
Einleitung
Die Herstellung hochwertiger Glas- und Kunststofflinsen erfordert die Einhaltung enger Toleranzen, insbesondere bei der Mittendicke. Ein chromatisch konfokales Messverfahren ermöglicht die berührungslose, schnelle und präzise Messung der Mittendicke von Linsen.
Funktionsweise
Die Messung erfolgt durch Bestimmung der Distanzen zwischen einem festen Bezugspunkt und den Scheitelpunkten der Linsenober- und unterseite. Die chromatische Längsaberration einer Spezialoptik wird genutzt, um die Distanzen zu messen. Das reflektierte Licht wird in ein Spektrometer geleitet, das die Wellenlänge des reflektierten Lichts misst, um die Distanz zu bestimmen.
Sensoraufbau
Der Sensor CHRocodile setzt das Messprinzip um und besteht aus einer Weißlichtquelle, einem Faserkoppler, einem Spektrometer und einem kompakten Messkopf. Verschiedene Messköpfe ermöglichen die Lösung unterschiedlicher Messaufgaben mit hoher Reproduzierbarkeit.
Mittendickenmessung
Die Linse wird zentriert zur optischen Achse des Messkopfes positioniert. Nach Eingabe des Krümmungsradius und Auswahl des Linsenmaterials zeigt das Gerät die Mittendicke an. Das System ist unempfindlich gegenüber Temperaturänderungen und Vibrationen.
Dünne Schichten
Ein spezieller Messkopf ermöglicht die Messung dünner transparenter Schichten mit einer optischen Dicke von 2 - 250 µm. Auch die simultane Dickenmessung mehrerer Schichten ist möglich.
Abstandsmessung
Das Gerät kann als hochauflösender Abstandssensor eingesetzt werden. Es können polierte, raue, hochreflektierende und opake Flächen gemessen werden. Anwendungen finden sich in der Qualitätssicherung und Fertigungskontrolle.
Zusammenfassung
Das Messverfahren bietet eine berührungslose, schnelle und präzise Dickenmessung transparenter Materialien. Es ist robust gegen Störeinflüsse und stellt eine Alternative zu taktilen Messmethoden dar, was insbesondere bei empfindlichen Bauteilen wie Linsen zu Zeit- und Kostenvorteilen führt.
Mittendicke von Linsen berührungslos messen Matthias Kunkel und Jochen Schulze Precitec Optronik GmbH, Rodgau
Katalog auf Seite 1 öffnenOptische Messtechnik Mittendicke von Linsen berührungslos messen Matthias Kunkel, Jochen Schulze, Precitec Optronik GmbH, Rodgau Die Fertigung hochwertiger Glas- und Kunststofflinsen unterliegt der Forderung nach der Einhaltung enger Toleranzen. Wichtige Linsenparameter wie die Mittendicke müssen daher im Fertigungsprozess ständig kontrolliert werden. Durch die Anwendung eines chromatisch konfokalen optischen Messaufbaus können an Linsen Mittendicken zwischen 30 µm und 25 mm berührungslos, schnell und präzise gemessen werden. Hierzu müssen lediglich der Krümmungsradius einer Linsenfläche und...
Katalog auf Seite 2 öffnenOptische Messtechnik Bild 2: Strahlengang in einer Schicht mit planparallelen Grenzflächen Bild 3: Spektrum einer Schichtdickenmessung Optik austretenden Strahlenbündels im häufig vorkommenden Spezialfall zweier planparalleler Grenzflächen. Der einfal- lende Strahl trifft unter dem Winkel a auf die obere Grenzfläche. Ohne Brechung an der Grenzfläche (n = 1) würde der Strahl die optische Achse in einem Abstand von s0 zum Messkopf schneiden. Wegen der Brechung (n>1) verlässt der Strahl die Grenzfläche aber unter einem kleineren Winkel ß und schneidet die optische Achse in einer größeren Distanz...
Katalog auf Seite 3 öffnenOptische Messtechnik Bild 5: Messaufbau zur Mittendickenmessung an Linsen berührungslosen Messung von Topografien, Profilen und Schichtdicken aufgebaut werden. Typische Anwendungen sind die Qualitätssicherung und Fertigungskontrolle in der Glas-, Kunststoff-, Halbleiterund Automobilindustrie, sowohl im Labor als auch in der industriellen Fertigung. ist. Eine breite Palette von Messköpfen mit Messbereichen von 100 µm bis 25 mm und Distanzauflösungen bis zu 3 nm ermöglicht die Lösung verschiedener Messaufgaben bei ausgezeichneter Reproduzierbarkeit. Durch die hohe Messrate von 4 kHz sind insbesondere...
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