Messbarkeitsgrenzen der Speckle-Fotografie bei In-Prozess-Verformungsmessungen hochdynamischer Fertigungsprozesse

Bremer Institut für Messtechnik, Automatisierung und Qualitätswissenschaft, Universität Bremen

tau@bimaq.de

Abstract

Die Speckle-Fotografie ermöglicht die präzise Messung von Verformungsfeldern. Bei hochdynamischen Fertigungsprozessen wie z.B. dem Fräsen waren jedoch aufgrund der schnellen Bewegung der Verformungsfelder mit Geschwindigkeiten bis 10 m/s und der erforderlichen Auflösung < 20 nm bislang nicht möglich. Eine In-Prozess-Messung der elastischen und plastischen Werkstückverformungen ist aber essentiell, um zu einem grundlegenden Prozessverständnis zu gelangen. Der Beitrag behandelt deshalb die Leistungsfähigkeit und die Grenzen der Speckle-Fotografie am Beispiel des Einzahnumfangsfräsens. Es wird gezeigt, dass prinzipiell Deformationen bis 1 nm auflösbar sind, wobei mit dem aktuellen Messsystemaufbau 10 nm erreicht werden. Die laterale Auflösung des Messverfahrens ist hierbei lediglich durch das Beugungslimit begrenzt. Messergebnisse demonstrieren schließlich die Eignung der Speckle-Fotografie für hochdynamische Fertigungsverfahren. Im Ergebnis eröffnen die Fortschritte im Bereich der Lasertechnik, der Datenrate von Hochgeschwindigkeitskameras und der Rechenleistung von Computern neue Einsatzgebiete der Speckle-Fotografie für die In-Prozess-Analyse und -Regelung von Fertigungsprozessen.

Keywords

Bildverarbeitung Messtechnik Speckle
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@inproceedings{dgao118-b5, title = {Messbarkeitsgrenzen der Speckle-Fotografie bei In-Prozess-Verformungsmessungen hochdynamischer Fertigungsprozesse}, author = {A. Tausendfreund, D. Stöbener, A. Fischer}, booktitle = {DGaO-Proceedings, 118. Jahrestagung}, year = {2017}, publisher = {Deutsche Gesellschaft für angewandte Optik e.V.}, issn = {1614-8436}, note = {Vortrag B5} }
118. Jahrestagung der DGaO · Dresden · 2017