DE20314026U1

DE20314026U1 - System zur berührungslosen Vermessung einer Oberfläche

Info

Publication number: DE20314026U1
Application number: DE20314026U
Authority: DE
Original assignee: Precitec Optronik GmbH
Current assignee: Precitec Optronik GmbH
Priority date: 2003-09-10
Filing date: 2003-09-10
Publication date: 2005-01-13
Anticipated expiration: 2013-09-11

Abstract

System zur berührungslosen Vermessung einer Oberfläche (30), mit
a) einer Lichtquelle (52) zur Erzeugung von Licht (54) mit einem kontinuierlichen Spektrum,
b) einer der Lichtquelle (52) zugeordneten Lichtaustrittsfläche (64),
c) einem Objektiv (62) mit chromatischer Aberration zur Abbildung der Lichtaustrittsfläche (64) in wellenlängenabhängigen Brennebenen,
d) einem Spektrographen (74), mit dem die spektrale Intensitätsverteilung von Licht erfaßbar ist, das durch das Objektiv (62) hindurch auf die zu vermessende Oberfläche (30) gerichtet und von dort reflektiert wird,
e) einer Auswerteeinheit (76), mit der sich jeder Wellenlänge (λ₂), bei der die von dem Spektrographen (74) erfaßte Intensitätsverteilung ein lokales Maximum hat, ein Abstand zwischen dem Objektiv (62) und der Oberfläche (30) zuordnen läßt,
f) einem von der Lichtquelle (52) und dem Spektrographen (74) räumlich getrennten Verfahrtisch (20),
wobei das Objektiv (62) in einem Meßkopf (16) aufgenommen ist, der über einen Lichtwellenleiter (19) mit der Lichtquelle...

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur berührungslosen Vermessung einer Oberfläche mit

a) einer Lichtquelle zur Erzeugung von Licht mit einem kontinuierlichen Spektrum,
b) einer der Lichtquelle zugeordneten Lichtaustrittsfläche,
c) einem Objektiv mit chromatischer Aberration zur Abbildung der Lichtaustrittsfläche in wellenlängenabhängigen Brennebenen,
d) einem Spektrographen, mit dem die spektrale Intensitätsverteilung von Licht erfaßbar ist, das durch das Objektiv hindurch auf die zu vermessende Oberfläche gerichtet und von dort reflektiert wird,
e) einer Auswerteeinheit, mit der sich jeder Wellenlänge, bei der die von dem Spektographen erfaßte Intensitätsverteilung ein lokales Maximum hat, ein Abstand zwischen dem Objektiv und der Oberfläche zuordnen läßt,
f) einem von der Lichtquelle und dem Spektrographen räumlich getrennten Verfahrtisch,

Ein System dieser Art ist aus einem Aufsatz von C. Dietz und M. Jurca mit dem Titel "Eine Alternative zum Laser", Sensormagazin Nr. 4, 3. November 1997, Seiten 15 bis 18, bekannt.
In vielen Bereichen der Technik, etwa der Qualitätssicherung und Verschleißprüfung in der Luft- und Raumfahrt- oder der Kraftwerkstechnik, stellt sich die Aufgabe, mit Hilfe eines Meßgeräts berührungslos Oberflächen unterschiedlichster Art zu vermessen. Ziel derartiger Messungen ist es dabei im allgemeinen, für eine Vielzahl von Meßpunkten, die entlang einer Linie oder auch über eine Fläche verteilt angeordnet sein können, den Abstand zu einer durch die Lage des Meßgeräts vorgegebenen Referenzebene zu ermitteln. Auf diese Weise erhält man ein zweidimensionales Profil bzw. eine dreidimensionale Topographie der Oberfläche. Werden die gewonnenen Daten auf einem Datensichtgerät dargestellt, so lassen sich z. B. Fertigungs- oder Materialfehler genau erkennen.
Mit optischen Meßgeräten dieser Art können inzwischen Meßgenauigkeiten in der Richtung senkrecht zur Oberfläche von deutlich weniger als einem Mikrometer erzielt werden. Besonders verbreitet sind hierbei triangulatorische Meßverfahren, interferometrische Meßverfahren sowie auf dem Autofokus-Prinzip beruhende Meßverfahren, wie sie in ähnlicher Weise von CD-Spielern her bekannt sind. Diesen bekannten Meßverfahren ist allerdings gemeinsam, daß die hierfür erforderlichen elektromechanischen und optischen Komponenten in der Regel so groß und unhandlich sind, daß die Durchführung dieser Meßverfahren stationäre Meßstationen erfordert, denen die zu vermessenden Werkstücke zugeführt werden müssen.
Das aus dem vorstehend genannten Aufsatz bekannte Meßsystem ermöglicht eine besonders genaue Oberflächenvermessung bei gleichzeitig sehr kompakter Bauweise. Bei diesem Meßsystem wird von einer Weißlichtquelle, z. B. einer Halogen- oder Xenon-Lampe, Licht erzeugt und über eine Glasfaser zu einem Meßkopf geführt. Der Meßkopf enthält ein Objektiv mit unkorrigierter chromatischer Aberration, welches das objektseitige Ende der Glasfaser in kurzer Entfernung verkleinert abbildet. Infolge der chromatischen Abberation ergibt sich eine wellenlängenabhängige Brennweite für diese Abbildung. Befindet sich eine Oberfläche in dem Brennweitenbereich des Objektivs, so erzeugt aufgrund der wellenlängenabhängigen Brennweite des Objektivs nur Licht einer ganz bestimmten Wellenlänge einen scharfen Brennpunkt auf dieser Oberfläche. Umgekehrt wird nur der Reflex des Lichts dieser Wellenlänge wieder scharf auf das Faserende abgebildet und in die Faser eingekoppelt. Am geräteseitigen Ende der Faser wird das zurücklaufende Licht ausgekoppelt und in einem Spektrographen analysiert. Da die Abhängigkeit der Brennweite des Objektivs von der Wellenlänge bekannt ist, läßt sich aus der Lage eines in dem Spektographen erfaßten Maximums der spektralen Intensitätsverteilung der Abstand der Oberfläche von dem Meßkopf bestimmen.
Zu diesem bekannten Meßsystem gehört ferner ein in dem genannten Aufsatz allerdings nicht beschriebener Verfahrtisch, auf dem das Meßobjekt mit der zu vermessenden Oberfläche befestigt werden kann. Durch präzises Verfahren des Meßobjekts an dem feststehenden Meßkopf vorbei läßt sich auf diese Weise ein Profil oder eine Topographie der zu vermessenden Oberfläche ermitteln.
Das bekannte Meßsystem ermöglicht darüber hinaus auch die Bestimmung von Schichtdicken, sofern die Schicht für das von der Lichtquelle erzeugte Licht wenigstens teilweise durchlässig ist. Dabei wird die Tatsache ausgenutzt, daß auch die untere, von dem Meßkopf abliegende Grenzfläche der Schicht einfallendes Licht zumindest teilweise reflektiert. Die Schichtdicke ergibt sich dann als Differenz der gemessenen Abstände für die obere und die untere Grenzfläche. Der Begriff der Oberflächenvermessung soll hier deswegen auch die Schichtdickenmessung umfassen.
Allerdings sind auch bei diesem bekannten Meßsystem die Einsatzmöglichkeiten durch das Erfordernis eines Verfahrtischs für das Meßobjekt beschränkt. So lassen sich damit z.B. keine Oberflächen von Meßobjekten vermessen, die zu groß sind, um in den Verfahrtisch eingespannt zu werden.
Ein größerer Verfahrtisch hat seinerseits den Nachteil, daß das Meßsystem insgesamt sehr unhandlich wird und deswegen nicht mehr für einen Feldeinsatz geeignet ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deswegen, ein flexibel einsetzbares, auch für größere Meßobjekte geeignetes Meßsystem anzugeben, mit dem sich die Oberflächen von Meßobjekten berührungslos vermessen läßt.
Gelöst wird diese Aufgabe bei einem System der eingangs genannten Art dadurch, daß der Verfahrtisch auf der zu vermessenden Oberfläche aufstellbar ist und zur Aufnahme des Meßkopfes einen Meßkopfhalter aufweist, der entlang wenigstens einer Raumrichtung relativ zu der zu vermessenden Oberfläche motorisch verfahrbar ist.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß der Meßkopf selbst relativ leicht und klein ausgeführt sein kann, da darin lediglich einige wenige Linsen für das Objektiv angeordnet sein müssen. Die größeren und schwereren Komponenten des Meßsystems, und zwar insbesondere die Lichtquelle, der Spektograph sowie die Auswerteeinheit mit dazugehöriger Spannungsversorgung, können abseits des Meßkopfes angeordnet und vorzugsweise gemeinsam in einem Gehäuse aufgenommen sein. Ein solcher leicht ausgeführter Meßkopf erlaubt es, nicht das Meßobjekt relativ zum feststehenden Meßkopf, sondern umgekehrt den Meßkopf relativ zum feststehenden Meßobjekt zu verfahren. Konventionelle Meßsysteme, bei denen im Meßkopf umfangreiche optische oder elektromechanische Komponenten angeordnet sind, lassen sich wegen der großen zu bewegenden Massen im allgemeinen nicht mit vertretbarem Aufwand mit der erforderlichen Präzision relativ zu dem Meßobjekt bewegen.
Aufgrund des sehr kleinen und leichten Meßkopfes des erfindungsgemäßen Meßsystems kann auch der Verfahrtisch so leicht und kompakt ausgeführt sein, daß sich dieser ohne weiteres von einer Bedienperson von Hand umsetzen läßt. Damit ist es nicht mehr erforderlich, größere Meßobjekte zu einer Meßstation zu bringen; vielmehr kann nun umgekehrt der portable Verfahrtisch mit dem darauf montierten oder montierbaren Meßkopf zu dem Meßobjekt gebracht werden. Die Einsatzmöglichkeiten des Meßsystems werden auf diese Weise erheblich vergrößert. Insbesondere ist auch ein Einsatz des Meßsystems im Feld möglich.
Am einfachsten läßt sich ein solcher Verfahrtisch realisieren, wenn dieser eine Bodenplatte oder eine funktionell vergleichbare Tragstruktur mit einer annähernd zentralen Öffnung aufweist, durch die hindurch Meßlicht von dem Meßkopf auf die zu vermessende Oberfläche gelangen kann. Der Meßkopf kann dann nämlich annähernd zentral über der Bodenplatte verfahrbar angeordnet werden, wodurch sich eine hohe Kippfestigkeit ergibt.
Um den Verfahrtisch auf unterschiedlich ausgebildeten Meßobjekten aufstellen zu können, weist dieser vorzugsweise verstellbare oder austauschbare Abstützelemente zum Abstützen des Verfahrtisches auf der zu vermessenden Oberfläche auf. Die Abstützelemente müssen so stabil ausgeführt sein, daß der Verfahrtisch auch während der Verfahrbewegungen des Meßkopfes sicher auf der zu vermessenden Oberfläche des Meßobjekts ruht. Die Abstützelemente können zu diesem Zweck zu der Oberfläche weisende Kontaktflächen tragen, die einen besonders hohen Haftreibungswert haben. In Betracht kommt beispielsweise, die Abstützelemente als an einer Trägerplatte des Verfahrtischs austauschbar befestigte Hartgummileisten auszuführen. Je nach Wölbung und Neigung der Oberfläche können die Hartgummileisten gegen andere, speziell an diese Form der Oberfläche angepaßte Hartgummileisten ausgetauscht werden.
Bevorzugt ist es jedoch, wenn die Abstützelemente als Füße ausgebildet sind, die an einer Trägerplatte des Verfahrtischs verstellbar befestigt sind. Auf diese Weise kann der Verfahrtisch besonders einfach und ohne Vorsehen von Austauschelementen an die Form der Oberfläche des Meßobjekts angepaßt werden, um so einen sicheren Halt auf dem Meßobjekt zu gewährleisten.
Wenigstens einer der Füße kann dabei um eine zu der Trägerplatte im wesentlichen senkrechten Achse verschwenkbar sein. Auf diese Weise läßt sich der Verfahrtisch besonders einfach an unterschiedliche Oberflächenformen des Meßobjekts anpassen.
Ferner kann der wenigstens eine Fuß einen längenverstellbaren Ausleger aufweisen, der verschwenkbar an der Trägerplatte befestigt ist. Auf diese Weise steht ein zusätzlicher Freiheitsgrad zur Verfügung, wodurch sich der Verfahrtisch noch besser an unterschiedliche Oberflächenformen der Meßobjekte anpassen läßt.
Um den Meßbereich des Meßkopfes optimal bezüglich der zu vermessenden Oberfläche anzuordnen, kann der Verfahrtisch ein Verstellelement aufweisen, durch dessen Betätigung der Meßkopf in einer zu der zu vermessenden Oberfläche zumindest annähernd senkrechten Richtung verfahrbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Lichtquelle, der Spektrograph, die Auswerteeinheit sowie eine zentrale Steuereinrichtung, die die Verfahrbewegungen des Verfahrtisches steuert und mit den in der Auswerteeinheit gewonnenen Ergebnissen korreliert, gemeinsam in einem Gehäuse angeordnet. Auf diese Weise ist das gesamte Meßsystem auf zwei größere Einheiten verteilt, nämlich das genannte Gehäuse sowie den Verfahrtisch mit dem darauf befestigten Meßkopf. Das gesamte Meßsystem läßt sich auf diese Weise sehr einfach an einen anderen Ort verbringen und dort aufbauen. Hierzu ist es lediglich erforderlich, den Verfahrtisch an der gewünschten Stelle auf das Meßobjekt aufzusetzen, ggf. den Meßkopf in eine entsprechende Halterung auf dem Verfahrtisch einzusetzen und den Meßkopf dann über die optische Faser mit dem Gehäuse zu verbinden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Darin zeigen:
1 eine räumliche Darstellung eines erfindungsgemäßen Meßsystems sowie eines rohrförmigen Meßobjekts;
2 eine schematische Darstellung wesentlicher Komponenten des erfindungsgemäßen Systems;
3 eine Seitenansicht des in 1 gezeigten Verfahrtischs in vergrößerter Darstellung.
In 1 ist ein Meßsystem zur berührungslosen Vermessung einer Oberfläche räumlich dargestellt und insgesamt mit 10 bezeichnet. Das Meßsystem 10 weist einen optischen Sensor auf, der ein Sensormodul 14 sowie einen Meßkopf 16 umfaßt. Der Meßkopf 16 ist in einem Meßkopfhalter 18 aufgenommen, der Teil eines insgesamt mit 20 bezeichneten Verfahrtischs zum Verfahren des Meßkopfs 16 ist, und über einen Lichtwellenleiter 19 mit dem Sensormodul 14 verbunden.
Der Verfahrtisch 20, dessen Einzelheiten in der weiter unten beschriebenen vergrößerten Seitenansicht gemäß der 3 gezeigt sind, hat eine Trägerplatte 22, an der vier Füße 24 um eine zu der Trägerplatte 22 senkrechte Achse verschwenkbar befestigt sind. Jeder Fuß 24 umfaßt eine Stützkugel 26 aus einem Hartgummi-Material sowie einen vorzugsweise längenverstellbaren Ausleger 28, an dem die Stützkugel 26 von unten befestigt ist. Der Ausleger 28 ist verschwenkbar an der Trägerplatte 22 angelenkt, so daß die Füße 24 in unterschiedlichen Positionen angeordnet werden können. Dies erlaubt es, den Verfahrtisch 28 auch auf Meßobjektiven mit nicht ebenen Oberflächen sicher und standfest aufzusetzen. Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dieser Oberfläche um die Außenfläche 30 eines Rohres 32.
Auf der Trägerplatte 22 des Verfahrtischs 20 ist eine erste Verfahrplatte 34 in einer mit einem Pfeil 36 angedeuteten Verfahrrichtung Y verfahrbar angeordnet. Auf der ersten Verfahrplatte 34 ist eine zweite Verfahrplatte 38 angeordnet, die relativ zu der ersten Verfahrplatte 34 in einer mit einem Pfeil 40 angedeuteten Verfahrrichtung Y verfahrbar ist. Relativ zu der zweiten Verfahrplatte 38 kann der Meßkopfhalter 18 nur in der Z-Richtung verstellt werden. Hierzu dient ein Feintrieb mit einer Mikrometerschraube 42. Der Meßkopf 16, der bis in eine in der ersten und der zweiten Verfahrplatte 34 bzw. 38 vorgesehene Öffnung 44 hinabreicht, kann mit dem Feintrieb so bezüglich der Oberfläche 30 des Rohres 32 justiert werden, daß diese optimal innerhalb des Meßbereichs des Meßkopfes 16 liegt.
Zum Verfahren der ersten Verfahrplatte 34 und der zweiten Verfahrplatte 38 sind in dem Verfahrtisch 20 als Piezoli nearmotoren ausgeführte Antriebe angeordnet (nicht dargestellt), die praktisch wartungsfrei sind und eine sehr hohe Verfahrgenauigkeit gewährleisten. Die Piezolinearmotoren sind über eine Steuerleitung 46 mit einem Steuerrechner 48 verbunden, auf dem die von dem Meßsystem 10 erfaßte Topographie der Oberfläche 30 graphisch dargestellt werden kann. Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, daß eine entsprechende zentrale Steuereinheit in dem Sensormodul 14 integriert ist. Der Verfahrtisch 20 ist dann über die Steuerleitung 46 mit dem Sensormodul 14 zu verbinden.
Die in dem Sensormodul 14 angeordneten Komponenten werden im folgenden mit Bezug auf die 2 erläutert. Darin sind wesentliche Komponenten des erfindungsgemäßen Meßsystems 10 in einem stark schematisierten und nicht maßstäblichen Längsschnitt gezeigt.
Das Meßsystem 10 weist eine Halogenlampe 52 auf, deren Licht 54 mit Hilfe einer Linse 56 in eine Eintrittsfläche 58 des Lichtwellenleiters 19 eingekoppelt wird. Das von der Halogenlampe 52 erzeugte Licht ist weiß, d. h. es handelt sich um ein aus allen Wellenlängen des sichtbaren Spektralbereichs annähernd energiegleich gemischtes Licht.
Das Meßsystem 10 umfaßt ferner ein Objektiv 62 mit chromatischer Aberration, das eine Austrittsfläche 64 des Lichtwellenleiters 19 verkleinert in kurzer Entfernung abbildet. Das Objektiv 62 ist in 1 nur vereinfacht wiedergegeben und enthält beispielhaft zwei Linsen 66 und 68.
An den Lichtwellenleiter 19 ist über einen Verzweiger 70 und einen weiteren Lichtwellenleiter 72 ein Spektrograph 74 angekoppelt, der mit einer Auswerteeinheit 76 über eine Datenleitung 78 verbunden ist.
Abgesehen von dem Objektiv 62, das im wesentlichen den Meßkopf 16 bildet, sind alle übrigen Komponenten des Meßsystems 10 innerhalb eines Gehäuses 79 des Sensormoduls 14 angeordnet.
Im folgenden wird die Funktion des in den 1 bis 3 gezeigten Meßsystems 10 beschrieben.
Da das Objektiv 62 eine chromatische Aberration aufweist, ist die Brennweite eine monoton steigende oder fallende Funktion der Wellenlänge des hindurchtretenden Lichts 54. In 2 ist dies in unterschiedlichen Strichelungen schematisch für vier unterschiedliche Wellenlängen λ₁, λ₂, λ₃ und λ₄ dargestellt. Die in dem Objektiv 62 enthaltenen Linsen haben eine normale Dispersion, so daß kurzwelliges Licht von dem Objektiv 62 stärker gebrochen wird als langwelliges Licht. Die Brennweite des Lichts mit der kürzesten Wellenlänge λ₁ ist somit am kleinsten, während die Brennweite des Lichts mit der größten Wellenlänge λ₄ am größten ist.
Wie in 2 erkennbar ist, liegt bei der gezeigten Lage des Meßkopfes 16 relativ zu der Oberfläche 30 des Rohres 32 der Brennpunkt für Licht mit der Wellenlänge λ₂ exakt auf der Oberfläche 30. Der durch den Brennpunkt auf der Oberfläche 30 entstehende Lichtfleck wird zumindest teilweise reflektiert und über das Objektiv 62 zurück auf die Austrittsfläche 64 des Lichtwellenleiters 19 abgebildet. Das in den Lichtwellenleiter 19 eingekoppelte Licht umfaßt somit im wesentlichen nur die Wellenlänge λ₂. Über den Verzweiger 70 wird dieses Licht dem Spektographen 74 zugeführt und dort spektral analysiert.
Der Spektograph 74 ermittelt für die erfaßte Intensitätsverteilung die spektrale Lage des bei der Wellenlänge λ₂ auftretenden lokalen Maximums. In der Auswerteeinheit 76 ist eine Tabelle gespeichert, in der für eine Vielzahl von Wellenlängen die Brennweite des Objektivs 62 aufgeführt ist. Anstelle einer derartigen Tabelle kann auch eine Funktion in der Auswerteeinheit 76 hinterlegt sein, die für beliebige Wellenlängen innerhalb des von dem Spektrographen 74 erfaßten Meßbereichs die entsprechenden Brennweiten als Funktionswert ausgibt.
Der Abstand zwischen der Oberfläche 30 des Rohres 32 und dem Objektiv 62 ist gleich der Brennweite für das Licht der Wellenlänge λ₂ und wird aus der Tabelle ausgelesen oder anhand der gespeicherten Funktion errechnet. Dieser Wert für den Abstand wird in einem Speicher der Auswerteeinheit 76 abgelegt.
Nach Abschluß der Messung für den ersten Meßpunkt wird die zweite Verfahrplatte 38 durch Inkrementieren eines der Piezolinearmotoren geringfügig in X-Richtung verfahren. Für diesen neuen Meßpunkt wird das vorstehend geschilderte Verfahren erneut durchgeführt und der sich daraus ergebende Meßwert für den Abstand zwischen dem Objektiv 62 und der Oberfläche 30 ebenfalls in der Auswerteeinheit 76 gespeichert. Anschließend wird der Meßkopf 16 erneut durch Verfahren der zweiten Verfahrplatte 38 geringfügig in X-Richtung verfahren und ein weiterer Meßpunkt aufgenommen usw. Wenn innerhalb des Verfahrbereiches in X-Richtung sämtliche Meßpunkte erfaßt sind, verfährt die erste Verfahrplatte 34 geringfügig in der Y-Richtung (siehe Pfeil 36 in 1). Bei nunmehr veränderter Position in Y-Richtung wird nun die zweite Verfahrplatte 38 wieder schrittweise in X-Richtung verfahren und dabei jeweils ein Meßpunkt aufgenommen. Auf diese Weise überstreicht der Meßkopf 16 scannerartig nach und nach den gesamten Meßbereich der Oberfläche 30.
Die maximale Größe des Meßbereichs ist dabei durch die Endlagen der ersten und der zweiten Verfahrplatte 34 bzw. 38 begrenzt. Über den Steuerrechner 48 kann selbstverständlich auch vorgegeben sein, daß nur ein Teil dieses maximalen Meßbereichs von dem Meßkopf 16 überstrichen wird, falls eine Vermessung der Oberfläche 30 nur für einen kleineren Meßbereich erforderlich ist.
In der in 3 gezeigten vergrößerten Seitenansicht ist insbesondere erkennbar, wie die Ausleger 28 der Füße 24 um eine vertikal verlaufende Achse 80 verschwenkbar an der Trägerplatte 22 des Verfahrtisches 20 angelenkt sind. Gestrichelt angedeutet ist ferner die Öffnung 44, die durch entsprechende Ausschnitte in der Trägerplatte 22, der ersten Verfahrplatte 34 sowie der zweiten Verfahrplatte 38 gebildet wird, damit der Meßkopf 16 ungehindert Meßlicht 54 auf die Oberfläche 30 des Rohres 32 richten kann. Die Abmessungen der Öffnung 44 sind so bemessen, daß der Meßkopf 16 bei Erreichen einer der Endlagen in X- oder Y-Richtung nicht an die Trägerplatte 22 anschlagen kann.

Claims

System zur berührungslosen Vermessung einer Oberfläche (30), mit a) einer Lichtquelle (52) zur Erzeugung von Licht (54) mit einem kontinuierlichen Spektrum, b) einer der Lichtquelle (52) zugeordneten Lichtaustrittsfläche (64), c) einem Objektiv (62) mit chromatischer Aberration zur Abbildung der Lichtaustrittsfläche (64) in wellenlängenabhängigen Brennebenen, d) einem Spektrographen (74), mit dem die spektrale Intensitätsverteilung von Licht erfaßbar ist, das durch das Objektiv (62) hindurch auf die zu vermessende Oberfläche (30) gerichtet und von dort reflektiert wird, e) einer Auswerteeinheit (76), mit der sich jeder Wellenlänge (λ₂), bei der die von dem Spektrographen (74) erfaßte Intensitätsverteilung ein lokales Maximum hat, ein Abstand zwischen dem Objektiv (62) und der Oberfläche (30) zuordnen läßt, f) einem von der Lichtquelle (52) und dem Spektrographen (74) räumlich getrennten Verfahrtisch (20), wobei das Objektiv (62) in einem Meßkopf (16) aufgenommen ist, der über einen Lichtwellenleiter (19) mit der Lichtquelle (52) und dem Spektrographen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrtisch (20) auf der zu vermessenden Oberfläche (30) aufstellbar ist und zur Aufnahme des Meßkopfes (18) einen Meßkopfhalter (18) aufweist, der entlang wenigstens einer Raumrichtung (X, Y) relativ zu der zu vermessenden Oberfläche (30) vorzugsweise motorisch verfahrbar ist.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrtisch eine Bodenplatte (22) mit einer annähernd zentralen Öffnung (44) aufweist, durch die hindurch Meßlicht (58) von dem Meßkopf (16) auf die zu vermessende Oberfläche (30) gelangen kann.
System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrtisch (20) verstellbare oder austauschbare Abstützelemente (24) zum Abstützen des Verfahrtischs (20) auf der zu vermessenden Oberfläche (30) aufweist.
System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützelemente als Füße (24) ausgebildet sind, die an einer Trägerplatte (22) des Verfahrtischs (20) verstellbar befestigt sind.
System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Füße (24) um eine zu der Trägerplatte (22) im wesentlichen senkrechten Achse (80) verschwenkbar ist.
System nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Fuß (24) einen vorzugsweise längenverstellbaren Ausleger (28) aufweist, der verschwenkbar an der Trägerplatte (22) befestigt ist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrtisch (22) ein Verstellelement (42) aufweist, durch dessen Betätigung der Meßkopf (16) in einer zu der zu vermessenden Oberfläche (30) zumindest annähernd senkrechten Richtung (Z) verfahrbar ist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (52), der Spektrograph (74), die Auswerteeinheit (76) sowie eine zentrale Steuerungseinrichtung (48), die die Verfahrbewegungen des Verfahrtisches (20) steuert und mit den in der Auswerteeinheit (76) gewonnenen Ergebnissen korreliert, gemeinsam in einem Gehäuse (79) angeordnet sind.