Taktile Sensoren

Das Funktionsprinzip aller taktilen Sensoren beruht auf dem mechanischen Berühren des Messobjekts. Hieraus werden die Signale zur Weiterverarbeitung abgeleitet. Es werden schaltende und messende Tastsysteme unterschieden. Bei einem taktilen Sensor sind im Messergebnis sowohl die Geometrie (= Form und Größe) des Antastformelements (Kugel) als auch die Raumlage und geometrische Gestalt der zu messenden Objektoberfläche enthalten. Abbildung 17 zeigt, dass die Lage des Antastpunkts beim taktilen Scannen nicht ohne mathematische Korrektur aus den bekannten Koordinaten des Tastkugelmittelpunkts bestimmt werden kann. Für eine exakte Korrektur muss das Antastformelement gewissenhaft eingemessen werden (Tastkugelkorrektur). Außerdem ist es erforderlich, mehrere Punkte am zu messenden geometrischen Merkmal anzutasten. Der aus der Unterlassung dieser Korrektur resultierende Fehler hängt vom Tastkugeldurchmesser ab: je kleiner der Durchmesser, desto kleiner der Fehler. Große Tastkugeldurchmesser können darüber hinaus kleine Strukturabweichungen unterdrücken. Diese mechanische Filterung kann sich entweder günstig auf die Messergebnisse auswirken oder zu ihrer Verfälschung führen.

Abb. 17: Einfluss des Antastformelements beim Messen von gekrümmten Flächen: Bei unbekannten Flächen kann die Tastkugelkorrektur durch dicht nebeneinander liegende Bahnen ermittelt werden. Bei Lasersensoren kann die Bahnkorrektur entfallen.
Abb. 18: Einfluss der Messpunkteanzahl auf das Messergebnis: Wenige Messpunkte führen zu falschem Ausgleichskreis. Viele Messpunkte liefern den richtigen Ausgleichskreis. Hüll und Pferchkreis zeigen, dass der Ausgleichskreis bei Formabweichungen das Merkmal nicht exakt beschreibt.

Abbildung 18 zeigt den prinzipiellen Einfluss der Anzahl der Tastpunkte auf das Messergebnis. Bei realen geometrischen Merkmalen mit Formabweichungen muss unbedingt eine hohe Anzahl von Messpunkten erfasst werden. Dies ist bei schaltenden Sensoren aufgrund des damit verbundenen beträchtlichen Zeitaufwands problematisch.