DE2555033A1 - Surface measurement apparatus for machined materials - uses adjustable reference grating optical correlator - Google Patents
Surface measurement apparatus for machined materials - uses adjustable reference grating optical correlatorInfo
- Publication number
- DE2555033A1 DE2555033A1 DE19752555033 DE2555033A DE2555033A1 DE 2555033 A1 DE2555033 A1 DE 2555033A1 DE 19752555033 DE19752555033 DE 19752555033 DE 2555033 A DE2555033 A DE 2555033A DE 2555033 A1 DE2555033 A1 DE 2555033A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- grid
- structures
- signals
- measured
- image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/30—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
- G01B11/303—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces using photoelectric detection means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
Verfahren zum berührungslosen Messen und Method for contactless measurement and
Prüfen von Oberflächen und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum berührungslosen Messen und Prüfen von insbesondere bei der Bearbeitung eines Gegenstandes anfallenden Oberflächen im Hinblick auf deren mittlere Grobgestalt (Welligkeit) sowie Einrichtungen zur Durchführung des Verfahrens. Examination of surfaces and equipment for performing the procedure The invention relates to a method for non-contact measurement and testing of, in particular in the processing of an object surfaces with regard to their medium coarse shape (waviness) and facilities for carrying out the process.
Verfahren und Einrichtungen der genannten Art sollen im Besonderen dem Erkennen von Form und Größe der Strukturen technischer Oberflächen dienen und werden zur Beurteilung von Werkstücken verwendet, welche zum Beispiel Walz- und Ziehprozessen oder alLen Arten von Oberflächenbearbeitung unterliegen und deren Oberflächenbeschaffenheit, wie etwa die Rauhigkeit, durch Messungen kontrolliert werden soll.Procedures and facilities of the type mentioned should in particular serve to recognize the shape and size of the structures of technical surfaces and are used to assess workpieces, which are, for example, rolled and Drawing processes or all types of surface treatment are subject to and their Surface quality, such as the roughness, controlled by measurements shall be.
In diesem Zusammenhang ist es üblich, die mittlere quadratische Abweichung von einer Referenz als Maßzahl für die Güte der FLäche zu verwenden.In this context, it is common to use the root mean square deviation to use from a reference as a measure of the quality of the surface.
Es ist bekannt, mittels Vergleichsmikroskopen zwei Oberflächen miteinander visuell zu vergleichen. Dazu wird die zu untersuchende Oberfläche und die Vergleichs oberfläche nebeneinander im Okular des Vergleichsmikroskops abgebildet.It is known to use comparative microscopes to interconnect two surfaces compare visually. For this purpose, the surface to be examined and the comparison surface next to each other in the eyepiece of the comparison microscope.
Eine Messung der Oberflächengüte mit einem derartigen Gerät ist jedoch nicht möglich.A measurement of the surface quality with such a device is, however not possible.
Weiterhin ist es bekannt, Oberflächen im Lichtschnittverfahren oder mittels Lichtinterferenzen zu untersuchen.It is also known to use the light section method or surfaces to investigate by means of light interference.
Im ersten Fall wird ein Lichtspalt auf die Oberfläche abgebildet und mit einem Mikroskop beobachtet. Im allgemeinen erfolgt die Beobachtung senkrecht zur Ebene, in welcher der Lichtspalt auf die Oberfläche trifft. Dadurch wird die Profilform als Lichtband sichtbar.In the first case, a slit of light is imaged on the surface and observed with a microscope. In general, the observation is done vertically to the plane in which the light gap hits the surface. This will make the Profile shape visible as a light band.
Am günstigsten ist dafür eine Anordnung, bei der die Winkelhalbierende der optischen Achsen von Beleuchtung- und Beobachtungssystemen mit der Normalen der Oberfläche zusammenfallen.The best way to do this is to use an arrangement in which the bisector the optical axes of lighting and observation systems with the normal the surface coincide.
Ist diese Voraussetzung nicht gegeben, ist eine Beobachtung nur möglich, wenn die Oberfläche diffus streut.If this requirement is not met, an observation is only possible, if the surface scatters diffusely.
Bei der Prüfung mit Lichtinterferenz entspricht der Grundaufbau des Prüfgerätes einem Interferometer, kombiniert mit einem Mikroskop. Die entstehenden Interferenzstreifen lassen in Art von öhenschichtlinien die dritte Dimension erkennen und messen.When testing with light interference, the basic structure corresponds to the Tester an interferometer, combined with a microscope. The emerging Interference fringes show the third dimension in the form of contour lines and measure.
Ferner sind auch Verfahren bekannt, mit denen eine zu prüfende Oberfläche unter Verwendung pneumatischer Mittel untersucht wird.Furthermore, methods are also known with which a surface to be tested is examined using pneumatic means.
Dazu wird auf die zu prüfende Oberfläche eine besondere Meßdüse gesetzt, welche einen Stützring mit einer scharfen ringförmigen Kante besitzt, der den eigentlichen Abstand der eigentlichen Düse von der zu Wüfenden Oberfläche bestimmt. Der freie Querschnitt zwischen gerader Kante des Meßkopfes und der Oberfläche des Prüflings ist das Maß für den Lichtwiderstand der Meßdüse und damit für die Beschaffenheit der Prüflingsoberfläche.For this purpose, a special measuring nozzle is placed on the surface to be tested, which has a support ring with a sharp annular edge, which is the actual Distance between the actual nozzle and the surface to be thrown is determined. The free one Cross-section between the straight edge of the measuring head and the surface of the test object is the measure for the light resistance of the measuring nozzle and thus for the condition the test object surface.
Diese ängegebenen Verfahren sowie die zur Durchführung erforderlichen Anordnungen liefern Ergebnisse höchster Genauigkeit und sind daher im Aufbau aufwendig, kostspielig und kompliziert in der Anwendung.These specified procedures as well as those required for implementation Arrangements deliver results of the highest accuracy and are therefore complex to set up, expensive and complicated to use.
Zum bloßen Erkennen von Oberflächenstrukturen und deren Größe, insbesondere im Hinblick auf die Ermittlung von deren mitt-Leerer Grobgestalt (Welligkeit) sind aber Geräte derartiger Genauigkeit nicht erforderlich.For the mere recognition of surface structures and their size, in particular with regard to the determination of their mid-empty coarse shape (waviness) but devices of such accuracy are not required.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur berührungslosen WeLligkeitsmessung anzugeben, mit welchem in einfacher Weise Oberflächenstrukturen geprüft und gemessen werden können, und eine Einrichtung zu finden, die kostengünstig herstellbar und in der Anwendung unkompliziert ist.It is therefore the object of the invention to provide a method for contactless Specify waviness measurement with which surface structures in a simple manner can be tested and measured, and a facility to be found that is inexpensive can be produced and is uncomplicated to use.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe für ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst durch a) Überlagern der zu messenden und/oder zu prüfenden Oberflächenstruktur mit entsprechenden Referenzstrukturen, b) Bewegen der Oberflächenstruktur zu den Referenzstrukturen, c) Umformen der aus der Überlagerung resultierenden Lichtflußanteile in entsprechende elektrische Signale und d) Auswerten dieser Signale zur Darstellung der gemessenen Grobgestaltwerte.According to the invention, this object is achieved for a method as described in the introduction mentioned type solved by a) superimposing the to be measured and / or to be tested Surface structure with corresponding reference structures, b) moving the surface structure to the reference structures, c) reshaping of the light flux components resulting from the superposition into corresponding electrical signals and d) evaluating these signals for display of the measured rough shape values.
Die Ausgestaltung einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens der eingangs genannten Art ist dadurch gekennzeichnet, daß als Referenzstrukturen ein Raster oder ein Bild des Rasters vorgesehen ist, welche dicht über der zu messenden und zu prüfenden Oberfläche lagert, und daß in Lichtrichtung gesehen dem Raster mindestens ein fotoelektrisoher Empfänger nachgeordnet ist, welcher dis das Raster verlassenden Lichtflußanteile in elektrische Signale umformt, aus deren Größe die Übereinstimmung zwischen den Referenzstrukturen und Oberflächenstrukturen bestimmbar ist.The design of a device for carrying out the method of the type mentioned at the beginning is characterized in that as reference structures a grid or an image of the grid is provided which is close to the one to be measured and surface to be tested, and that seen in the direction of light the grid at least one photoelectric receiver is arranged downstream, which dis the grid Leaving light flux components are converted into electrical signals, from the size of which the Correspondence between the reference structures and surface structures can be determined is.
Für eine andere Ausbildung einer solchen Einrichtung ist ein optischer Korrelator vorgesehen, welcher aus einem Abbildungssystem, einem mindestens in der Nähe der Bildebene des Abbildungssystems befindlichen Raster als Referenzstrukturen und einem mindestens einen Empfänger enthaltenden fotoelektrischen Empfängersystem besteht, dessen aus der Überlagerung der Strukturen abgeleiteten elektrische Signale ein Maß für die Übereinstimmung von Referenz und Oberflächenstruktur sind.Another design of such a device is an optical one Correlator is provided, which consists of an imaging system, at least one in the Grid located near the image plane of the imaging system as reference structures and a photoelectric receiver system containing at least one receiver whose electrical signals derived from the superposition of the structures are a measure of the correspondence between the reference and the surface structure.
Es erweist sich als für die Erfindung als vorteilhaft, wenn das als Referenz eingesizte Raster mit variabler Rasterkonstante ausgestattet ist.It proves to be advantageous for the invention if that as Reference numbered grid is equipped with a variable grid constant.
Zur Erzeugung eines Rasters mit variabler Konstante wird in der Erfindung vorgeschlagen, zwei übereinander und beweglich gelagerte Rasterstrukturen zu verwenden, mit welchen durch Verdrehung gegeneinander eine veränderbare Konstante herstellbar ist.In order to generate a grid with a variable constant, the invention proposed to use two movable grid structures, one above the other, with which a variable constant can be produced by twisting against each other is.
Diese Änderung der Konstanten ist sowohl mit Raster gleicher als auch mit Rastern mit untereinander unterschiedlichen Konstarten durchführbar.This change in constants is the same with both Raster and feasible with grids with constants that differ from one another.
Ein ordnungsgemäßes Funktionieren der erfindungsgemäßen Einrichtung ist auch mit Rasterstrukturen sichergestellt, die als Amplituden- oder als Phasengitter ausgebildet sind.Proper functioning of the device according to the invention is also ensured with grid structures as amplitude or phase grids are trained.
Als weitere Möglichkeit, Rasterstukturen mit variabler Konstante zu erzeugen, bietet sich der Einsatz von Fresnel'schen Zonenplatten an, welche zwecks Erstellung eines Rasters mit veränderbarer Konstanten paarweise übereinanderlagern und gegeneinander verschoben werden und welche gleichzeitig der Sammlung der vom Prüfling-ausgehenden Ljchtflüsse dienen.Another possibility is to add grid structures with variable constants generate, the use of Fresnel zone plates offers itself, which for the purpose Create a grid with changeable constants in pairs on top of each other and are shifted against each other and which at the same time the collection of the from DUT-outgoing light flows are used.
Ferner wird zur Darstellung veränderbarer Rasterkonstanten vorgeschlagen, daß Prüfling, Abbildungssystem und Rasterstruktur der Scheimpflug-Bedingung gemäß angeordnet sind, nach welcher sich - zur Erzeugung unterschiedlicher Abbildungsmaßstäbe für unterschiedliche Bildpunkte - Bildebene, Abbildungs-System-Mittelebene und die Ebene der zu messenden und zu prüfenden Oberfläche in einer Geraden schneiden müssen.Furthermore, it is proposed to display changeable grid constants, that the test object, imaging system and grid structure conform to the Scheimpflug condition are arranged, according to which - to generate different image scales for different image points - image plane, imaging system center plane and the The plane of the surface to be measured and tested must intersect in a straight line.
Da liattermarken vorw iegend gleichmäßige Muster sind, die durch Schwingungen bei der Bearbeitung eines Werkstückes entstehen, ist deren Verwendung als Referenz durchaus denkbar.Because liattermarks are predominantly uniform patterns created by vibrations When machining a workpiece, use it as a reference quite conceivable.
Nach Art der Schrittgeber ist es daher erfindungsgemäß auch moglich, ein Bild der zu messenden und zu prüfenden Oberflächenstruktur zu verwenden.According to the invention, depending on the type of pacer, it is therefore also possible use an image of the surface structure to be measured and inspected.
Dazt: wird als eine weitere Ausführungsform für eine Einrichtung zur berührungslosen Messung und/oder Prüfung von Oberflächen im Hinblick auf deren mittlere Grobgestalt (Welligkeit) vorgeschlagen, daß ein im Abbildungsmaßstab 1 : 1 abbildendes System die zu messende und/oder zu prüfende Oberflächenstruktur des Werkstückes gegenläufig auf sich selbst abbildet und das aus den aus der Überlagerung von Oberflächenstruktur und deren Bild resultierenden Lichtflußanteilen elektrische Signale liefert, die ein Maßstab für die Oberflächenqualität sind.Dazt: is used as a further embodiment for a device for non-contact measurement and / or testing of surfaces with regard to their mean Coarse shape (waviness) suggested that a 1: 1 imaging scale System the surface structure of the workpiece to be measured and / or checked in opposite directions on itself and that from the superimposition of the surface structure and the image of which delivers electrical signals to the resulting light flux components, which are a benchmark for surface quality.
Hierbei wird das Prinzip der "Eigenfaltung" durchgeführt, Darunter versteht man im optischen Sinne die gegenläufige Abbildung des Objektes auf sich selbst. Sorgt man dann noch für eine konstante Bewegungsgeschwindigkeit der zu untersuchenden Oberflächenstruktur, so daß anstelle des Bewegungsfaktors ein Zeitfaktor treten kann, stehen Signale in elektronisch einfach aus wertbarer Form zur Verfügung.Here the principle of "self-folding" is carried out, below one understands in the optical sense the opposite image of the object on itself yourself. You then ensure a constant speed of movement for those to be examined Surface structure, so that a time factor occurs instead of the movement factor signals are available in a form that can be easily evaluated electronically.
Für die beschriebene Ausführungsform erweist es sich als besonders vorteilhaft, daß in der Fourrier-Ebene des abbildenden Systems Mittel enthalten sind, deren Eigenschaften die Unterdrückung der Signalbildung aus störenden Strukturen bewirken.It proves to be special for the embodiment described advantageous, that means are contained in the Fourrier plane of the imaging system, their properties cause the suppression of signal formation from interfering structures.
Um dieses zu erreichen, sind bei einer solchen Ausführungsform der Erfindung lediglich bestimmte Teile des abbildenden Systems und zwar die in Wirkrichtung der Rattermarken liegenden, verspiegelt. Da die Restfläche verspiegelungsfrei bleibt, wird die Bildung optischer Signale aus den senkrecht zur Richtung der Rattermarken verlaufenden Bearbeitungsriefen unterdrückt.In order to achieve this, in such an embodiment the Invention only certain parts of the imaging system and that in the direction of action the chatter marks lying, mirrored. Since the remaining area remains free of reflections, is the formation of optical signals from the perpendicular to the direction of the chatter marks running processing marks suppressed.
Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, daß den die Lichtflußanteile in elektrische Signale umsetzenden fotoelektrischen Empfängern eine Schaltung zur Auswertung dieser Signale nachgeordnet ist, die anzeigt, daß starke Modulation ein Zeichen für vorhandene, stark ausgeprägte Welligkeit ist. Es kann sich dabei z.B. um eine Schaltung zur Anzeige des ermittelten Wertes oder um eine Sortierschaltung oder um beides in Kombination handeln.According to the invention it is further provided that the light flux components in electrical signals converting photoelectric receivers a circuit for Evaluation of these signals is subordinate, which indicates that a strong modulation Is a sign of existing, strongly pronounced waviness. It can e.g. a circuit for displaying the determined value or a sorting circuit or both in combination.
In der Zeichnung ist die Erfindung in mehreren Ausfuhrungsbeispielen dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 die schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Einrichtung als Kontaktgitter, Fig 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemaß'en: Einrichtung als optischer Korrelator, Fig. 3 eine Rasterstruktur, mit veränderbarer Raeterkonstante in Einzelheit, Fig.4 zur Variation der Rasterkonstanten gegeneinander ver schiebbare Fresnel'sche Zonenplatten, Fig. 5 im Schema die Anordnung des optischen Korrelators gemäß Fig. 2 nach der Scheimpflug-Bedingung, Fig. 6 ein schematisches Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung in Form eines Spiegelschrittgebers, Fig. 7 eine Einrichtung gemäß Fig. 6 mit Filtern zur Unterdrückung Störsignale erzeugender Strukturen.In the drawing, the invention is shown in several exemplary embodiments shown. They show: FIG. 1 the schematic representation of an inventive Device as a contact grid, Fig. 2 is a schematic representation of an inventive: Device as an optical correlator, FIG. 3 shows a grid structure with a variable Raeterkonstante in detail, Fig. 4 for the variation of the grid constants against each other ver sliding Fresnel zone plates, Fig. 5 in the diagram the arrangement of the optical Correlator according to FIG. 2 according to the Scheimpflug condition, Fig. 6 a schematic embodiment of the device according to the invention in the form a mirror encoder, FIG. 7 shows a device according to FIG. 6 with filters for Suppression of structures that generate interference signals.
In Fig. 1 ist mit 1 ein auf seine mittlere Grobgestalt zu untersuchendes Werkstück bezeichnet, über dem dicht eine Rasterstruktur 2 mit vorgegebener Rasterkonstanten als Referenz lagert. Die die Raserstruktur 2 verlassenden Lichtflußanteile werden von einem Kondensor 3 au fotoelektrische Empfänger 4, 5 konzentriert, welche daraus elektrische Signale erzeugen, die ein Maß für die Übereinstimmung von Struktur des Werkstückes 1 mit der Rasterstruktur 2 und damit auch für die Oberflächenqualität des Werkstückes 1 (Grobgestalt, Welligkeit) sind.In Fig. 1, 1 is to be examined for its mean coarse shape Designated workpiece, over which a grid structure 2 with predetermined grid constants densely stores for reference. The light flux components leaving the razor structure 2 are concentrated by a condenser 3 au photoelectric receiver 4, 5, which from it generate electrical signals that are a measure of the consistency of the structure of the Workpiece 1 with the grid structure 2 and thus also for the surface quality of the workpiece 1 (rough shape, waviness).
Stimmt die Welligkeitskonstante, die als regelmäßiges, unerwünschtes Muster z.B. durch Schwingungen von Werkstück und Werkzeug bei spanabhebender Bearbeitung entsteht, mit der Gitterkonstanten überein, so tritt eine stärkere Modulation der vom Werkstück ausgehenden Lichtflüsse durch die Raterstruktur 2 auf, als wenn nur eine rauhe Fläche ohne Welligkeitsmuster vorhanden wäre. Mehr oder weniger gute Übereinstimmung ergibt in dem entstehenden Signal Schwebungen, deren Frequenzen dem Unterschied zwischen der Strukturkonstanten des Rasters 2 und der Welligkeitskonstanten des Werkstückes 1 proportional sind.Corrects the ripple constant, which is considered regular, undesirable Pattern e.g. due to vibrations of the workpiece and tool during machining arises, coincides with the lattice constant, there is a stronger modulation of the Light flows emanating from the workpiece through the rater structure 2, as if only there would be a rough surface with no waviness pattern. More or less good Correspondence results in beats in the resulting signal, their frequencies the difference between the structure constant of grid 2 and the waviness constant of the workpiece 1 are proportional.
In Fig. 2 ist ein optischer Korrelator dargestellt, der aus einer Abbildungsoptik 6, einer Rasterstruktur 7 und fotoelektrischen Empfängern 8, 9 besteht. Die Oberflächenstruktur des Werkstückes 1 wird von der Abbildungsoptik 6 - angedeutet durch a und a' - auf die die Referenz darstellende Rasterstruktur 7 abgebildet. Die vom Bild der Oberflächenstruktur des Werkstükkes 1 ausgehenden Lichtflußanteile werden durch die Rasterstruk- tur 7 überlagert und gelangen über ein Kondensorsystem lo auf die fotoelektrischen Empfänger 8 und 9. Diese erzeugen aus den überlagerten Lichtflußanteilen elektrische Signale, welche ein Maß für die Übereinstimmung zwischen Raster und Oberflächenstruktur darstellen.In Fig. 2, an optical correlator is shown, which consists of a Imaging optics 6, a grid structure 7 and photoelectric receivers 8, 9 exist. The surface structure of the workpiece 1 is indicated by the imaging optics 6 - by a and a '- mapped onto the grid structure 7 representing the reference. The light flux components emanating from the image of the surface structure of the workpiece 1 are made by the grid structure tur 7 superimposed and get over a condenser system lo on the photoelectric receivers 8 and 9. These generate from the superimposed light flux components electrical signals, which are a measure of the Show the correspondence between the grid and the surface structure.
Mit Vorteil können Rasterstrukturen eingesetzt werden, deren Rasterkonstante zwecks Anpassung an unterschiedliche Oberflächenstrukturen variabel ist. In Fig. 3 ist eine Anordnung gezeigt, mit welcher die Konstante einer Rasterstruktur innerhalb eines gewissen Bereiches veränderbar ist. Dazu lagert ein Raster 11 mit einer Konstanten g1 verschieb- oder verdrehbar unter einem zweiten Raster 12 mit einer Konstanten g2.Grid structures can advantageously be used whose grid constant is variable for the purpose of adapting to different surface structures. In Fig. 3 shows an arrangement with which the constant of a grid structure within can be changed within a certain range. A grid 11 with a constant is stored for this purpose g1 can be moved or rotated under a second grid 12 with a constant g2.
Durch Gegeneinanderverdrehen der beiden Raster 11 und 12 entsteht eine dritte Rasterstruktur mit der Konstanten g. Um diese Wirkung zu erzielen, ist es nicht zwingend erforderlich, Raster gleicher Konstanten zii verwenden.By turning the two grids 11 and 12 against each other, the result is a a third grid structure with the constant g. To achieve this effect is it is not absolutely necessary to use rasters with the same constants zii.
Bin gleicher Effekt ist mit den in Fig. 4 gezeigten FresZnel-Zonenplatten 13 und 14 erreichbar. Der besondere Vorteil bei Verwendung derartiger optischer Bauelemente besteht darin, daß diese gleichzeitig noch zur Konzentration der Lichtflußanteile benutzt werden können.The same effect is with the FresZnel zone plates shown in FIG 13 and 14 reachable. The particular advantage of using such optical Components consists in the fact that they also concentrate the light flux components at the same time can be used.
Eine weitere MögLichkeit mit variablen Rasterkonstanten als Referenz zu arbeiten, ist in Fig. 5 dargestellt. Hierin sind die Bauelemente des optischen Korrelators aus Fig. 2 der Scheimpflug-Bedingung gemäß angeordnet. Dementsprechend ist das Werkstück 1 dergestalt angeordnet, daß sich dessen zu untersuchende Oberfläche 1t und die Mittelebene 6 der Abbildungsoptik 6 sowie eine Bildebene 7' der Abbildungsoptik 6, in welcher die Rasterstruktur 7 angeordnet ist, in einer Geraden schneiden.Another possibility with variable grid constants as a reference to work is shown in FIG. Here are the components of the optical Correlator from FIG. 2 arranged according to the Scheimpflug condition. Accordingly the workpiece 1 is arranged in such a way that its surface to be examined 1t and the central plane 6 of the imaging optics 6 and an image plane 7 'of the imaging optics 6, in which the grid structure 7 is arranged, intersect in a straight line.
Da durch die schiefe Abbildung unterschiedliche Bildpunkte aus der Oberfläche 1' des Werkstückes 1 mit unterschiedlichen Maßstäben auf die Itasterstruktur 7 abgebildet werden, wirkt diese als Raster mit sich kontinuierlich ändernder Gitterkonstante.Since different pixels from the Surface 1 'of the workpiece 1 with different scales on the itaster structure 7 are shown, this works as a grid with itself continuously changing lattice constant.
Eine bewegbare Blende 34 dient der Auswahl der günstigsten Gitterkonstante.A movable diaphragm 34 is used to select the most favorable lattice constant.
In Fig. 6 ist ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung in Form eines Spiegelschrittgebers dargestellt. Die Oberfläche 1 des Werkstückes 1 reflektiert und streut das von einer nicht gezeigten Lichtquelle ausgehende Licht auf die Fläche 15 eines Hohlspiegels 17. Von dort wird das Bild der Oberfläche 1 durch Reflexion gegenläufig auf eine andere Stelle der Oberfläche 1 projeziert, wodurch deren Struktur durch das Bild der Struktur überlagert wird und die von der Struktur und deren Bild ausgehenden Lichtflüsse miteinander modulieren.In Fig. 6 is an embodiment of a device in the form of a Mirror step encoder shown. The surface 1 of the workpiece 1 reflects and scatters the light emanating from a light source (not shown) onto the surface 15 of a concave mirror 17. From there, the image of the surface 1 is created by reflection projected in opposite directions onto another point of the surface 1, whereby its structure is superimposed by the image of the structure and that of the structure and its image modulate outgoing light flows with each other.
Die von der Oberfläche 1 erneut reflektierten, modulierten Lichtflußanteile fallen durch eine Öffnung 18 im Hohlspiegel 17 auf einen fotoelektrischen Empfänger 19, der elektrische Signale erzeugt, welche einen Maßstab für die Qualität der Oberfläche 1 1 des Werkstückes 1 darstellen.The modulated light flux components reflected again from the surface 1 fall through an opening 18 in the concave mirror 17 onto a photoelectric receiver 19, which generates electrical signals which are a measure of the quality of the surface 1 represent 1 of the workpiece 1.
Es ist leicht einzusehen, daß je gleichmäßiger das Muster ist, desto besser wird die Übereinstimmung der "Verzahnung" bei der igenfaltung" stimmen und um so größer wird der Nodulationsgrad sein, der für die Qualitätsbestimmung ausgewertet wird.It is easy to see that the more uniform the pattern, the more uniform it is the correspondence of the "interlocking" in the self-convolution "will be better and the greater the degree of nodulation that is evaluated for determining the quality will.
Eine weitere Variante der Einrichtung, und zwar mit einem Meßkopf nach Dyson, ist schematisch in Fig. 7 wiedergegeben.Another variant of the device, with a measuring head according to Dyson, is shown schematically in FIG.
Hierfür sorgt für die Beleuchtung der Oberfläche 1' des Werk stückes 1 eine Lichtquelle 20. Deren-Licht gelangt über einen Kondensorspiegel 21 und eine Öffnung 22- in einem Hohlspiegel 23 in den eigentlichen Meßkopf der Einrichtung, der außer dem HoBlspiegel 23 noch aus einer Korrekturlinie 24 besteht. Hohlspiegel 23 und Korrekturlinse 24 sind in einem Gehäuse 25 untergebracht.This ensures the illumination of the surface 1 'of the workpiece 1 a light source 20. The light of which passes through a condenser mirror 21 and a Opening 22 - in a concave mirror 23 in the actual measuring head of the device, which, in addition to the hoop mirror 23, also consists of a correction line 24. Concave mirror 23 and correction lens 24 are accommodated in a housing 25.
Wie bereits in Fig. 6 beschrieben, reflektiert und beugt auch hier die Oberfläche 1 des Werkstückes 1 das auf sie fallende Licht zum Hohlspiegel 23, der in dieser Ausführung nur an vorausbestimmten Flächenanteilen 26 und 27 verspiegelt ist.As already described in FIG. 6, reflects and diffracts here too the surface 1 of the workpiece 1 the light falling on it to the concave mirror 23, which in this embodiment is only mirrored on predetermined surface portions 26 and 27 is.
Vorzugsweise handelt es sich hierbei um Flächenanteile, die in Richtung der zu prüfenden Rattermarken verlaufen, so daß nur von diesen ausgehende Strahlung zur Erzeugung von Signalen herangezogen wird und Strahlung, die von den senkrecht zu den Rattermarken verlaufenden Bearbeitungsriefen erzeugt wird, dafür unwirksam bleibt.Preferably, these are surface portions that are in the direction of the chatter marks to be tested run, so that radiation emanating only from these is used to generate signals and radiation from the perpendicular machining grooves running to the chatter marks is generated, but ineffective remain.
Mittels der verspiegelten Flächenanteile 26 und 27 wird über die Korrekturlinse 24 die Struktur der Oberfläche 1' des Werkstückes 1 auf einen anderen Teil der Oberfläche 1' abgebildet und von dort erneut in Richtung Hohlspiegel 23 gebeugt und reflektiert. Die itückstrahtung erfolgt in der Weise, daß die zurücklaufenden Lichtflußanteile aus dem Mekopf durch die Öffnung 22 im Hohlspiegel 23 austreten.By means of the mirrored surface portions 26 and 27, the correction lens is used 24 shows the structure of the surface 1 'of the workpiece 1 on another part of the surface 1 'and from there again bent in the direction of the concave mirror 23 and reflected. The reflection takes place in such a way that the returning light flux components exit from the Mekopf through the opening 22 in the concave mirror 23.
Nach dem Austreten werden die Lichtflußanteile über ein Kondensorsystem 28 einem fotoelektrischen Empfänger 29 zugeführt, der aus den ihn beaufschlagenden Lichtflußanteiien elektrische Signale erzeugt, die wechselstrommäßig angekoppelt in einem Verstärker 30, verstärkt und dann mit Gleichrichter 31 und Integrator (Mittelwertbildner) 32 bestehenden Schaltung ausgewertet werden. Die aus der Auswertung hervorgehenden Größen werden einem Anzeigegerät 33 zugeführt und es ist vorstellbar, daß dieses eine Selektivschaltung steuern kann, mittels welcher die zu prüfenden Werkstücke automatisch in "Qut"- bzw. "Ausschuß"-Stücke unterschieden werden.After exiting, the light flux components are passed through a condenser system 28 fed to a photoelectric receiver 29, which is composed of the Lichtflußanteiien generates electrical signals that are coupled to alternating currents in an amplifier 30, amplified and then with rectifier 31 and integrator (averaging) 32 existing circuit can be evaluated. The results from the evaluation Sizes are fed to a display device 33 and it is conceivable that this can control a selective circuit by means of which the workpieces to be tested automatically differentiated into "Qut" or "reject" pieces.
L e e r s e i t eL e r s e i t e
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19752555033 DE2555033A1 (en) | 1975-12-06 | 1975-12-06 | Surface measurement apparatus for machined materials - uses adjustable reference grating optical correlator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19752555033 DE2555033A1 (en) | 1975-12-06 | 1975-12-06 | Surface measurement apparatus for machined materials - uses adjustable reference grating optical correlator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2555033A1 true DE2555033A1 (en) | 1977-06-23 |
Family
ID=5963739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19752555033 Ceased DE2555033A1 (en) | 1975-12-06 | 1975-12-06 | Surface measurement apparatus for machined materials - uses adjustable reference grating optical correlator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2555033A1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2413632A1 (en) * | 1977-12-27 | 1979-07-27 | Ibm | 1/4 RESOLUTION INTERFEROMETRIC PROCESS USED IN PARTICULAR FOR THE MANUFACTURE OF INTEGRATED CIRCUITS |
| DE3021448A1 (en) * | 1980-06-06 | 1981-12-24 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Spatial deviation detection of surfaces from smooth planes - using optical grid and video image signal analysis |
| EP0105209A1 (en) * | 1982-09-06 | 1984-04-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Optical arrangement for the recognition and evaluation of the position of an object |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE600943C (en) * | 1934-08-04 | Walter Reichel Dr Ing | Surface quality meter |
-
1975
- 1975-12-06 DE DE19752555033 patent/DE2555033A1/en not_active Ceased
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE600943C (en) * | 1934-08-04 | Walter Reichel Dr Ing | Surface quality meter |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Generation of Surface Contours by MoirE Patterns, Applied Optics, Vol. 9, Nr. 4, 1970 * |
| Generation of Surface Contours by Moiré Patterns, Applied Optics, Vol. 9, Nr. 4, 1970 |
| In Betracht gezogenes älteres Patent: DE-PS 24 48 288 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2413632A1 (en) * | 1977-12-27 | 1979-07-27 | Ibm | 1/4 RESOLUTION INTERFEROMETRIC PROCESS USED IN PARTICULAR FOR THE MANUFACTURE OF INTEGRATED CIRCUITS |
| DE3021448A1 (en) * | 1980-06-06 | 1981-12-24 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Spatial deviation detection of surfaces from smooth planes - using optical grid and video image signal analysis |
| EP0105209A1 (en) * | 1982-09-06 | 1984-04-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Optical arrangement for the recognition and evaluation of the position of an object |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2812593C2 (en) | Device for automatic focusing of the optical system of a microscope | |
| DE2602001C3 (en) | Device for checking a machined surface of a workpiece | |
| DE3410421C2 (en) | Method and device for detecting a linear first marking and a linear second marking | |
| DE2330415A1 (en) | METHOD FOR CONTACTLESS MEASURING OF A MOVING OBJECT AND DEVICE FOR CARRYING OUT THE METHOD | |
| DE3428593A1 (en) | OPTICAL SURFACE MEASURING DEVICE | |
| EP0150035B1 (en) | Method, circuit arrangement and apparatus for the contactless and real time determination of speeds and their use | |
| EP2051042A1 (en) | Device for tomographically recording objects | |
| WO1983002716A1 (en) | Apparatus and method for measuring the refraction | |
| EP0924493A1 (en) | Measurement of diameter using diffraction borders and electronic soiling correction | |
| DE4127215C2 (en) | Method and device for the quantified assessment of the physiological impression of reflective surfaces | |
| DE3941725A1 (en) | DEVICE FOR DETECTING INFORMATION ON PRESS PARTS | |
| DE3781372T2 (en) | DEVICE FOR PROCESS-COUPLED CHARACTERIZATION OF A (PAPER) ORIGINATION. | |
| CH628425A5 (en) | METHOD AND DEVICE FOR CONTACTLESS MEASUREMENT OF LINEAR DISTANCES, ESPECIALLY THE DIAMETER. | |
| DE2555033A1 (en) | Surface measurement apparatus for machined materials - uses adjustable reference grating optical correlator | |
| DE3145987C2 (en) | "Method and device for measuring the flow vectors in gas flows" | |
| EP0218151A1 (en) | Measuring process and device for the contactless determination of the diameters of thin wires | |
| DE3020044A1 (en) | Contactless surface quality testing system for automatic production - using partly coherent light with superimposed incoherent component | |
| WO1986005583A1 (en) | Process to measure in particular rotationally symmetric workpieces | |
| DE3630702A1 (en) | Device for measuring a workpiece | |
| DE2448288C2 (en) | Process for the objective qualitative classification of the texture of structured, glossy surfaces | |
| DE4332022C2 (en) | Method and device for contactless detection of the angular position of an object, in particular when measuring elongated objects | |
| DE10037098A1 (en) | Method and device for checking cigarette heads | |
| DE69100373T2 (en) | METHOD AND DEVICE FOR MEASURING AT LEAST ONE CROSS DIMENSION OF A TEXTILE THREAD. | |
| DE2917971A1 (en) | METHOD FOR THE AUTOMATIC EVALUATION OF IMPRESSIONS IN THE HARDNESS TESTING OF MATERIALS AND DEVICE FOR IMPLEMENTING THE METHOD | |
| DE2922163A1 (en) | OPTICAL DEVICE FOR DETERMINING THE GUETE OF A SURFACE |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8131 | Rejection |