenzfrequenz mit 30 Hz nicht mehr möglich, das Störsignal von dem Nutzsignal abzutrennen. Eine Optimierung im Hinblick auf eine maximale Messgeschwindigkeit könnte dann beispielsweise darin bestehen, bei gegebener Grenzfrequenz des Tiefpassfilters die Messgeschwindigkeit so weit zu erhöhen, dass die höchsten Spektralanteile des Nutzsignales unterhalb der Grenzfrequenz des Tiefpassfilters liegen.
In entsprechender Weise kann vorgegangen werden, wenn bei vorgegebener Messgeschwindigkeit eine Optimierung im Hinblick auf die Grenzfrequenz des Tiefpassfilters ausgeführt wird. Entsprechend ist es erfindungsgemäß auch möglich, die Optimierung im Hinblick auf eine höchstmögliche Messgenauigkeit auszuführen.
Das Ergebnis der Simulation sind damit effiziente Messbedingungen, die dadurch erreicht werden, dass die Messparameter, also die Messgeschwindigkeit und die Grenzfrequenz des Tiefpassfilters, geeignet gewählt werden.
Bei einer nachfolgenden Vermessung des Werkstücks, eines anderen gleichartigen Werkstücks oder einer Mehrzahl anderer gleichartiger Werkstücke werden diese Messparameter verwendet.
Das Tasterausgangssignal, das sich bei Vermessung der Oberfläche 4 mit der durch Simulation ermittelten Messgeschwindigkeit ergibt (vgl. Block 30 in 4) wird mit der gewählten Grenzfrequenz tiefpassgefiltert. In 4 ist rechts neben dem Block 30 die spektrale Verteilung des Nutzsignales und des Störsignales symbolisch dargestellt.
Durch Tiefpassfilterung mit der gewählten Grenzfrequenz ergibt sich ein Messsignal (vgl. Block 32), das wiederum durch sein Amplitudenspektrum repräsentiert wird. Wie in 4 rechts neben dem Block 32 symbolisch dargestellt, ist der Einfluss des Störsignales auf das Nutzsignal, das das Profil der Oberfläche 4 repräsentiert, verringert. Anhand des resultierenden Messsignales wird dann in der Auswertungseinrichtung 12 das Profil der Oberfläche 4 rekonstruiert, so dass beispielsweise Rauheitskenngrößen ermittelt werden können (vgl. Block 34 in 4).
Auf diese Weise ist der Einfluss des Störsingales auf das Nutzsignal verringert und im Idealfall bei vollständiger Herausfilterung der Störsignalanteile eliminiert, so dass die Messgenauigkeit erhöht ist.
Die Auswertungseinrichtung (vgl. 1) übermittelt im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens die gewählten Werte der Messparameter (Messgeschwindigkeit/Grenzfrequenz des Tiefpassfilters) an die Steuerungseinrichtung 14, die die Messvorrichtung 2 zur entsprechenden Einstellung der Werte der Messparameter ansteuert.
In 5 ist beispielshaft ein Algorithmus zur Durchführung der erfindungsgemäß ausgeführten Simulation veranschaulicht. Zu Beginn des Algorithmus (Block 36) wird das im Rahmen der Referenzmessung ermittelte Referenzprofil (Block 38) herangezogen, um den Wert wenigstens einer Oberflächenkenngröße der Oberfläche 4, beispielsweise einen Rauheitsparameter zu ermitteln (vgl. Block 40). Hiervon ausgehend wird die Grenzfrequenz des Tiefpassfilters auf eine maximale Grenzfrequenz (vgl. Block 42) und die Messgeschwindigkeit auf eine minimale Messgeschwindigkeit (vgl. Block 44) gesetzt.
Daran anschließend wird im Rahmen des Algorithmus simuliert, inwieweit sich die zu messenden Werte der Oberflöchenkenngröße(n) verändern, wenn mit höherer Messgeschwindigkeit (v_t = v_t + delta v_t) oder mit geringerer Grenzfrequenz (f_g = f_g – delta f_g) des Tiefpassfilters gefiltert wird. Hierbei werden die sich jeweils ergebenden Werte der Oberflächenkenngröße ermittelt (Block 48).
Entsprechend dem gewählten Optimierungskriterium werden dann geeignete Werte für die Messgeschwindigkeit und die Grenzfrequenz (vgl. Block 60) ermittelt, so dass der Algorithmus beendet wird.
6 stellt als Flussdiagramm dar, welche Schritte bei der Manipulation des Referenzprofils (vgl. Block 46 in 5) ausgeführt werden. Zum Beginn (vgl. Block 64) werden das im Rahmen der Referenzmessung gemessene Referenzprofil, die jeweilige Messgeschwindigkeit und Grenzfrequenz sowie die Tasterkennlinie und die Grundstörungscharakteristik eingelesen (vgl. Block 66). Dann wird das Referenzprofil in den Frequenzbereich transformiert (vgl. Block 68) und im Spektrum die Grundsteuerungscharakteristik (vgl. Block 70) addert. Daran anschließend werden im Spektrum eine Filterung mit der Tasterkennlinie (vgl. Block 72) und eine Filterung mit der jeweiligen Grenzfrequenz des Tiefpassfilters ausgeführt (vgl. Block 74). Daran anschließend wird das Spektrum in den Zeitbereich transformiert und ausgegeben (vgl. Block 76), wonach der Algorithmus stoppt (vgl. Block 80).

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Messvorrichtung zur Vermessung des Profils einer Oberfläche eines Werkstücks, die einen Taster zur Antastung einer zu vermessenden Oberfläche eines Werkstücks und eine Vorschubeinrichtung zum Bewegen des Tasters relativ zu der zu vermessenden Oberfläche mit einer Messgeschwindigkeit aufweist, bei dem während der Abtastung der Oberfläche von dem Taster ausgegebene Messwerte (Tasterausgangssignal) zur einer Auswertungseinrichtung übertragen werden, wobei in dem Tasterausgangssignal einem das Profil der zu vermessenden Oberfläche repräsentierenden Nutzsignal ein schwingungsinduziertes Störsignal überlagert ist, und bei dem das Tasterausgangssignal einer Tiefpassfilterung mit einer Grenzfrequenz unterzogen wird zur Gewinnung eines Messsignals und bei dem in der Auswertungseinrichtung anhand des Messignals das Profil der Oberfläche des zu vermessenden Werkstücks rekonstruiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Referenzmessung unter Referenzbedingungen, bei denen das Störsignal minimiert ist, ein erstes Werkstück vermessen wird zur Ermittlung eines Referenzmesssignals, dass durch Auswertung des Referenzmesssignals wenigstens eine Oberflächenkenngröße des ersten Werkstücks ermittelt wird, dass anhand des Referenzmesssignals durch Simulation errechnet wird, welchen Einfluss eine Änderung wenigstens eines Messparameters auf die Genauigkeit der Ermittlung des Wertes wenigstens einer Oberflächenkenngröße hat und dass bei einer nachfolgenden Vermessung wenigstens eines zweiten gleichartigen Werkstücks der Wert wenigstens eines Messparameters in Abhängigkeit von dem Simulationsergebnis entsprechend wenigstens einem Optimierungskriterium zur Minimierung des Störsignals beeinflusst wird.
Verfahren nach Anspruch 1, durch gekennzeichnet, dass als Messparameter die Messgeschwindigkeit und/oder die Grenzfrequenz des Tiefpassfilter beeinflusst werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet dass durch Simulation errechnet wird, wie sich eine Veränderung der Messgeschwindigkeit auf die Genauigkeit der Ermittlung der Oberflächenkenngrößen auswirkt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet dass durch Simulation errechnet wird, wie sich eine Veränderung der Grenzfrequenz des Tiefpassfilters auf die Genauigkeit der Ermittlung der Oberflächenkenngrößen auswirkt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet dass die Messgeschwindigkeit und/oder die Grenzfrequenz in Abhängigkeit von dem Simulationsergebnis durch eine Steuerungseinrichtung gewählt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Optimierungskriterium eine maximale Messgeschwindigkeit gewählt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Optimierungskriterium eine minimale Grenzfrequenz gewählt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Optimierungskriterium eine maximale Messgenauigkeit gewählt wird.
Messvorrichtung (2) zur Vermessung des Profils einer Oberfläche eines Werkstücks, mit einem Taster (6) zur Antastung der zu vermessenden Oberfläche (4) des Werkstücks, mit einer Vorschubeinrichtung (10) zum Bewegen des Tasters (6) relativ zu der zu vermessenden Oberfläche (4) entsprechend einer Messgeschwindigkeit, mit einer Auswertungseinrichtung (12), die für eine Auswertung von während der Abtastung der Oberfläche (4) von dem Taster (6) ausgegebenen Messwerte (Tasterausgangssignal), ausgebildet und eingerichtet ist, wobei in dem Tasterausgangssignal einem das Profil der zu vermessenden Oberfläche (4) repräsentierenden Nutzsignal ein schwingungsinduziertes Störsignal überlagert ist, mit Filtermitteln zur Tiefpassfilterung des Tasterausgangssignals mittels eines Tiefpassfilters mit einer Grenzfrequenz zur Gewinnung eines Messsignals, wobei die Auswertungseinrichtung (12) für eine Rekonstruktion des Profils der Oberfläche (4) anhand des Messignals ausgebildet und eingerichtet ist, und mit einer Steuerungseinrichtung (14) zur Ansteuerung der Messvorrichtung (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertungseinrichtung (12) für eine Auswertung eines Referenzmesssginals, das in einer Referenzmessung unter Referenzbedingungen, bei denen das Störsignal minimiert ist, an einem ersten Werkstück erfasst worden ist, ausgebildet und programmiert ist zur Ermittlung wenigstens einer Oberflächenkenngröße, dass die Auswertungseinrichtung (12) dafür programmiert ist, durch Simulation anhand des Referenzmesssignals zu errechnen, welchen Einfluss eine Änderung wenigstens eines Messparameters auf die Genauigkeit der Ermittlung wenigstens einer Oberflächenkenngröße hat, und dass die Auswertungseinrichtung (12) mit der Steuerungseinrichtung (14) derart in Datenübertragungsverbindung steht, dass die Steuerungseinrichtung (14) bei einer nachfolgenden Vermessung wenigstens eines zweiten gleichartigen Werkstücks den Wert wenigstens eines Messparameters in Abhängigkeit von dem Simulationsergebnis entsprechend wenigstens einem Optimierungskriterium zur Minimierung des Störsignals steuert.
Messvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (14) für eine Beeinflusssung der Messgeschwindigkeit und/oder die Grenzfrequenz des Tiefpassfilter als Messparameter ausgebildet und eingerichtet ist.
Messvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertungseinrichtung (12) derart programmiert ist, dass durch Simulation errechnet wird, wie sich eine Veränderung der Messgeschwindigkeit auf die Genauigkeit der Ermittlung der Oberflächenkenngrößen auswirkt.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertungseinrichtung (12) derart programmiert ist, dass durch Simulation errechnet wird, wie sich eine Veränderung der Grenzfrequenz des Tiefpassfilters auf die Genauigkeit der Ermittlung der Oberflächenkenngrößen auswirkt.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (14) für eine Wahl der Messgeschwindigkeit und/oder die Grenzfrequenz in Abhängigkeit von dem Simulationsergebnis ausgebildet und eingerichtet ist.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertungseinrichtung (12) für eine Maximierung der Messgeschwindigkeit programmiert ist.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertungseinrichtung (12) für eine Minimierung der Grenzfrequenz des Tiefpassfilters programmiert ist.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertungseinrichtung (12) für eine Optimierung der Messgenauigkeit programmiert ist.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Tiefpassfilter als digitales Filter in der Software der Auswertungseinrichtung (12) realisiert ist.