DE1548206A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Rauhigkeit von Oberflaechen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Rauhigkeit von Oberflaechen

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DE1548206A1
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targets
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Rouy Auguste Louis Ari Antoine
Weinstein Alex J
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EDNALITE CORP
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/30Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Description

  • B e s c h r e i b u n g Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Rauhigkeit von Oberflächen.
  • Die Erfindung bezieht sich allgemein auf das Messen der Rauhigkeit von Oberflächen.
  • Die Messung der Oberflächenrauhigkeit führt zu erheblichen Schwierigkeiten, und im Hinblick auf die neueren Forte schritte der Technik, die häufig die Durchführung relativ genauer Messungen der Oberflächenrauhigkeit bedingen, und zwar sowohl zu Versuchszwecken in Laboratorien als auch zu Prüfzwecken in der industriellen Fertigung, ist es wichtig, Ma#nahmen zu treffen, um die bei der Messung der Oberflächenrauhigkeit auftretenden Schwierigkeiten zu überwinden. Bis jetzt können genaue Messungen der Oberflächenrauhigkeit nur unter strengen Laboratoriumsbedingungen mit Hilfe kostspieliger Geräte durchgeführt werden, die durch geübtes Personal betätigt werden müssen, während unter den gewöhnlichen Fertigungs- oder Produktionsbedingungen nur eine grobe Schätzung der Oberfläohenrauhigkeit mdglich ist.
  • Bis jetzt benutzt-man zum Messen der Oberfläohenrauhigkeit gewöhnlich Interferenzmikroskope, schreibende Profilometer....'" oder geeichte VergleichsstUcke mit Oberflächenproben. Zwar liefern Interferenzmikroskope absoute Messungen der geometrischen Verhältnisse einer zu messenden Oberfläche, doch sind" diese Geräte kostspielig, und sie könner praktisch nur in besonders dafur eingerichteten Laboratorien benutzt werden. Die schraibenden oder registrierenden Profilometer erweisen sich im Gebrauch als praktischer, doch liefern solche Geräte brauchbare Angaben über die geometrischen Verhältnisse einer Fläche nur längs einer Linie oder Bahn einer Abtastspitze. Ferner sind die mit Hilfe eines schreibenden Profilometers erzielbaren Meßwerte nur so lange genau, wie die Form der Tastspitze bekannt ist und während der Messung konstant bleibt, und nur solange, wie die zu messende Oberfläche eine ausreichende Härte besitzt, so da# die Abtast-oder Meßspitze keinen Eindruck oder eine sonstige Verformung an der zu messenden Fläche hervorruft. Beim Gebrauch geeichter Vergleichsproben, die jeweile eine genau bekannte Oberflächnrauhigkeit aufweisen, wird ein optischer Vergleich zwischen dem Aussehen der zu messenden.
  • Fläche und dem Aussehen der Oberfläche der Vergleichsproben angestellt, und hierbei wird angenommen, daß die bekannte Oberflächenrauhigkeit des Vergleichsstücks, welches der zu messen-* den Flache am stärksten ähnelt,derRauhigkeit der zu messenden Fläche entspricht oder : sie anzeigt. Es liegt jedoch auf der Hand, daß es sich bei der Verwendung geeichter Vergleichsproban der beschriebenen Art um eine subjektive Prdfung der Oberflächenrauhigkeit handelt, und dåß die Prüfung durch geübtes und erfahrenes Personal durchgeführt werden muß, wenn man MeBergebndsse von ausreichender Zuverlässigkeit erzielen will.
  • Bin Ziel der Erfindung besteht nunmehr darin, ein Verfahren.vorzusehen,daa es relativ ungeübtem Personal ermöglicht, 'die. Rauhigkeit einer Flache bequem und. genau zu messen, wobei dieses Verfahren nicht nur in taboratorien, sondern auch in Werkstätten oder dergleichen ohne weiteres angewendet werden kann.
  • Ein weiteres tiel der Erfindung besteht in der Schaffung einer einfachen und mit geringen Kosten herstellbaren Vorrichtung, die von relativ wenig geübtem Personal benutzt werden kann und genaue Oberflächenrauhigkeitsmessungen ermöglicht.
  • GemäB einem jierkmal der Erfindung wird die Rauhigkeit einer Oberfläche in der vreise gemessen, daß längs einer festen Blicklinie Bilder betrachtet werden, die nacneinander durch Reflektion an der zu messenden Fläche erzeugt werden, und zwar unter einem Einfallswinkel von mehr als 45° und vorzugsweise zwischen etwa 50° and 75°, wobei es sich bei diesen Bildern um Bilder eines Satzes von Betrachtungsobjekten oder sogenannten Targets handelt. Die verschiedenen Targets setzen sich aus durch Abstände getrennten Linien von unterschiedlicher Größe, ! f verschiedener Dicke und unterschiedlichen Abständen zusammen, wobei die Targets verschiedenen Graden der Oberflächenrauhigkeit entsprechen ; die Targets können z. B. in Form der Auflösungskraftdiagramme ausgebildet sein, welche vom National Burea of Standards festgelegt worden sind ; hierbei zeigt dasjenige Target bzw. Diagramm, das die größte Zahl von Linien je Abmessungseinneit aufweist, welche in einem Bild klar aufgelöst bzw. erkannt werden können, wenn dieses Bild durch Reflexion an der zu messenden Fläche entstanden ist, die Rauhigkeit der betreffenden Fläche an ; genauer gesagt wird der quadratische Mittelwert der geometrischen Oberflächengestalt angeztigt, der als Standardmaß der Rauhigkeit gilt.
  • Da das unbewaffnete menschliche Auge eine maximale Auflosungskraft von nur etwa fünf Linien je Millimeter besitzt, werden die reflektierten Bilder der Targets oder Diagramme vorzugsweise durch Vergrößerungslinäenmittel betrachtet, mittels deren das Auflösungsvermögen des Betrachters auf etwa 20 Linien je Millimeter vergrößert wird ; in diesem Fall wird jedes Target gegendber der zu messenden Fläche unter einem Winkel angeordv net, der kleiner ist als der Einfallswinkel, unter dem das Target auf die zu messende Fläche reflektiert wird, um zu vermeiden, daß zusätzlich zu dem gewAnschten Bild des Targets auch ein Bild der zu messenden Fläche betrachtet wird.
  • Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Messen der Rauhigkeit einer Oberfläche umfaßt als wichtigste Bestandteile mindestens ein ebenes Targetteil mit einem oder mehreren Targets bzw. Gruppen von durch Abstdnde getrennten Linien, wobei das Targetteil von Unterstützungsmitteln getragen wird, die zur Anlage an der zu messenden Fläche gebracht werden können ; die Unterstützungsmittel sind geeignet, das Targetteil in der Nähe der zu messenden Fläche in einer Ebene zu halten, die mit der zu messenden Fläche einen spitzen Winkel bildet ; ferner sind Betrachtungsmittel vorgesehen, die ebenfalls von den Unterstützungsmitteln getragen werden und eine feste Blicklinie bestimmen, längs deren das Bild jedes Targets bzw. jedes Satzes von Linien betrachtet wird, welches durch eine Reflexion des Targets an der zu messenden Fläche unter. einem Einfallswinkel von mehr als 45° erzeugt wird.
  • .
  • Bei den bevorzugten Ausbildungsformen der Erfindung weist jedes Targetteil mehrere Targets oder Gruppen von Linien auf, wobei sich die Linien von Gruppe zu Gruppe bezüglich ihrer Grdße, ihrer Abstände und ihrer Dicke so unterscheiden, daß sie unterschiedlichen Graden der Oberflächenrauhigkeit entsprechen ; das Targetteil ist gegenUber den Unterstützungsmitteln bewegbar, damit es möglich ist, die Gruppe von in Abständen verteilten Linien zu wählen, die in eine Betrachtungsstellung gebracht werden soll, bei welcher das reflektierte Bild der betreffenden Gruppe auf der festen Blick-oder Visierlinie erscheint, die durch die Betrachtungsmittel bestimmt ist.
  • Um die Sichtbarkeit des Bildes jedes Targets bzw. jedes Satzes von Linien zu verbessern, deren Bild durch eine Reflexion an der zu messenden Fläche entsteht, kann das Targetteil beleuchtjet werden, und zwar vorzugsweise von der Rückseite her ; in diesem Fall besteht das Targetteil aus einem lichtdurchlässigen Material.
  • Bei den bevorzugten Ausbildungsformen der Erfindung umfasses die Betrachtungsmittel der Vorrichtung zum Messen der Rauhigkeit einer Oberfläche ein Betrachtungsrohr, das von den Unterstützungsmitteln so getragen wird, dass es sich rechtwinklig zu der zu messenden Fläche erstreckt, um eine bequeme Beobachtung zu ermöglichen, und ein Spiegel oder ein anderes reflektierendes Organ ist zwischen dem Betrachtungsrohr und der messenden Pluche so angeordnet, da# die Visierlinie von der zu messenden Flache aus so abgeknickt da# sie parallel zür Achse des Betrachtungsrohrs verläuft. Wenn eine Vergrö#erungslinse vorgesehen ist, um das Auflösungsvermögen des Augens des: Betrachters zu vergrö#ern, kann eine solche Blnse zweckmä#ng nahe dem Ende des Betrachtungsrohrs angeordnetseindasdem soeben etwihnten Spiegel am nächsten benachbart ist.
  • Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematisoher Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.
  • Fig. 1 zeigt in in einer schematischen Darstellung den erfindungsgemäßen Grundgedanken der Messung der Rauhigkeit einer Oberfläche.
  • Fig. 2 zeigt im Grundriß ein gemä# der Erfindung zu terwendendes Targetteil.
  • Fig. 3 zeigt in einer graphischen Daratellung die Beziehung zwischen der Oberflächenrauhigkeit und der Fähigkeit, auf die Fläche reflektierte Bilder von sich aus Linien zusammensetzenden Targets aufzuldsen.
  • Fig. 4 ist ein senkrechter Schnitt durch eine Ausbildungform einer erfindungsgemäßen Vorichtung zum Messen der Oberflächenrauhigkeit.
  • Fig. 5 zeigt in n grö#erem Me#stabe einen Teil der Vorrichtung nach Fig. 4 bei. Betrachtung desselben in Richtung der Pfeile 5 in Fig. 4.
  • Fig. 6 ist ein dem unteren Teil von Fig. 4 Ghnelnder senkrechter Teilschnitt durch eine weitere Ausbildungsform der Erfindung.
  • Fig. 7 ist ein vergrößerter Teilschnitt längs der Linie 7-7 inFig. Fig. 6 und zeigt das bei der Anordnung nach Fig. 6 verwendete Targetteil.
  • Bine Oberfläche kann durph Schneiden, Fräsen, Schleifen, Polieren, schwabbeln, Läppen oder mit Hilfe eines beliebigen anderen gebräuchlichen Vertahrens hergestellt bzw. bearbeitet werden. Zwar wird das Oberflächenmaterial bei diesen bekannten vearbettungsverfahren den verschiedensten Wirkungen ausgesetzt, z.B. einer Abscherung, einer Verlagerung, einem thermischen viskosen Fließen oder dergleichen, und hierbei erhält die bearbeitete Flache ein charakteristisches Aussehen ; es ist jedoch eine Tatsache, daS sich jede solche Fläche aus einer großen Zahl sehr kleiner, im wesentlichen ebener Flächen zusammensetzt, die in der verschiedensten. Weise orientiert sind, und deren Abmessungen vom makrobereich bis zum Submikrobereich variieren. Dies gilt insbesondere für Metalle und Metallegierungen, die im allgemeinen ein polykristallinisches Gefüge aufweisen und daher leicht längs ihrer Hauptkristallebenen gespalten werden können. Der Rauhigkeitsgrad einer Fläche ist durch den Prozentsatz der ebenen Makro-bis Submikroelemente der Fläche bestimmt, die parallel zueinander angeordnet sind.-Bei einer perfekten geometrischen Fläche, d. h. bei einem vollständig reflektierenden Spiegel, liegen alle Elemente der Blache in der gleichen Ebene, während sich bei zunehmender Rauhigkeit der Fläche der Prozentsatz der in parallelen Ebenen liegenden Flächenelemente fortschreitend verkleinert.
  • Im Hinblick auf diese Bigenschaften von Flächen der erwähnten Art wird gemäß der-Erfindung die zu messende Fläche als Spiegel oder reflektierendes Element verwendet, und mit ihrer Hilfe werden nacheinander sogenannte Targets betrachtet die sich aus Linien von unterschiedlicher Gr8Bes verschiedenen Abständen und unterschiedlicher Dicke zusammensetzen ; hierbei wird die Abnanme oder Verschlechterung des Auflösungsvermögens als Funktion der Rauhigkeit der Fläche beobachtet und gemessen.
  • Genauer gesagt wird gemä# der Erfindung bei der in Fig. 1 schematisch dargestellten Anordnung ein ebenes Targetteil 10 mit mindestens einem Target bzw. einer Gruppe von Linien nahe der zu messenden Fläche S so angeordnet, daB es in einer Ebene liegt, die mit der Fläche S einen spitzen Winkel a einschließt und das Biid der Gruppe von Linien, das durch eine Reflexion an der Fläche S erzeugt wird, wird longs einer festen Visierlinie L betrachtet, die z. B. durch ein Visierrohr 11 bestimmt wird, das so angeordnet ist, daB der Einfallswinkel i und der Reflexionswinkel r gröBer sind als 45° und vorzugsweise im Bereich von etwa 50° bis 75° liegen.
  • Gemäß Fig. 2 kann jedes Targetteil 10 mehrere Targets T1, T2 und T3 tragen, wobei jedes Target durch eine Gruppe von Linien gebildet wird, die sich von Gruppe zu Gruppe bezüglich ihrer Größe, ihrer Dicke und ihrer Abstände unterscheiden.
  • Gemäß Fig. 2 können diese Targets ahnlich auagebildet sein wie die erwähnten Auflösungs-Meßdiagramme des amerikanischen National Bureau of Standards, d. h. je Abmessungseinheit kUnnen Linien in verschiedener Zahl vorhanden sein, die rechtwinklig zueinander verlaufen. Fig. 2 zeigt als Beispiel ein Target T1, bei dem 0, 5 Linien je Millimeter vorhanden sind, wobei die Linienabstände quer zur Längsricntung der Linien gemessen sind ; bei dem Target T2 kann in der gleichen Meßrichtung. eine Linie je Millimeter vorhanden sein, und bei dem Target T3 können zwei Linien je Millimeter vorgesehen sein. Ähnliche Targets kbnnen auf anderen Targetteilen vorgesehen sein, wobei sich die Zahl derLinien je Agmessungseinheit fortschreitend ändert.
  • Die Rauhigkeit der Fläche S bestimmt das Ausmaß, in welchem die Linien der Targets, die fortschreitend zunehmende Zahlen von Linien je Millimeter aufweisen, aufgelöst oder deutlich gesehen werden können, wenn man sie nach ihrer Reflexion an der Fläche S längs der Visierlinie L betrachtet. Wenn die Fläche S relativ rauh ist, d. h. wenn sie einen relativ hohen quadratischen Mittelwert der Rauhigkeit aufweist, wie er allgemein als Maß fUr die Oberflächenrauhigkeit betrachtet wird, so ist die maximale Zahl von Linien je Millimeter, die deutlich aufgelöst bzw. in dem Bild des betreffenden Targets erkannt werden können, welches an der Fläche S reflektiert wird, relativ klein. Ist die Fläche S dagegen glatt, d. h. weist sie einen relativ kleinen quadratischen Mittelwert der Rauhigkeit auf, so ist die maximale Zahl von Linien je Millimeter, die in dem Bild des betreffenden Targets, das an der zu messenden Fläche reflektiert wird, aufgelöst oder gesehen werden können, relativ groß.
  • Wie in Fig. 3 graphisch dargestellt, hat es sich gezeigt, daß der Logarithmus des in Mikrozoll (0, 000 001 Zoll) für die zu messende Fläche eine lineare Funktion des Logarithmus des reziproken Wertes des Auflösungsvermögens, d. h. des reziproken Wertes der maximalen Zahl von Linien je Millimeter ist, die in dem an der zu messenden Fläche reflektierten Bild des betreffenden Targets deutlich aufgelöst bzw. gesehen werden kUnnan. Beispielsweise kann eine Flache mit einem quadratischen Mittelwert von 0, 25 Mikrozoll ein Bild eines Targets reflektieren, das zwanzig Linien je Millimeter aufweist, und zwar in der Weise, daB diese Linien deutlich aufgelöst werden bzw. sichtbar sind. Eine Fläche dagegen, wei welcher der quadratische Mittelwert 100 Mikrozoll beträgt, wird eine deutliche Auflösung des reflektierten Bildes eines Targets mit mehr als einer Linie je Millimeter verhindert.
  • Im Hinblick auf die vorstehend behandelte Beziehung zwischen dem quadratischen Mittelwert einer Flache und der Zahl der Linien je Abmessungaeinheit eines Targets, die nach der Reflexion an der zu messenden Fläche aufgelöst oder deutlich gesehen werden können, ist es möglich, eine Eichungsbeziehung zwischen der Zahl der Linien je Abmessungseinheit bei jedem Target und dem quadratischen Mittelwert bzw. der Rauhigkeit t einer Fläche herzustellen, die befähigt ist, ein Bild des Targets zu reflektieren, ohne daß die Auflösung in einem solchen Ausmaß versehlechtert wird, daß die Linien nicht deutlich sichtbar sind. Nachdem man eine solche Eichung durchgeführt hat, ist es nur erforderlich, die Targets nacheinander in der auf Fig.1 ersichtlichen Weise zu betrachten, wobei sich die Zahl der Linien je Abmessungseinheit von einem Target zum nC¢haten fortschreitend vergrößert, und dann dasjenige Target zu wählen, welches die grdßte Zahl von Linien je Abmessungseinheit aufweist, die nach der Reflexion an der Fläche S noch deutlich gesehen bzwl aufgelöst werden können ; dieses gewählte'Target gibt dann eine genaue Anzeige der Rauhigkeit der zu messenden Flache.
  • Wenn das Targetteil 10 gem§B Fige 2 mehrere largets trägt kann man das @argetteil so verstellen, da# die reflektierten Bilder der Targets nacheinander auf die Visierlinie L ausgerichtet werden. Wenn ein vollständiger Satz von Targets auf mehreren Targetteilen vorgesehen ist, werden die Targetteile nacheinander ausgewechaelt, bis sich dasjenige Target auf der Visierlinie befindet, welches die maximale Zahl von Linien je Abmessungseinheit aufweist, die noch deutlich gesehen bzw. aufgelöst werden kUnnen.
  • @ Da das Auflösungsvermögen des menschlichen Auges nur etwa fünf Linien je Millimeter entspricht, was einer Oberflächenrauhigkeit bzw. einem quadratischen Mittelwert von 5 Hikrozoll entspricht, werden die reflektierten Bilder der Targets, die nacheinander in die Visierlinie L gebracht werden, vorzugsweise durch eine Vergroßerungslinse bzw. ein Objektiv 12 betrachtet, das in die Visierlinie eingeschaltet und so ausgebildet ist, daß der Betrachter bequem mindestens 20 Linien je Millimeter auflösen kaun ; Hierdurch wird die Messung von Oberflächen ermöglicht, bei denen der quadratische Mittelwert bis herab zu # 0, 25 Mikrozoll beträgr. Wird ein solches Objektiv benutzt, um das Auflösungsvermögen des Betrachters zu vergrößern, ist der Winkel a zwischen der Ebene des Targetteils 10 und der zu messenden Fläche S vorzugsweise z. B. um 5° bis 10° kleiner als der Einfallswinkel. Wenn der Winkel a kleiner ist als der Einfallswinkel i, sieht der Betrachter nur das Bild des Targets, das durch die Reflexion an der Flache S entsteht, während die Flache S selbst nicht gesehen wird und daher die Auflösung des Bildes nicht stört.
  • Fig. 4 zeigt eine zweckmäßige Ausbildungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Messen der Oberflächenrauhigkeit ; diese Vorrichtung umfaßt ein Gestell 13 mit einem Basisteil 14, das auf der zu messenden Fläche S angeordnet werden kann. Das Visierrohr 11 ist in das bestell 13 so eingebaut, da# es sich rechtwinklig zu der Fläche-S erstreekt, um eine bequeme Betrachtung zu ermöglichen. Das Yergrdßerungsob å ektiv 12 hat die Form eines Achromaten, dessen Brennweite z. B. etwa 75 mm beträgt ; das Objektiv ist in das Visierrohr 11 vor einer nahe dem unteren Ende des Vesierrohrs angeordneten Bintrittspupille oder Blende 15 eingebaut. Das andere Ende des Visierrohrs 11 ist durch eine Wand abgeschlossen, die mit einer Einblickoffnung 16 versehen ist ; die Öffnungen 15 und 16 la-egen die Blickrichtung und damit auch das Bildfeld fest. Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausbildungsform hat das Visierrohr 11 eine Länge von etwa 150 mm ; der Durchmesser der Einfallsöffnung 15 beträgt etwa 9, 5 mm, während der Durchmesser der Einblicköffnung 16 etwa 6, 4 mm beträgt.
  • Das Targetteil 10, das die Form eines Streifens hat, ist gemäß Fig. 4 und 5 seitlich verschiebbar in kanalfbrmigen Führungen 17 und 18 angeordnet, die sich quer zu dem Gestell 13 erstrecken und so angeordnet sind, daß die Ebene des Targetteils den gewünschten Winkel a mit der Fläche S bildet. Wenn man das Targetteil 10 gemäß Fig. 5 in Richtung des Doppelpfeils 19 seitlich verschiebt, ist es somit möglich, dasjenige Target bzw. diejenige Gruppe von Linien auf dem Targetteil 10 zu wählen, welche sich in der Betrachtungsstellung befindet, d. h. die so angeordnet ist, daß das reflektierte Bild auf der Visierlinie L liegt.
  • Da das s Visierrohr 11 rechtwinklig zu der Fläche S angeordnet ist, statt auf den reflektierten Teil der Visierlinie ausgerichtet zu sein, umfaßt die Vorrichtung nach Fig. 4 zuspats einen an seiner Vorderseite reflektierenden ebenen Spiegel19derindasGestell13unterhalbdesVisierrohrs11 eingebaut und so geneigt ist, daß die Lichtstrahlen auf die Achse des Visierrohrs 1 11 ausgerichtet werden, nachdem sie durch die Fläche S innerhalb des Blickfeldes, d. h. der zu priifenden oder zu enden Fläche, reflektiert worden sind.
  • @ die Um derBilderdesTargetszuverbessern, die durch Reflexion an der Fläche S entstehen, wird das Target am Betrachtungspunkt beleuchtet, und zwar vorzugsweise von der Rückseite her, d. h. von seiner von der Fläche S abgewandten Seite aus. Zu diesem Zweck wird das Targetteil 10 aus einem durchscheinenden oder lichtdurchlässigen Material hergestellt, das durch Bedrucken oder auf andere Weise mit den verschiedenen TargetsderbeschriebenenArtversehenist.Bei der Vorrichtung nach Fig. 4 wird das die Betrachtungsstellung einnehmende Target von der Ruckseite her durch eine. kleine fokussierbare hasch, 20 beleuchtet, die mit Batterien 21 ausgerüstet sein kann und auf geeignete Weise von einem Arm 22 getragen wird, der an dem @estell 13 befestigt ist; die Lampe 20 wirft einen lichts@rahl jeweils au den Teil des Targetteils 10, der sich in der tungsstellung befindet.
  • Wenn man die Vorrichtung nach Fig. 4 in der beschriebenen Weise eise benutzt, ermöglicht sie es, die Rauhigkeit der Fläche S innerhalb eines Flächenstüks zu messen, das sich im Blickfeld befindet und eine erhebliche Größe besitzt ; ferner ist zu erkennen, daß man die Vorrichtung bequem in verschiedene Stellungen auf der Fläche S bringen kann, um gegebenenfalls Unterschiede in der oberflächenrauhigkeit festzustellen.
  • Um zu gewährleisten, daß bezUgli¢h der Betrachtung der reflektierten Bilder der verschiedenen Targets gleichmäßige Bedingungen bestehen, wird jedes der Targets auf dem Targetteil 10 gemäB Fig. 2 im gleichen Abstand d von der Unterkante des Targetteils angeordnet, und wenn Targets auf mehreren getrennten Targetteilen vorgesehen sind, ordnet man samtliche'Targets im gleichen Abstand d von der Unterkante der verschiedenen Targetteile an. Wenn Targets in einem Bereich von 0, 25 Linien je Millimeter bis 20 Linien je Millimeter vorhanden sind, wozu bemerkt, sei, da# sich dieser Bereich als für die Messung der meisten Flächen geeignet erwiesen hat, ist es möglich, die benötigten Targets auf drei oder vier Targetteilen oder verschiebbaren Streifen vorzusehen, die ausgewechselt werden können und jeweils in die Führungen 17 und 18 des Gestells 13 eingeschoben werden.
  • Alternativ kann man gem§B Fig. 6 und 7 ein Targetteil Qu in Form einer runden Scheibe aus einem durchscheinenden oder lichtdurohlässigen Material vorsehen, das gemma Fig. 7 sortliche benötigten Targets T1 bis T5 trägt, welche in Winkelabständen und in einem gleichmäßigen Abstand vom Rand der Scheibe auf die Scheibe aufgedruckt sind. Das scheibenförmige Targetteil 10a ist in der Mitte z. B. auf einem Stift 23 drehbar gelagert, der durch ein Querstück 24 des Gestells 13 unterstützt wird, so daß das Targetteil in einer Ebene drehbar ist, die mit der Flache S den gewünschten Winkel a einschließt. Ferner ist die Drehachse des Targetteils 10a so angeordnet, daß sich der Randabschnitt, auf den die verschiedenen Targets aufgedruckt sindt beim Drehen des Targetteils durch die Visierlinie L bewegt. Somit kann man das Targetteil 10a drehen, um jedes der Targets T1 bis T5 zu wählen und es nach seiner Reflexion an der Flache S zu betraehten.
  • Um das Targetteil 10a in jeder der Stellungen, bei denen sich ein Target in der Visierl@nie befindet, festzuhalten, umfaßt die Ausbildungsform nach Fig. 6 und 7 vorzugsweise zusätzlich Rastmittel, die z. B. in geeigneten Abständen verteilte Vertiefungen 25 auf der Unterseite des Targetteils 10a sowie eine unter Pederspannung stehende Kugel 26 umfassen können ; die Kugel 26 ist beweglich in einem Gehäuse 27 angeordnet, das von dem Querstack 24 des Gestells getragen wird, so daß die Kugel nacheinander in die verschiedenen Vertiefungen 25 eingreifen kann. iie schon erwahnt, umfaßt jedes Target vorzugsweise Linien, die gemäß Fig. 2 rechtwinklig zueinander verlaufen, doch sei bemerkt, daß man auch andere Linienmuster, z. B. konzentrische Kreise, bei den Targets vorsehen kann, die nach ihrer Reflexion an der Fläche S betrachtet werden sollen, um eine Nessung der Rauhigkeit der Fläche S zu ermöglichen. Jedoch ermöglicht-es die bevorzugte Anordnung von Linien parallel zur Einfallsebene und rechtwinklig dazu, die Art der Oberfläche bzw. die Oberflächengüte zusätzlich zu der zu messenden Rauhigkeit festzustellen. lenn die zu messende Fläche z. BQ geläppt worden ist, zeigt es sich, daß das Auflösungsvermögen für die. rechtwinklig zueinander verlaufenden Linien jedes Targets da* gleiche ist. Ist dagegen die zu messende Fläche mit Hilfe eines Schneidwerkzeugs bearbeitet worden, so daß Markierungen auf der Fläche zurückgeblieben sind, unterscheidet sich die Auflösung der in einer Richtung verlaufenden Linien jedes Targets von der Auflösung der rechtwinklig dazu verlaufenden Linien.
  • Der Unterschied zwischen der Auflosung der einen Liniengruppe und der rechtwinklig dazu verlaufenden Liniengruppe jedes Targets zeigt die Verlaufsrichtung der Werkzeugmarken auf der zu messenden Fläche sowie deren Tiefe an.
  • Es sei bemerkt, daB man bei den vorstehend beschriebenen Ausfuhrungsbeispielen die verschiedensten AbEnderungen und Abwandlungen vorsehen kann, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
  • Patentansprüche:

Claims (17)

  1. P A T E N T A N S P R Ü C H E 1. Verfahren zum Messen der Rauhigkeit einer Flache, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, da8 Betrachtungsobjekte bzw. sogenannte Targets (T1, T2, T3), die sich aus durch Abstände getrennten Linien unterschiedlicher Grö#e, Dicke und Abstände zusammensetzen und unterschiedlichen Obefläohenrauhmgkeitsgraden entsprechen,nacheinanderalsBilderbetrachtetwerden, die durch eine Reflexion an der zu messenden Fläche (S) erzeugt werden, wobei der Einfallswinkel 9i) grö#er ist als 45°, und da# dasjenige Target ausgewählt wird, das sich aus den kleinsten dünnsten und einander am nächsten benachbarten linien zusammensetzt, die als Bild nach der Reflexion an der zu messenden Fläche klar aufgelöst werden können, wobei das ausgewählte Target die Rauhigkeit der zu den Fläche anzeigt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die nacheinander erzeugten Bilder längs einer festen Visierlinie (L) betrachtet werden.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch-1 oder 2, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, , da# bei jedem Target die Linien in Gruppen von zueinander rechtwinkligen linier angeordnet sind, so daß die relative Klarheit der Gruppen von Linien im Bild jedes Targets eine Anzeige für die Art der Oberfläche bzw. der Oberflächengüte der zu messenden Fläche liefert.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bia 3, dadurch g a z e i c h n e t, daß die Bilder vergrö#ert werden, und da8 jedes Tartit unter einem Winkel (a) gegenüber der su messenden Fläche angeordnet wird, der kleiner ist als der Einfalsswinkel.
  5. 5. Vertahren nach Anspruch 1 bis 4,dadurchgekennz e i c h n e t, daß der Einfallswinkel (i) etwa zwischen 50° und 75° liegt.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch g e k en nz e i c h n e t, daB die Targets durch die Auflösungsgähigkeitadiagramme des U. S. National Bureau of Standards gebildet werden, und daß das ausgewählte Target den quadratischen Mittelwert der Rauhigkeit der zu messenden Fläche anzeigt.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch g e k e n zi z e i c h n e t, da# jedes target beleuchtet wird, um die Sichtbarkeit seines durch Reflexion an der zu messenden Flache entstehenden Bildes zu verbessern.
  8. 8. Vorrichtung zum Nessen der Rauhigkeit einer Flache mit Hilfe eines Verfahrens nach Anspruch 1 bis 7, g w k e n nz e i c-h n e t durch mindestens ein ebenes, ein oder mehrore Targets tragoodes Targetteil (10), Unterstützungsmittel (13 , us das Targetteil in der Nähe der zu messenden Floche (S) in einer Ebene zu halten, die mit--, su messenden Flache einen spitzen Winkel (a) bildet, sowie durch Betrachtungsmittel z die auf den Unterstützungsmitteln angeordnet sind und eine feste Visierlinie (L) fUr ein Bild eines Targets zu bestimmen, das durch Reflexion des largets an der zu messenden flache unter dem Einfallswinkel (i) entsteht. .
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n z e i cE n e t, daß das Targetteil mehrere Targets trägt und in der erwZhnten Ebene gegenüer den Unterstdtzungsmitteln bewegbar iat, damit die reflektierten Bilder der Targets wahlweise auf die feate Visierlinie auagerichtet werden können.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n z e i cE n e t, da# das Targetteil eine streifenähnliche Form hat, wobei die Targets längs des largetteils in Abständen verteilt sind, und da# die Unterstützungsmittel sich in einer seitlichen Richtung erstreckende parallele Führungen (17, 18) umfassen, die das streifenähnliche Targetteil verschiebbar aufnehmen können, damit das Targetteil in der erwähnten Ebene bewegt werden kann.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, da# das Targetteil (10a) kreisrund ist und die Targets in Winkelabständen verteilt in gleichen Abständen vom Rand des Targetteils angeordnet sind, wobei das Targetteil um seine Mitte (23) in der erwähnten Ebene drehbar gelagert ist.
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n z e i c F n e t, daß das Targetteil und diè Unterstützungsmittel zusammenarbeitende Rastmittel (26, 27) umfassen, um das Targetteil lösbar in 3tellungen festzuhalten, bei denen die reflektierten Bilder der verschiedenen Targets wahlweise auf die feste Visierlinie ausgerichtet sind.
  13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 12, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, da# die Unterstützungsmittel Mittel (20) zum Beleuchten des Targetteils tragen.
  14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13t dadurch g e k a n n z s i ch n e t, da# das Targetteil aus s lichtduchlässigem Material besteht und die Beleuchtungsmittel Licht auf die Fläche des Targettes fallen lassen, die von der zu messenden Fläche abgewandt ist, so daß die Targets von ihrer Rückseite her beleuahtet werden.
  15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 14, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß die Betrachtungsmittel ein Visierrohr (11) umfassen, das sich rechtwinklig zu der zu messenden Fläche erstreckt, sowie reflektierende Mittel (19) zwischen dem Visierrohr und der zu messenden Fläche, um die Visierlinie von der su mess@enden Fläche so zu knicken, da# sie durch das Visierrohy verläuft.
  16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 8 bi 15, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß die Unterstatzungsmittel einen Basisabschnitt (14) umfassen, der sich an der zu messenden Fläche abatützen kann.
  17. 17. Vorrichtung nach Anspruch 15 und 16, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß die Betrachtungsmittel ferner ein Vergrößerungsobjektiv (12) umfassen, um die Auflösungskrmft des Auges des Betrachters zu vergrößern, und daß der spitze Winkel (a) zwischen der Ebene des Targetteils und der zu messenden Fläche kleiner ist als der erwähnte Einfallswinkel (i).
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DE19661548206 1965-04-09 1966-04-07 Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Rauhigkeit von Oberflaechen Pending DE1548206A1 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3609044A (en) * 1969-07-01 1971-09-28 Eastman Kodak Co Apparatus for selectively inspecting a web surface and a coating on the surface
US3627427A (en) * 1970-02-11 1971-12-14 Lockheed Aircraft Corp Method and apparatus for contour measurement
US3847581A (en) * 1973-07-02 1974-11-12 Owens Illinois Inc Glassmaking diameter sensing
US4299497A (en) * 1977-09-26 1981-11-10 E. I. Du Pont De Nemours And Company Instrument for determining the distinctness of image of a paint film
JPS59202045A (ja) * 1983-05-02 1984-11-15 Suga Shikenki Kk つや感の判別方法
US4738538A (en) * 1987-01-23 1988-04-19 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Gloss measurement device
US5686987A (en) * 1995-12-29 1997-11-11 Orfield Associates, Inc. Methods for assessing visual tasks to establish desirable lighting and viewing conditions for performance of tasks; apparatus; and, applications
US6433867B1 (en) * 2000-01-11 2002-08-13 The Aerospace Corporation Contrast imaging method for inspecting specular surface devices
JP2006266728A (ja) * 2005-03-22 2006-10-05 Honda Motor Co Ltd 塗膜外観の評価方法及び塗装物
US20090157212A1 (en) * 2007-12-12 2009-06-18 Basf Corporation System and method of determining paint formula having a effect pigment
JP5444823B2 (ja) * 2009-05-01 2014-03-19 信越半導体株式会社 Soiウェーハの検査方法

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