Optisches Schattenprinzip
Das optische Schattenprinzip dient dazu, die äußere Kontur eines technischen Bauteils berührungslos und sehr präzise zu vermessen. Dabei wird das Werkstück gegen eine Lichtquelle positioniert, sodass ein scharfer Schatten bzw. eine Silhouette entsteht. Aus dieser Kontur können Maße, Formen und Geometrien bestimmt werden. Das Verfahren eignet sich insbesondere für die präzise Vermessung kleiner, empfindlicher oder komplex konturierter Bauteile, da keine mechanische Berührung zwischen Messgerät und Werkstück erforderlich ist.
Das Verfahren wird eingesetzt, um
- Längen und Durchmesser zu messen
- Winkel und Radien zu prüfen
- Konturen zu vergleichen
- Formabweichungen zu erkennen
- Toleranzen zu kontrollieren
- empfindliche oder sehr kleine Teile
berührungslos zu messen
Präzisionsteile
- Stanzteile
- Laserteile
Kleine und empfindliche Teile
- Nadeln
- medizinische Implantate
- Mikrobohrer
- Uhrenteile
- elektronische Steckverbinder
Werkzeuge
- Schneidplatten
- Sägezähne
Elektronik
- Leiterplattenkonturen
- Kontakte
- Pins
- Mikrochips
Beim optischen Schattenprinzip wird ein technisches Bauteil zwischen einer Lichtquelle und einem optischen Aufnahmesystem positioniert. Die Lichtquelle erzeugt ein möglichst paralleles, homogenes Durchlicht. Das Werkstück unterbricht dieses Licht und erzeugt dadurch eine scharf abgegrenzte Silhouette beziehungsweise einen Schatten seiner Außenkontur.
Diese Kontur wird durch eine Optik auf einen Sensor oder bei klassischen Geräten auf einen Projektionsschirm abgebildet. Moderne digitale Profilprojektoren verwenden hierfür hochauflösende CMOS- oder CCD-Kameras. Die Bildverarbeitungssoftware erkennt die Hell-Dunkel-Übergänge der Kontur mit hoher Genauigkeit und bestimmt daraus geometrische Merkmale wie Längen, Durchmesser, Winkel, Radien oder Abstände.
Damit die Messung unabhängig von der Höhe oder Position des Werkstücks präzise bleibt, wird häufig eine telezentrische Optik eingesetzt. Diese verhindert perspektivische Verzerrungen und sorgt dafür, dass die Kontur maßstabsgetreu erfasst wird.
Die gemessenen Bildpunkte werden mithilfe einer Kalibrierung in reale Maße umgerechnet. Anschließend vergleicht das System die ermittelten Werte mit den vorgegebenen Sollmaßen und Toleranzen. Dadurch können Form- und Maßabweichungen schnell und berührungslos erkannt werden.
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