3D Profilometer

Eigenschaften

Zur Erfassung von Oberflächenrauigkeiten und für Höhenmessungen. Mit dem Profilometer werden Rauigkeiten auf Oberflächen in Mikrometerauflösung erfasst. Die Prüfvorrichtung bewegt dazu eine Kamera in der Z-Ebene aufwärts und erzeugt an festen Positionen über die Messstrecke zwischen 2 und 255 Einzelbildern. Diese werden im sog. Pyramidal stacking (Fokus Fusion) bzw. (Tiefenschärfenerweiterung) überlagert, so das die schärfsten Pixelgruppen die Höhe beschreiben aus der diese entnommen worden sind.

Tribologische Reibspuranalyse

Mit den Detailaufnahmen von Reibspuren und dessen Höhendarstellung als topgrafische Fläche ist es möglich auszuwerten wie sich welcher Stift auf der Reibscheibe auswirkt. Über die topographischen Profile lässt sich auch bestimmen in welcher Frequenz ein aufschaukeln der Schwingungen in der Reibspur vorgekommen ist. Zusätzlich können auch andere Oberflächen in Ihrer Beschaffenheit nach einer Belastung dargestellt werden. Die Auflösung des Systems lässt sich mit noch leistungsfähigeren Kameras skalieren. Es ist auch möglich einen Rotationstisch einzusetzen um eine ganze Ringscheibe an allen Positionen zu inspizieren. Dies ist eine Erweiterung als 3D-Portalsystem das ganze Flächen bis zu 300x400 mm erfassen kann. 

Verfahrensbeschreibung

Die Messauflösung liegt im 1-5 µm Bereich, dies kommt zustande indem duzende Bilder über die Z-Achsenfahrt akquiriert werden, von diesen Echtzeitfotos werden über das sog. Pyramidal -Matrix falten nur die schärfsten Bildpunkte in ein neues 32Bit RGBA Bild translatiert. Hierdurch ergibt sich für jede Pixelgruppe von 5x5Pix eine neue Z-Ebene in der die jeweilige Höhe beschrieben wird. Zwischen den einzelnen entstanden Ebenen (Sockelhöhe/Granularität) kann stufenlos im Mikrometerbereich die Höhe eines Objektes dargestellt werden. Zudem ermöglicht das Verfahren Informationen über die Oberflächen -Rauigkeit und deren Beschaffung (Reibspuren) zu gewinnen.

Software Bedienung

OpenSystemArchitekturSoftwarebedienung kann vom 8Button-Betrieb für Leien bis hin zur Lua- Programmierung durchgeführt werden.
OpenSystemArchitekturAuch ohne Fachkentnisse kann ein Höhenprofil erstellt werden, die Funktionen können Ferngesteuert werden.

Die Software DFS-Profilometer dient zur Ansteuerung des Messprozesses. Es gibt lediglich 8 Schalter (Buttons) um den gesamten Prozess der Messung anzusteuern. Somit ist möglich das ohne Einführung oder Spezialkenntnisse eine Höhenmessung oder ein Flächenprofil erstellt werden kann. Die Ergebnisse können als PDF -Prüfprotokoll ausgedruckt werden. Der gesamte Messprozess ist in der Steuersoftware als Prüfplan hinterlegt. Hier können individuelle Erweiterungen/Ergänzungen eingebracht werden um das Messgerät vollständig in einer automatisierten Umgebung zu betreiben. Die Steuerung kann zusätzliche TTL Pegel empfangen oder abgeben, sowie über Ethernet (TCP) /Serial (RS232) oder auch über die Wago -Modbus -Klemme, sowie über eine SPS (plc) der mit der Steuernden Anlage kommunizieren. Somit ist ein vielfältiger Einsatz unter Industriebedingungen gegeben.

Ergonomisches Design

Kompakte BauformSchwenktüren

Das Profilometer wird mit Schwenktüren geliefert, so ist der Zugriff auf den Probentisch von allen Seiten zugänglich. Das Profilometer wird mit 2 Bildschirmen und einem leistungsfähigen 3D Rechner mit 10 Kernprozessoren und großem Speicher geliefert. Alternativ kann die Software auch am Laptop betrieben werden, mit kleineren Performance abstrichen. Die gesamte Steuerung ist in einer Black-Box installiert und hat nur einen An/Aus Schalter. Die Verbindung zum PC erfolgt über eine Kameraverbindungsleitung USB3.0, über diese wird auch die Motorkontrolle über RS232 gewährleistet. Somit gibt es keinen großen Kabelstrang im Prüffeld.

Technische Angaben

Prüfsystem: Kamera als Tiefenschärfenerweiterung im Deep Focus Stacking (DFS)
Kamera Auflösung: 1392 x 1040 [pix] Color
Sichtfeld (FOV): 2.5x2.0 [mm²]
Aufnahmefrequenz: 18 [Hz]
Bildstapelberechnungszeit: 58[ms] / Bild
Kamera Auflösung Z: 1 [µm]
Kamera Auflösung X: 1.7 [µm]
Kamera Auflösung Y: 1.9 [µm]
Achsen Auflösung Z: 5 [µm] (Sockelhöhe/Granularität)
Beleuchtung: Blitzlicht LED(weiß) wird von der Kamera getriggert. d=50 [mm]
Hubtisch: Spindelachse mit Schrittmotor Auflösung ~ 5 [µm]
Verfahrweg: 100 [mm]
Messstreckenlänge: 1.275 [mm] bei 1 [µm] Wiederholgenauigkeit
Software: Betriebssystem MS Windows 10,11 64 Bit
Software Steuerung: DFS-Profilometer V9.5 / 64 Bit
Betriebsmittel: Strom 230 VAC 50/60 Hz
Abmessungen (Prüfgerät) B x H x T: 370 x 330 x 530 mm
Gewicht (Prüfgerät): ca.20 Kg