DE4425187A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Messen von Schichtdicken - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Messen von SchichtdickenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen von
Schichtdicken beim Beschichten von Bauteilen.
Bei der Beschichtung von Bauteilen, insbesondere mittels thermischer
Beschichtungsverfahren wie Flammspritzen, Plasmaspritzen, etc. wird in der
Praxis die Dicke der aufgetragenen Schicht nach Beendigung des
Beschichtungsverfahrens ermittelt. Wenn die Schichtdicke zu niedrig ist, kann
diese nachgespritzt werden. Bei manchen Anwendungen muß die Beschichtung
wieder von dem Bauteil entfernt und neu aufgetragen werden. Auch ist es üblich,
eine Schichtdicke aufzubringen, die größer als die Sollschichtdicke ist. Diese
Schicht wird dann durch nachträgliche Bearbeitung auf das Sollmaß gebracht. All
diese Verfahren sind aufwendig und teuer, insbesondere wenn zum Beschichten
lange Zeiten benötigt werden oder teure Spritzwerkstoffe verwendet werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Messen von Schichtdicken zu schaffen, welche einfacher und kostengünstiger
sind.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Messen von Schichtdicken beim
Beschichten von Bauteilen gelöst, bei dem ein Laserstrahl derart auf die
Bauteiloberfläche gelenkt wird, daß der gestreute Laserstrahl auf einen Detektor
abgebildet und dort ortsabhängig nachgewiesen wird.
Ferner wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Messen von Schichtdicken
beim Beschichten von Bauteilen mit einem Laser, dessen Laserstrahl derart auf die
Bauteiloberfläche lenkbar ist, daß mit einer Linse zum Abbilden des an der
Bauteiloberfläche gestreuten Laserstrahls in einen ortsauflösenden Detektor und
mit einer Beschichtungseinrichtung gelöst.
Mit einem solchen Verfahren und einer solchen Vorrichtung kann die Schichtdicke
direkt beim Beschichten der Bauteile bestimmt werden. Damit kann das
Beschichtungsverfahren direkt bei Erreichen der Sollschichtdicke beendet werden.
Es muß weder nachträglich die Schicht nachgespritzt werden, noch das Bauteil
entschichtet werden, noch ist eine Nacharbeit erforderlich. Dadurch wird die
Herstellung einfacher und kostengünstiger. Durch die erfindungsgemäße
Anordnung und das ortsabhängige Nachweisen des Laserstrahls ist die Entfernung
von dem Detektor zu der Bauteiloberfläche bekannt. Bei einer
Schichtdickenzunahme nimmt diese Entfernung ab und der Laserstrahl trifft an
einem anderen Ort des Detektors auf. Abhängig von dem Ort des Detektors kann
der Beschichtungsvorgang bei der gewünschten Sollschichtdicke beendet werden.
Die Schichtdicke ist damit zuverlässig meßbar. Das Messen der Entfernung
zwischen dem Detektor und dem Bauteil erfolgt berührungslos und
rückwirkungsfrei. Daher kann eine derartige Messung während des
Beschichtungsvorganges erfolgen. Für die Durchführung des Verfahrens und den
Aufbau der Vorrichtung können Laser-Triangulationssensoren verwendet werden,
die im Handel erhältlich sind. Dadurch werden Vorrichtung und Verfahren
weitgehend vereinfacht und kostengünstiger.
Günstigerweise ist eine Signalverarbeitungseinrichtung zur elektronischen
Verarbeitung der Ausgangssignale des Detektors vorgesehen, mit welcher die
Entfernung von dem Detektor zu der Bauteiloberfläche bestimmbar ist. Die
Entfernung von dem Detektor zu der Bauteiloberfläche bzw. die aktuelle
Schichtdicke kann dann direkt auf einem Display angezeigt werden. Auch können
die analogen Ausgangssignale des Detektors von der
Signalverarbeitungseinrichtung weiterverarbeitet werden. Die Auswertung der
Meßdaten kann kontinuierlich erfolgen. Es kann aber auch eine bestimmte Stelle
des Bauteiles punktuell durch Triggerung des Meßzeitpunktes durchgeführt
werden. Letzteres ist z. B. bei nicht kontinuierlich zu beschichtenden Bauteilen
oder nicht kontinuierlichen Bauteilen vorteilhaft.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Laser, die Linse und der Detektor in einem
Gehäuse angeordnet sind, da so die Einzelteile vor Verschmutzung geschützt
werden. In dem Gehäuse kann ein Überdruck, insbesondere mit Preßluft erzeugt
werden. Durch eine derartige Kapselung des Detektors wird erreicht, daß die
Sensoren vor den bei der Beschichtung vorhandenen Temperatur- und
Staubeinflüssen geschützt sind. Durch den Überdruck mit der Preßluft wird das
Eindringen von Staub in den Detektor verhindert. Ferner kann das Gehäuse zur
Anpassung an die Arbeitsbedingungen in der Nähe von z. B. Plasmabrennern
gekühlt werden.
Günstigerweise kann ein Kompensationssensor zum Messen der Entfernung zu
einer Referenzfläche vorgesehen sein, welche nicht beschichtet wird. Mit den
Ausgangssignalen eines solchen Kompensationssensors können Meßfehler der
Ausgangssignale des Detektors korrigiert werden. Derartige Meßfehler kommen
beispielsweise aufgrund thermischer Ausdehnung des Bauteiles, bei runden
Bauteilen aufgrund der Unrundheit und der Exzentrizität der Aufspannung
zustande. Bei rotationssymmetrischen Bauteilen kann der Kompensationssensor an
der Rückseite des Bauteils oder einer anderen Stelle, auf die keine Schicht
aufgebracht wird, angeordnet werden. Während einer Messung müssen der
Detektor und der Kompensationssensor sich in einem festen Abstand zueinander
befinden. Dies kann durch eine Halterung realisiert werden, in welcher der
Detektor und der Kompensationssensor einzeln befestigbar sind. Auch können der
Detektor und der Kompensationssensor in einem Gehäuse fest eingebaut werden.
Beim Beschichten eines ebenen Bauteils wird die Schichtdickenmessung mit dem
Detektor entweder an einem separaten, optisch zugänglichen Referenzteil, welches
mit beschichtet wird, oder an dem Bauteil selbst vermessen. Der
Kompensationsdetektor kann entweder auf die Rückseite des Bauteils oder ein
Referenzteil gerichtet sein. Der Sensor, welcher aus dem Laser, der Linse und
dem Detektor besteht, muß dabei immer in die gleiche räumliche Position
bezüglich des zu vermessenden Bauteiles gebracht werden.
Der Kompensationssensor kann einen induktiven bzw. kapazitiven Sensor
umfassen. Mit diesem kann die Entfernung zu dem Bauteil bei metallischen
Oberflächen auf einfache Weise gemessen werden. Solche Sensoren sind einfach
und kostengünstig. Sie sind ferner dann vorteilhaft, wenn es sich um eine
metallische Oberfläche handelt, die vermessen werden soll.
Auch kann der Kompensationssensor einen Laser, dessen Laserstrahl derart auf
die Referenzfläche lenkbar ist, eine Linse zum Abbilden des an der
Referenzfläche gestreuten Laserstrahles in einen ortsauflösenden Referenzdetektor
und den Referenzdetektor umfassen. In diesem Falle kann ein im Handel
erhältlicher Triangulationssensor verwendet werden. Ein solcher Sensor ist auch
für die Messung an anorganischen, nicht metallischen Schichten und an
organischen Schichten geeignet.
Günstigerweise beträgt der Abstand zwischen der Bauteiloberfläche und dem
Detektor 30 bis 50 mm. Hierbei kann eine Auflösung von 2 µm erzielt werden.
Bei der Verwendung eines Triangulationsdetektors als Kompensationssensor kann
dieser ebenfalls eine Entfernung zwischen 30 bis 50 mm zu der Referenzfläche
aufweisen. Für Aufgaben mit geringerer Signalauflösung könnten
Triangulationssensoren mit größerem Arbeitsabstand verwendet werden.
Vorteilhafterweise ist das Bauteil relativ zu dem Detektor und dem
Kompensationssensor drehbar. Dies ist bei der Verwendung eines
rotationssymmetrischen Bauteils vorteilhaft. Das Bauteil wird dann zwischen dem
Sensor und dem Kompensationssensor, welche sich gegenüberstehen, gedreht. Der
Detektor kann dabei hinsichtlich der Beschichtungseinrichtung winklig versetzt
angeordnet sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die
Winkelversetzung 90°. Aufgrund dieser Anordnung wird eine Beeinflussung bzw.
Beschädigung des Sensors bzw. des Kompensationssensors durch die
Beschichtungseinrichtung verhindert. Dies ist insbesondere bei Plasmabrennern,
die eine heiße Plasmaflamme aufweisen, vorteilhaft. Es kann auch eine sonstige
für eine besondere Bauteilgeometrie angepaßte Anordnung gewählt werden.
Auch kann es vorteilhaft sein, wenn der Sensor meanderförmig relativ zu der
Bauteiloberfläche bewegbar ist. Dies ist dann vorteilhaft, wenn das zu
beschichtende Bauteil feststeht, und die Beschichtungseinrichtung, etwa der
Plasmabrenner bzw. dessen Plasmastrahl ebenfalls über die Bauteiloberfläche
bewegt wird.
Günstigerweise können mit der Signalverarbeitungseinrichtung die
Ausgangssignale des Detektors mit den Ausgangssignalen des
Kompensationsdetektors korrigiert werden. Dann kann die korrigierte Schichtdicke
direkt angezeigt oder als Signal ausgegeben werden. Die Korrektur kann etwa
durch Summenbildung der Ausgangssignale des Detektors und des
Kompensationsdetektors gebildet werden. Vorteilhafterweise können mit der
Signalverarbeitungseinrichtung die Ausgangssignale des Detektors bzw. des
Kompensationsdetektors einem Filterverfahren unterzogen werden. Auf diese
Weise wird eine bessere Auflösung erzielt, da sehr stabile Meßsignale erzeugt
werden. Bei dem Filterverfahren kann eine Mittelwertbildung oder sonstige
Signalglättung vorgenommen werden. Auf diese Weise kann die Schichtdicke
kontinuierlich auf 0,01 mm genau bestimmt werden.
Günstigerweise kann mit der Signalverarbeitungseinrichtung durch Differentiation
der gefilterten und korrigierten Detektorausgangssignale die Beschichtungsleistung
bestimmt werden. Dadurch erhält man eine Kontrollgröße für das Verfahren, mit
welcher die Auftragsgeschwindigkeit und deren Gleichmäßigkeit kontrolliert
werden kann.
Ferner ist es günstig, wenn der Sensor, d. h. die Anordnung aus dem Detektor
und dem Laserstrahl unter vorgegebenen Bedingungen, insbesondere bei
Änderung des Beschichtungsmaterials oder vorgegebener Schichtdicke kalibriert
wird. Dann können mit großer Genauigkeit unterschiedliche Schichten aus
verschiedenen Materialien aufgetragen werden. Auch werden Ungenauigkeiten bei
großen Schichtdicken vermieden. Bei verschiedenen Bedingungen können durch
ein Meßprogramm jeweils verschiedene Kalibrierfaktoren zugeordnet werden, die
dem Programm vorher als Daten eingegeben wurden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum
Messen von Schichtdicken und
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der
erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Sensor 1, mit dem eine
Schichtdicke einer Beschichtung 2 einer Bauteiloberfläche 3 gemessen wird. Der
Sensor umfaßt einen Laser 4, eine Linse 5 und einen Detektor 6, welche in einem
Gehäuse 7 angeordnet sind.
Es ist das Meßprinzip für den Fall dargestellt, daß die Bauteiloberfläche 3, die
Dicke einer Beschichtung 2 und die Dicke einer Beschichtung 2′ gemessen
werden. Der Laserstrahl 8 des Lasers 4 wird derart auf die Bauteiloberfläche 3
gelenkt, daß er auf der Oberfläche gestreut wird. Der Auftreffpunkt des
Laserstrahls 9 auf der Oberfläche wird mit der Linse 5 und dem Detektor 6 und
in der Position 10 ortsauflösend nachgewiesen. Ist auf die Oberfläche 3 eine
Schicht 2 mit einer Dicke d aufgetragen, so wird der Laserstrahl 8 an der Schicht
2 an einem anderen Ort gestreut und mit der Linse 5 auf den Detektor 6
nachgewiesen, wo er an dem Ort 10′ auftrifft. Ist eine Schicht 2′ mit der Dicke d′
aufgetragen, so wird der Laserstrahl 8 an der Oberfläche der Schicht 2′ gestreut
und wird mittels der Linse 5 auf die Stelle 10′′ des Detektors 6 nachgewiesen.
Jedem Ort 10, 10′, 10′′, auf dem die Laserstrahlen 9, 9′, 9′′ . . . abgebildet
werden, läßt sich somit eine Schichtdicke d′, d′′ . . . zuordnen. Somit kann mit der
gezeigten Vorrichtung die Schichtdicke der auf die Bauteiloberfläche 3
aufgebrachten Schicht 2 zuverlässig und kontinuierlich bestimmt werden. Als
Detektor 6 wird ein ortsauflösender Detektor verwendet; es kann beispielsweise
eine CCD (Chart Coupled Device)-Anordnung oder ein PSD-Element (position-
sensitive-device) verwendet werden. Wesentlich zu der Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens ist, daß die Oberfläche des Bauteiles 3 und der
Beschichtung 2 und 2′ den Laserstrahl 8 streut, d. h. der Laserstrahl muß auf der
jeweiligen Schicht sichtbar sein. Das Verfahren funktioniert bei jeder Schichtart,
deren Oberfläche keine ideal schwarze oder spiegelnde Oberfläche ist.
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die
Vorrichtung weist eine Beschichtungseinrichtung 11, einen Sensor 1 und einen
Kompensationssensor 12 auf. Das Bauteil 3 ist drehbar zwischen dem Sensor 1
und dem Kompensationssensor 12 angeordnet. Der Sensor 1 und der
Kompensationssensor 12 sind hinsichtlich der Beschichtungseinrichtung 11 um 90°
versetzt angeordnet.
Mit der Beschichtungseinrichtung 11 wird eine Beschichtung 2 auf die Oberfläche
des Bauteiles 3 aufgebracht. Üblicherweise wird ein thermisches
Beschichtungsverfahren, wie Flammspritzen, Plasmaspritzen, durchgeführt, so daß
es sich bei der Beschichtungseinrichtung 11 beispielsweise um einen
Plasmabrenner handelt. Bei dem gezeigten Bauteil 3 handelt es sich um ein
rotationssymmetrisches Bauteil, welches um seinen Mittelpunkt M in Richtung des
Pfeiles A gedreht wird. Somit können die Beschichtungseinrichtung 11, der
Sensor 1 und der Kompensationssensor 12 an einem festen Ort angeordnet sein.
Die Schicht 2 wird kontinuierlich durch Drehen des Bauteiles 3 und eventuell
durch eine Auf-/Abbewegung des von der Beschichtungseinrichtung ausgehenden
Plasmastrahles 13 kontinuierlich in verschiedenen Lagen aufgebracht. Durch die
Drehbewegung des Bauteiles 3 in Richtung des Pfeiles A durchläuft das frisch
beschichtete Bauteil den Sensor und den Kompensationssensor 12. Dort wird jede
zusätzliche neue Lage der Beschichtung 2 vermessen. Der Sensor 1 ist wie im
Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben aufgebaut. Er umfaßt den Laser 4, die
Linse 5 und den ortsauflösenden Detektor 6, welche in das Gehäuse 7 eingebaut
sind. Die Entfernung zwischen der Oberfläche des Bauteiles 3 und dem Detektor
6 beträgt typischerweise 30 bis 50 mm. Mit dieser Anordnung kann eine
Auflösung von etwa 2 µm erreicht werden. Der Kompensationssensor 12 ist etwa
spiegelsymmetrisch zu dem Sensor 1 angeordnet. In dem gezeigten
Ausführungsbeispiel umfaßt der Sensor 12 ebenfalls einen Laser 4′, eine Linse 5′,
welche den gestreuten Laserstrahl in einen ortsauflösenden Detektor 6′
abgebildet. Der Laser 4′, die Linse 5′ und der Detektor 6′ sind in einem
Gehäuse 7′ angeordnet. In dem Gehäuse 7 des Sensors 1 und dem Gehäuse 7′ des
Sensors 12 kann zusätzlich ein Überdruck, insbesondere mit Preßluft, erzeugt
werden, so daß das Eindringen von Staub in die Sensoren zuverlässig verhindert
wird. Durch die um 90° versetzte Anordnung des Sensors 1 und des Sensors 12
hinsichtlich der Beschichtungseinrichtung 11 ist zusätzlich eine Beeinträchtigung
oder Beschädigung der Sensoren aufgrund der Erwärmung durch die
Beschichtungseinrichtung 11 verhindert. Die hier gezeigten Sensoren 1 und 12
sind als sogenannte Triangulationssensoren im Handel erhältlich. Anstelle des
Kompensationssensors 12 können auch andere Abstandssensoren verwendet
werden, die auf induktiver oder kapazitiver Basis den Abstand von dem Bauteil
und damit die Beschichtungsdicke bestimmen können. Derartige Sensoren haben
den Vorteil, daß sie kostengünstiger sind. Bei höheren Anforderungen an die
Genauigkeit oder bei der Verwendung besonderer Materialien kann ein
Triangulationssensor vorteilhaft sein. Wesentlich für die Entfernungsmessung von
dem Sensor zu der Bauteiloberfläche ist, daß sich der entsprechende Sensor bzw.
dessen Detektor 6 immer in einer festen Position befindet, so daß sich nur der
Abstand d ändert. Der Kompensationssensor dient zum Ausgleich von
Wärmeausdehnungen des Bauteils und bei rotationssymmetrischen Bauteilen
zusätzlich zur Ausgleichung von dessen Unrundheit und der Exzentrizität der
Aufspannung.
Es ist auch möglich, mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Schichtdicke von
ebenen Bauteilen beim Beschichten zu messen. Es kann entweder ein separates,
optisch zugängliches Referenzteil mit beschichtet und vermessen werden oder das
Bauteil selbst vermessen werden. Wesentlich ist, daß der Sensor bezüglich des zu
messenden Bauteiles immer in die gleiche räumliche Position gebracht wird. Der
Referenzsensor kann ebenfalls auf der Rückseite des Bauteiles angeordnet werden
oder ein zusätzliches Referenzteil vermessen. Die Beschichtungseinrichtung 11
und der Sensor 1 können etwa meanderförmig relativ zu der Oberfläche des
Bauteiles 3 bewegt werden.
Die Ausgangssignale des Detektors 6 können auf einem in der Figur nicht
gezeigten Display dargestellt werden. Die Ausgangssignale der Detektoren 6 bzw.
6′ können auch mit einer nicht gezeigten Signalverarbeitungseinrichtung
weiterverarbeitet werden. Dabei können die Ausgangssignale des Detektors 6 mit
den Ausgangssignalen des Kompensationssensors 6′ korrigiert werden. Dies ist
zum Beispiel durch Summenbildung der Signale möglich. Auch können die
Ausgangssignale des Detektors 6 und des Kompensationsdetektors 6′ einem
Filterverfahren, einer Mittelwertbildung oder einem Signalglättungsverfahren
unterzogen werden. Somit erhält man ein stabiles Signal, welches zuverlässig die
aktuelle Schichtdicke anzeigt. Auf dem Display kann sowohl die aktuelle als auch
die Gesamtschichtdicke dargestellt werden. Ferner kann durch Differentiation der
gefilterten und korrigierten Detektorausgangssignale die Beschichtungsleistung
bestimmt werden. Auch diese kann kontinuierlich dargestellt und überprüft
werden. Die Beschichtungsleistung dient zur Regelung der
Beschichtungsbedingungen, da das Aufbringen der Schicht 2 somit kontrollierbar
ist.
Die dargestellte Meßvorrichtung zum Schichtdickenmessen beim thermischen
Spritzen hat den Vorteil, daß sie berührungslos arbeitet, ein ausreichender
Arbeitsabstand möglich ist, so daß die Detektoren nicht von den hohen
Temperaturen beeinflußt werden. Sie ist zudem bei allen Schichtwerkstoffen
anwendbar; es ist eine direkte Prozeßkontrolle während des Beschichtens möglich
und die Beschichtung kann auf das Sollmaß hergestellt werden, ohne daß der
Beschichtungsprozeß unterbrochen werden muß.
Mit der Signalverarbeitungseinrichtung können die Meßdaten bei einem
kontinuierlichen Beschichtungsverfahren kontinuierlich ausgewertet werden. Wenn
Bauteile beschichtet werden, deren Beschichtung nicht kontinuierlich möglich ist,
z. B. da sie nicht kontinuierlich beschichtet werden sollen oder Unterbrechungen
aufweisen, kann die Beschichtung auch punktuell durch Triggerung des
Meßzeitpunktes erfolgen.
Das erfindungsgemäße Beschichtungsverfahren findet seine Anwendung
insbesondere im Rahmen der Erprobung und Serienfertigung von Triebwerksteilen
mit Maßkorrekturschichten, Verschleißschutzschichten, Wärmedämmschichten,
Einlaufbelägen, Anlaufbelägen, Haftschichten etc. Bei diesen
Beschichtungsverfahren ist eine kurze Beschichtungszeit und das Einsparen von
Materialien sehr vorteilhaft, da so Kosten gespart werden können.
Typische Schichten, die mit dem Verfahren zuverlässig vermessen werden
können, bestehen aus Al₂O₃, NiC, ZrO₂, Al₂O₃, NiAl etc. Eine typische
Temperatur nach dem Schichtauftrag, bei der die Dicke an der Oberfläche des
Bauteils gemessen wird, beträgt 500 °C.
Unter besonderen Bedingungen wird der Sensor 1 kalibriert. Solche Bedingungen
sind insbesondere die Änderung des Beschichtungsmaterials oder eine vorgegebene
Schichtdicke. Es können somit mehrlagige verschiedene Schichten, z. B.
NiAl/NiC-Schichten aufgebracht werden und jeweils die einzelnen Schichtdicken
genau vermessen und bestimmt werden. Bei sehr großen Schichtdicken ist eine
Kalibrierung bei vorgegebenen Schichtdicken zur Genauigkeit der
Schichtdickenbestimmung vorteilhaft. Die einzelnen Kalibrierfaktoren können in
ein Programm eingegeben und unter den vorgegebenen Bedingungen den
jeweiligen Sensoren zugeordnet werden.
Claims (20)
1. Verfahren zum Messen von Schichtdicken beim Beschichten von Bauteilen (3), bei
dem ein Laserstrahl (8) derart auf die Oberfläche des Bauteiles (3) gelenkt wird,
daß der gestreute Laserstrahl (9) auf einem Detektor (6) abgebildet und dort
ortsabhängig nachgewiesen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale des
Detektors (6) elektronisch verarbeitet und eine Entfernung von dem Detektor (6) zu
der Oberfläche des Bauteiles (3) bestimmt wird.
3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Kompensationsmessung durchgeführt wird, bei welcher die Entfernung
eines Kompensationssensors (12) zu einer Referenzfläche durchgeführt wird, die
nicht beschichtet wird, und die Ausgangssignale des Detektors (6) mit den
Ausgangssignalen des Kompensationssensors (12) korrigiert werden.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausgangssignale des Detektors (6) bzw. des Kompensationsdetektors (6′)
einem Filterverfahren unterzogen werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch Differentiation
der gefilterten und korrigierten Ausgangssignale des Detektors (6) die
Beschichtungsleistung ermittelt wird.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Anordnung aus dem Detektor (6) und dem Laserstrahl (8) unter
vorgegebenen Bedingungen, insbesondere bei Änderung des Beschichtungsmaterials
oder vorgegebener Schichtdicke kalibriert wird.
7. Vorrichtung zum Messen von Schichtdicken beim Beschichten von Bauteilen mit
einem Laser (4), dessen Laserstrahl (8) derart auf die Oberfläche des Bauteiles (3)
lenkbar ist, mit einer Linse (5) zum Abbilden des an der Bauteiloberfläche
gestreuten Laserstrahls (9) in einen ortsauflösenden Detektor (6) und mit einer
Beschichtungseinrichtung (11).
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine
Signalverarbeitungseinrichtung zur elektronischen Verarbeitung der
Ausgangssignale des Detektors (6), mit welcher die Entfernung von dem Detektor
(6) zu der Oberfläche des Bauteiles (3) bestimmbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der Laser (4), die Linse (5) und der Detektor (6) in einem Gehäuse (7)
angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Gehäuse (7) ein Überdruck, insbesondere mit Preßluft, erzeugt wird.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Kompensationssensor (12) zum Messen der Entfernung zu einer
Referenzfläche vorgesehen ist, welche nicht beschichtet wird.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kompensationssensor (12) einen induktiven bzw. kapazitiven Sensor
umfaßt.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kompensationssensor (12) einen Laser (4′) umfaßt, dessen Laserstrahl (8′)
derart auf die Referenzfläche lenkbar ist, daß eine Linse (5′) den gestreuten
Laserstrahl (8′) in einem ortsauflösenden Referenzdetektor (6′) abbildet.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die Entfernung zwischen der Oberfläche des Bauteiles (3) und dem Detektor (6)
30 bis 50 mm beträgt.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet,
daß das Bauteil (3) relativ zu dem Detektor (6) und dem Kompensationssensor (11)
drehbar ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (6)
hinsichtlich der Beschichtungseinrichtung (11) um 90° versetzt angeordnet ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet,
daß die Anordnung aus dem Detektor (6), der Linse (5) und dem Laser (4) relativ
zu der Oberfläche des Bauteiles (3) bewegbar ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 17, dadurch gekennzeichnet,
daß mit der Signalverarbeitungseinrichtung die Ausgangssignale des Detektors (6)
mit den Ausgangssignalen des Kompensationsdetektors (6′) korrigiert werden.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 18, dadurch gekennzeichnet,
daß mit der Signalverarbeitungseinrichtung die Ausgangssignale des Detektors (6)
bzw. des Kompensationsdetektors (6′) einem Filterverfahren unterzogen werden.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 19, dadurch gekennzeichnet,
daß mit der Signalverarbeitungseinrichtung durch Differentiation der gefilterten und
korrigierten Detektorausgangssignale die Beschichtungsleistung bestimmt wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944425187 DE4425187A1 (de) | 1994-07-16 | 1994-07-16 | Verfahren und Vorrichtung zum Messen von Schichtdicken |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
DE19944425187 DE4425187A1 (de) | 1994-07-16 | 1994-07-16 | Verfahren und Vorrichtung zum Messen von Schichtdicken |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4425187A1 true DE4425187A1 (de) | 1996-01-18 |
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ID=6523351
Family Applications (1)
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DE19944425187 Ceased DE4425187A1 (de) | 1994-07-16 | 1994-07-16 | Verfahren und Vorrichtung zum Messen von Schichtdicken |
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