Neue Messstrategie für Präzisionskugeln mit einer fünfachsigen Messmaschine

Zur Vermessung von Präzisionskugeln mit geringster Messunsicherheit wurde eine 3D-Nanopositioniermaschine NMM-1 um zwei zusätzliche rotative Freiheitsgrade erweitert. Eine Rotation um 360° und Neigung um 50° des Antastsystems um das Rotationszentrum ermöglichen es, während der Messung stets senkrecht zur Messobjektoberfläche anzutasten, und so den Messfehler bei einer kontinuierlichen Messung zu minimieren. Die erweiterte NMM-1 verwendet einem optischen Fokussensor, der den Abstand zur Probenoberfläche kontaktlos misst, indem die Veränderung des reflektierten Strahls analysiert wird, nachdem der Laser auf die Oberfläche eines Objekts fokussiert wurde. Durch eine 3D-Messung mehrerer kleiner Bereiche auf der Kugeloberfläche und deren Zusammenführung konnte die messbare Fläche der Kugel im Vergleich zu einem feststehenden Fokussensor erheblich vergrößert werden. Zur Demonstration des Messkonzeptes wurde eine Präzisionskugel (d = 9 mm) in einem Bereich von ±45° mit einer Messgeschwindigkeit von 10 µm/s vermessen. Durch die geringe Positionierunsicherheit der NMM-1 kann diese Maschine auch als Positioniereinheit für die Fabrikation auf kugelförmigen Oberflächen eingesetzt werden. 72 Interferometrie II A. Bielke F R E I agspause T A G