Messmikroskope und Projektoren

Das Messmikroskop ist der Urvater aller Koordinatenmessgeräte. Als »Sensor« kommt hier ein Mikroskop mit dem menschlichen Auge zum Einsatz (Abb. 3a). Der Bediener visiert mit dem in den Strahlengang integrierten Fadenkreuz die zu messenden Punkte des Objekts an und liest im einfachsten Fall die Koordinaten an den Maßstäben des Messtischs ab. Bei modernen Messmikroskopen werden die Koordinaten von den angeschlossenen Auswerterechnern direkt übernommen und ausgewertet. Geräte dieser Bauform werden heute nur noch für einfachere Messaufgaben im zweidimensionalen Bereich eingesetzt. Ein wesentlicher Nachteil liegt darin, dass der Bediener durch das visuelle Anfahren der Messpunkte direkten Einfluss auf das Messergebnis ausübt (subjektives Messen). Die Abarbeitung komplexer Prüfpläne ist sehr aufwändig und unübersichtlich.

Abb. 3: Prinzipieller Aufbau des Messmikroskops und Messprojektors mit Werth Tastauge: a) Messmikroskop, b) Messprojektor, c) Werth Tastauge und Projektorstrahlengang.

Beim Profilprojektor projiziert die Optik ein maßstäbliches Bild des Messobjekts auf eine Mattscheibe (Abb. 3b). Mittels einer ebenfalls maßstäblichen transparenten Prüfzeichnung kann ein direkter Vergleich des abgebildeten Werkstückbereichs mit den Zeichnungsmaßen erfolgen. Man könnte diese Vorgehensweise auch als Urform der »Messung im Bild« bezeichnen. Der Vorteil liegt im schnellen Prüfen mehrerer Merkmale bei einfachster Bedienung. Im Wesentlichen ist jedoch nur eine Gut-Schlecht-Aussage möglich. Wiederum hat der Mensch Einfluss auf das Messergebnis. Um akzeptable Messunsicherheiten zu erzielen, muss die Optik extrem verzeichnungsarm sein.

Abb. 4: Moderner Messprojektor (Werth OPTIMUS® 300) mit integriertem optoelektronischem Sensor (Werth Tastauge).

Der Messprojektor (Abb. 4) vereint die Vorteile des Messmikroskops und des Profilprojektors. Auf der Mattscheibe kann der Vergleich mit einer Zeichnung so schnell wie beim Profilprojektor erfolgen. Er besitzt Maßstäbe in seinen Koordinatenachsen. Das Antasten von Einzelpunkten kann mit dem Fadenkreuz in ähnlicher Weise wie mit dem Messmikroskop durchgeführt werden. In den 70er-Jahren entwickelte Dr. Siegfried Werth das so genannte »Tastauge«, den ersten optoelektronischen Sensor für Messprojektoren, der ein automatisches Antasten von Objektpunkten gestattet. Er übernimmt die Aufgabe des menschlichen Auges für kontrastreiche Objekte. In Verbindung mit einer CNC-Steuerung ermöglichte es diese Sensorik 1980 erstmals, optische Koordinatenmessgeräte zu automatisieren. Die Messunsicherheit damaliger Geräte lag im unteren Mikrometerbereich.