Vibrationskompensation bei der Weißlichtinterferometrie – eine Livebildbasierte Methode

Die scannende Weißlichtinterferometrie (SWLI) ist ein hochgenaues Messverfahren für Oberflächentopografien, dessen Genauigkeit als zeitlich scannendes Verfahren jedoch durch Vibrationen beeinträchtigt wird. Dies schränkt die Einsatzmöglichkeiten von SWLI in vibrationsbehafteten Produktionsumgebungen stark ein. Um für jeden Bildpunkt einen genauen Höhenwert der Oberfläche berechnen zu können ist es hierbei entscheidend, jedem Bild die zum Zeitpunkt der Bildaufnahme zugehörige Position der Oberfläche zuzuordnen, wobei Änderungen der Oberflächenorientierung zunächst vernachlässigt werden. Deshalb wird eine Auswertung des Streifenmusters in den Livebildern des Scans vorgestellt, um die bildindividuell zugehörige axiale Messposition ohne eine zusätzliche Sensorik zu bestimmen. Der vorgeschlagene Lösungsansatz basiert darauf, dass sich das Streifenmuster abhängig von der axialen Messposition verändert, die Mustercharakteristik in jedem Einzelbild aber nicht verfälscht wird. Im Ergebnis ist es möglich, einen eindeutigen Zusammenhang zwischen axialer Messposition und Streifenmuster herzustellen, und so die axiale Messposition ohne Phasenambiguität zu detektieren. Die Messung der axialen Oberflächenposition wurde zunächst das Streifenmuster für eine gegebene Oberfläche und verschiedene axiale Schwingungsamplituden bei konstanter lateraler Position der Oberfläche simuliert, charakterisiert, und eine darauf fußende Kompensation des Schwingungseinfluss auf die SWLI-Messung realisiert. Anschließend wurde das Verfahren experimentell validiert. Im Ergebnis konnte der Bilderstapel auch bei starken Störbewegungen korrekt sortiert und damit erstmals verwertbare Korrelogramme rekonstruiert werden. 80 ngungen und Vibrometrie Ulrike Boehm