3D-Schneidkantenvermessung von Präzisionsschneidwerkzeugen

Die Fertigung präziser Objektgeometrien wird industriell durch zerspanende Bearbeitung erreicht. Ein wichtiges Qualitätsmerkmal der Schneidwerkzeuge ist die Form der Schneidkante, welche typischerweise mit Radien zwischen 3 bis 50 µm verrundet sind. Vom IOF wurde ein (mikro-)streifenprojektionsbasierter 3D-Sensor entwickelt, mit dem die Topografie der Schneide für Neigungswinkel bis 60° in einem Volumen von 700 x 500 x 50 µm³ mit einer lateralen Auflösung von 1,2 µm erfasst wird. Die extreme Dynamik der Bilder der metallischen Oberflächen und die Glanzlichter erforderten die Entwicklung eines neuen robusten Auswertealgorithmus. Die aufgenommene 3D-Punktewolke der Schneidkante wird dabei auf einen einzelnen Querschnitt komprimiert. Hierdurch wird der Einfluss der Oberflächenrauheit auf die gemessene Form der Schneidkante vermindert. Aus dem ermittelten Querschnitt können der Radius, die Symmetrie und die Abflachung der Kantenverrundung robust berechnet werden. Verrundungsradien werden bis 3 µm mit einer Wiederholpräzision von ≤ 1 µm bestimmt.