Überarbeitung und Charakterisierung eines Messplatzes zur Positionsbestimmung in sechs Freiheistsgraden auf der Basis eines Weißlichtinterferrometers

Zusammenfassung: Die vorliegende Studienarbeit beschäftigt sich mit einem Messplatz, der im Rahmen eines Projekt-Seminars (PEM 4, SS03, Messplatz für Positioniersysteme mit mehreren Freiheitsgraden) am Institut für Elektromechanische Konstruktionen der TU-Darmstadt entstanden ist. Der Messplatz dient in erster Linie der Positionserfassung und der Vermessung der Kinematik von Mikropositioniersystemen. Berücksichtigt werden alle sechs Freiheitsgerade. Der PEM-Aufbau ist jedoch für die Praxis ungeeignet, da der Messbereich in xy-Richtung klein, die Messungen sehr zeitintensiv und die Nutzeroberfläche umständlich sind. Weiterhin gibt es auch noch kein geeignetes Messobjekt. Aufgabe dieser Studienarbeit ist es, den vorhandenen Messplatz so zu modifizieren, dass schnellere, genauere und bedienerfreundlichere Messungen mit verschiedenen Messobjekten möglich sind. Hierzu muss der vorhandene Messplatz zunächst analysiert und weiterentwickelt werden. Die vorhandene Software wird ebenfalls vollständig überarbeitet. Der modifizierte Messplatz wird auf Messbereich, Reproduzierbarkeit und Auflösung überprüft. Der Messplatz arbeitet nach dem Prinzip des Weißlichtinterferometers. Mit diesem Messprinzip lassen sich Genauigkeiten im sub-µm-Bereich erzielen. Ermittelt wird die absolute Position eines Messobjektes im Raum – eine besondere Fähigkeit des Weißlichtinterferometers. Die Erfassung der Daten erfolgt mit einer hoch auflösenden Videokamera. Die Kamera beobachtet die Interferenzbildung auf dem zu vermessenden Objekt. Aus den Videobildern, die sich während einer Messung ansammeln, lässt sich eine Höhenkarte des Messobjektes erstellen. Diese 3D-Karte enthält alle Informationen um die Position des Objektes im Raum zu bestimmen. In dieser Studienarbeit ist es gelungen, den Messplatz mit den am Institut vorhandenen Mitteln so zu verbessern, dass nun reproduzierbare Auflösungen in z-Richtung von