Messunsicherheitsbetrachtungen an einem fünfachsigen Nano-Koordinatenmessgerät NMM-5D nach einem vektoriellen Ansatz

Abstract

Zusammenfassung Dieser Beitrag zeigt ein Konzept für eine fünfachsige Nano-Koordinatenmessmaschine zur Messung auf stark gekrümmten asphärischen und frei geformten optischen Oberflächen in einem Messvolumen von 25 mm × 25 mm × 5 mm 25\hspace{0.1667em}\text{mm}\times 25\hspace{0.1667em}\text{mm}\times 5\hspace{0.1667em}\text{mm} mit einem maximal möglichen Neigungswinkel von bis zu 60° zur Hochachse und einer maximalen Rotation von 360° um die Hochachse. Dabei wird die Probe translatorisch bewegt und der Sensor in seiner Orientierung verändert. Unter Einhaltung des Abbe-Komparatorprinzips für alle Messachsen wird die Bewegungsabweichung des Sensors bei der Rotation durch ein in-situ-Referenzmesssystem erfasst. Dieses besteht aus drei kartesisch angeordneten Fabry-Pérot-Interferometern mit dem Ursprung im Antastpunktes des Sensors, die den Abstand zu einer hemisphärischen Referenzfläche messen. Die Messunsicherheitsbetrachtung des Gesamtsystems erfolgt nach dem guide to the expression of uncertainty in measurement in einem vektoriellen Ansatz und liefert unter konservativen Annahmen eine Unsicherheit des Antastpunktes von maximal 72 nm ( k = 1 k=1 ).