DE10029383A1 - Interferometer for determining test sample dimensions has reference mirror and receiver, which are laterally offset relative to the interferometer's optical axis - Google Patents

Interferometer for determining test sample dimensions has reference mirror and receiver, which are laterally offset relative to the interferometer's optical axis

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DE10029383A1 DE2000129383 DE10029383A DE10029383A1 DE 10029383 A1 DE10029383 A1 DE 10029383A1 DE 2000129383 DE2000129383 DE 2000129383 DE 10029383 A DE10029383 A DE 10029383A DE 10029383 A1 DE10029383 A1 DE 10029383A1
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Abstract

The device (4) is integrated into a tool (1) or mounted in a tool holder and has at least one light source (10) whose light is divided into reference and measurement beams. The measurement beam passes to a measurement point on the test object and the reference beam passes to a reference mirror. The reflected incoherent beams are recombined in the beam divider and passed to a receiver (13). The mirror and receiver are laterally offset from the measurement device's optical axis.

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßeinrichtung zur Erfassung von Dimen­ sionen von Prüflingen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 5.The invention relates to a measuring device for detecting dimensions sions of test specimens according to the preamble of claim 1 or 5.

Bei der Meßeinrichtung gemäß Hauptpatent wird der von der Licht­ quelle ausgesandte Strahl am Strahlteiler in einen Referenz- und in einen Meßstrahl aufgeteilt. Während der Meßstrahl zur Meßstelle am Prüfling gelenkt wird, wird der Referenzstrahl zu einem Referenz­ spiegel gelenkt. Beide Strahlen werden nach ihrer Reflexion an der Meßstelle bzw. am Referenzspiegel wieder zusammengeführt und dem Empfänger zugeführt. Aufgrund der Überlagerung der Strahlen ergibt sich ein Interferenzkontrast, anhand dessen die gewünschte Aussage über die gemessene Dimension des Prüflings erhalten wer­ den kann. Mit der Meßeinrichtung ist es möglich, bereits während der Bearbeitung des Werkstückes mit einem Werkzeug die Dimension zu erfassen, so daß gegebenenfalls notwendige Korrekturen schon wäh­ rend der Bearbeitung vorgenommen werden können.In the measuring device according to the main patent, the light source emitted beam at the beam splitter into a reference and in split a measuring beam. While the measuring beam to the measuring point on Is directed, the reference beam becomes a reference mirror steered. Both rays are reflected on the Measuring point or at the reference mirror merged again and fed to the receiver. Because of the superposition of the rays there is an interference contrast, based on which the desired Who receives information about the measured dimension of the test object that can. With the measuring device, it is possible already during the Machining the workpiece with a tool to the dimension capture so that any necessary corrections are already in progress can be made during processing.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Meßeinrichtung gemäß Hauptpatent so weiterzubilden, daß eine hochgenaue Messung mög­ lich ist.The invention is based, the measuring device according to the task To further develop the main patent so that a highly precise measurement is possible is.

Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Meßeinrichtung erfin­ dungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 bzw. 5 gelöst. This task is invented in the generic measuring device appropriately with the characterizing features of claim 1 or 5 solved.  

Bei der Meßeinrichtung nach Anspruch 1 weisen der Referenzspiegel und der Empfänger in bezug auf die optische Achse der Meßeinrich­ tung einen lateralen Versatz auf. Der Referenzspiegel und der Emp­ fänger liegen somit nicht auf der optischen Achse, sondern sind ne­ ben ihr angeordnet. Mit einer solchen Ausbildung kann eine sehr ho­ he Meßgenauigkeit erzielt werden.In the measuring device according to claim 1, the reference mirror and the receiver with respect to the optical axis of the measuring device lateral offset. The reference mirror and the emp catchers are therefore not on the optical axis, but are ne ben arranged her. With such training, a very high he measurement accuracy can be achieved.

Bei der Meßeinrichtung gemäß Anspruch 5 liegt der Strahlteiler ge­ neigt zur optischen Achse der Meßeinrichtung. In diesem Falle ist lediglich der Referenzspiegel neben der optischen Achse der Meßein­ richtung angeordnet, während die Lichtquelle und/oder der Empfän­ ger auf der optischen Achse liegen können.In the measuring device according to claim 5, the beam splitter is ge tends to the optical axis of the measuring device. In this case it is only the reference mirror next to the optical axis of the measurement direction arranged while the light source and / or the receiver ger can lie on the optical axis.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren An­ sprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.Further features of the invention result from the other An sayings, the description and the drawing.

Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:The invention is illustrated by means of one in the drawings Embodiment explained in more detail. Show it:

Fig. 1 in schematischer Darstellung und im Schnitt ein Werkzeug mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung, Fig. 1 shows a schematic representation in cross section a tool with an inventive device,

Fig. 2 ein optisches Schema der Meßeinrichtung gemäß Fig. 1, Fig. 2 is an optical diagram of the measuring device according to FIG. 1,

Fig. 3 in schematischer Darstellung die Wirkungsweise der Meßeinrichtung, Fig. 3 shows a schematic representation of the operation of the measuring device,

Fig. 4 ein Meßsignal, das mit der Meßeinrichtung aufgenommen worden ist. Fig. 4 shows a measurement signal that has been recorded with the measuring device.

Mit dem Werkzeug können Dimensionen an Werkstücken, vorzugs­ weise von Bohrungen, einfach und genau erfaßt werden. Die hierzu vorgesehene Meßeinrichtung ist im Werkzeug untergebracht, das beispielsweise ein Bohr- oder Gewindefräswerkzeug sein kann. Mit der Meßeinrichtung können auch Nutentiefen oder Bohrtiefen in ei­ nem Werkstück gemessen werden. Die Messung kann bereits wäh­ rend der Bearbeitung durch das Werkzeug vorgenommen werden. Aufgrund der Messung kann das Werkzeug und/oder das zu bear­ beitende Werkstück online bis zum Sollergebnis nachgeführt werden. Das Arbeitsergebnis, beispielsweise die Rundheit einer Bohrung oder deren Durchmesser, wird vorzugsweise unmittelbar während der Be­ arbeitung gemessen und ausgewertet. Dadurch können sofort Bear­ beitungsfehler erkannt und korrigiert werden. Das fertig bearbeitete Werkstück bedarf keiner weiteren Überprüfung mehr. Da eine Kor­ rektur während der Bearbeitung durchgeführt werden kann, ergeben sich sehr kurze Bearbeitungszeiten und vor allem hervorragende Er­ gebnisqualitäten. Auch die Werkzeuglebensdauer wird optimal aus­ genutzt, da infolge den online-Messung und -Auswertung während der Bearbeitung das Werkzeug optimal lange zur Bearbeitung eingesetzt werden kann.With the tool, dimensions on workpieces can be preferred wise of holes, easily and accurately detected. The for this The intended measuring device is housed in the tool  for example, can be a drilling or thread milling tool. With the measuring device can also groove depths or drilling depths in egg be measured on a workpiece. The measurement can already take place be carried out by the tool. Due to the measurement, the tool and / or the bear machining workpiece are tracked online up to the target result. The work result, for example the roundness of a hole or whose diameter is preferably immediately during loading work measured and evaluated. This allows Bear processing errors can be recognized and corrected. The finished one Workpiece no longer needs to be checked. Since a cor rectification can be carried out during processing very short processing times and, above all, excellent results gebnisqualitäten. The tool life is also optimal used, as a result of the online measurement and evaluation during the Machining the tool is used for optimal machining for a long time can be.

Es ist auch möglich, mit dem Werkzeug die Bearbeitung am Werk­ stück durchzuführen und unmittelbar anschließend das Bearbei­ tungsergebnis zu messen und auszuwerten. Entspricht das Bearbei­ tungsergebnis nicht den gewünschten Anforderungen, wird unmittel­ bar anschließend die Werkzeug- und/oder Werkstückbewegung im erforderlichen Maße korrigiert und eine Nachbearbeitung durchge­ führt.It is also possible to work with the tool at the factory piece and immediately afterwards the machining measure and evaluate the result. Corresponds to the processing result does not meet the desired requirements bar then the tool and / or workpiece movement in corrected necessary dimensions and postprocessed leads.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung ein Fräswerkzeug 1 mit ei­ nem Schaft 34. Mit dem Werkzeug wird in einem Werkstück 2 eine Bohrung 3 in bekannter Weise gefräst. Das Werkzeug 1 ist als Hohl­ körper ausgebildet, in dem eine Meßeinrichtung 4 untergebracht ist. Sie hat ein Gehäuse 5, in welchem der größte Teil der Elemente der Meßeinrichtung 4 geschützt untergebracht ist. Sie kann mit einem Linearantrieb 6 in Achsrichtung des Werkzeuges 1 verfahren werden. Das Werkzeug 1 weist nahe dem freien Ende wenigstens ein Fenster 7 auf, durch das in noch zu beschreibender Weise ein Meßstrahl aus dem Werkzeug 1 austreten und an die Meßstelle 8 gelangen kann. Sie ist im dargestellten Ausführungsbeispiel in der Wandung 9 der Bohrung 3 vorgesehen. Fig. 1 shows a schematic representation of a milling tool 1 with egg nem shaft 34 . With the tool, a hole 3 is milled in a known manner in a workpiece 2 . The tool 1 is designed as a hollow body in which a measuring device 4 is housed. It has a housing 5 in which most of the elements of the measuring device 4 are protected. It can be moved with a linear drive 6 in the axial direction of the tool 1 . The tool 1 has at least one window 7 near the free end, through which a measuring beam can emerge from the tool 1 and reach the measuring point 8 in a manner to be described. It is provided in the illustrated embodiment in the wall 9 of the bore 3 .

Die Meßeinrichtung 4 hat eine Lichtquelle 10, die breitbandig ausge­ bildet ist und vorteilhaft durch eine LED gebildet wird. Die Lichtquelle 10 kann aber beispielsweise auch eine Halogenlampe, eine Superlu­ mineszenzdiode, eine Laserdiode und dergleichen sein. Ihr nachge­ schaltet ist ein Strahlteiler 11, durch den das von der Lichtquelle 10 ausgesandte Licht zu einem Linsensystem 15 umgelenkt wird. Es be­ steht aus einem Kollimator 16, einem Objektiv 17 und einem dazwi­ schen liegenden Strahlteiler 18. An ihm wird ein Teil des Strahlers zu einem Referenzspiegel 14 reflektiert. Das Linsensystem 15 liegt in der Achse der Meßeinrichtung 4. Der Referenzspiegel 14, die Licht­ quelle 10 und der Strahlteiler 11 liegen außerhalb der optischen Ach­ se der Meßeinrichtung 4.The measuring device 4 has a light source 10 which is broadband and is advantageously formed by an LED. The light source 10 can, for example, also be a halogen lamp, a super fluorescent diode, a laser diode and the like. Your nachge switches is a beam splitter 11 through which the light emitted by the light source 10 is deflected to a lens system 15 . It consists of a collimator 16 , an objective 17 and an intermediate beam splitter 18 . A part of the radiator is reflected on it to form a reference mirror 14 . The lens system 15 lies in the axis of the measuring device 4 . The reference mirror 14 , the light source 10 and the beam splitter 11 are outside the optical axis se of the measuring device 4th

Das Linsensystem 15 ist vereinfacht dargestellt. Der Strahlengang innerhalb des Linsensystems 15 kann von der optischen Achse ab­ weichen.The lens system 15 is shown in simplified form. The beam path within the lens system 15 can deviate from the optical axis.

Dem Linsensystem 15 ist ein Umlenkspiegel 19 nachgeschaltet, mit dem der durch den Strahlteiler 18 hindurchgehende Lichtstrahl 28 durch das Fenster 7 im Werkzeug 1 zur Meßstelle 8 in der Boh­ rungswandung 9 gelenkt wird.The lens system 15 is followed by a deflecting mirror 19 with which the light beam 28 passing through the beam splitter 18 is guided through the window 7 in the tool 1 to the measuring point 8 in the drilling wall 9 .

Wie Fig. 1 zeigt, hat die Meßeinrichtung 4 ein Interferometer 31, das im Gehäuse 5 untergebracht ist. Der Umlenkspiegel 19 befindet sich außerhalb des Gehäuses 5, das über wenigstens ein Linearlager 20 im Werkzeug 1 axial verschiebbar abgestützt ist.As shown in FIG. 1, the measurement device 4 has an interferometer 31, which is housed in the housing 5. The deflecting mirror 19 is located outside the housing 5 , which is supported axially displaceably in the tool 1 via at least one linear bearing 20 .

Das von der Lichtquelle 10 ausgesandte Licht wird am Strahlteiler 11 zum Linsensystem 15 abgelenkt. Am Strahlteiler 18 wird ein Lichtstrahl 27 zum Referenzspiegel 14 reflektiert, an dem dieser Licht­ strahl zurück zum Strahlteiler 18 reflektiert wird. Der vom Strahlteiler 18 hindurchgelassene Lichtstrahl 28 wird zum Umlenkspiegel 19 ge­ leitet, der den Lichtstrahl auf die Meßstelle 8 lenkt. Hier wird der Lichtstrahl zurück zum Umlenkspiegel 19 reflektiert. Von ihm aus wird der Lichtstrahl 28 zum Strahlteiler 18 umgelenkt.The light emitted by the light source 10 is deflected at the beam splitter 11 to the lens system 15 . At the beam splitter 18 , a light beam 27 is reflected to the reference mirror 14 , at which this light beam is reflected back to the beam splitter 18 . The transmitted from the beam splitter 18 light beam 28 is directed to the deflecting mirror 19 , which directs the light beam to the measuring point 8 . Here the light beam is reflected back to the deflecting mirror 19 . From it, the light beam 28 is deflected to the beam splitter 18 .

Am Strahlteiler 18 werden der vom Referenzspiegel 14 reflektierte Lichtstrahl 27 und der vom Umlenkspiegel 19 kommende Lichtstrahl 28 wieder vereint und einem Empfänger 13 zugeführt. Er ist opto­ elektronisch ausgebildet, beispielsweise durch eine Fotodiode gebil­ det. Der Empfänger 13 liegt außerhalb der optischen Achse der Meßeinrichtung 4. Dementsprechend werden die zusammengeführten Lichtstrahlen 27, 28 als Interferenzstrahl am Strahlteiler 11 zum Empfänger 13 umgelenkt.At the beam splitter 18 , the light beam 27 reflected by the reference mirror 14 and the light beam 28 coming from the deflecting mirror 19 are combined again and fed to a receiver 13 . It is opto-electronic, for example, by a photodiode. The receiver 13 lies outside the optical axis of the measuring device 4 . Accordingly, the merged light beams 27 , 28 are deflected as an interference beam at the beam splitter 11 to the receiver 13 .

Die vom Empfänger 13 aufgenommenen Lichtstrahlen 27, 28 werden einem Analog/Digital-Wandler 21 zugeführt, dessen gewandelte Di­ gitalsignale durch einen nachfolgenden (nicht dargestellten) Rechner ausgewertet werden. Die Signalauswertung kann auch auf analogem Wege vorgenommen werden.The light beams 27 , 28 received by the receiver 13 are fed to an analog / digital converter 21 , the converted digital signals of which are evaluated by a subsequent (not shown) computer. The signal evaluation can also be carried out in an analog way.

Der Empfänger 13 kann auch als intelligentes Fotosensor-Array mit Signalverarbeitung, zum Beispiel mit A/D-Wandlung und/oder Signal­ verstärkung, ausgebildet sein. Die erhaltenen Signale können dann direkt zum Rechner weitergeleitet werden.The receiver 13 can also be designed as an intelligent photosensor array with signal processing, for example with A / D conversion and / or signal amplification. The signals received can then be forwarded directly to the computer.

Da die Bohrungswandung 9 über ihren Umfang durch Interferenz­ messung gemessen werden soll, wird die das Interferometer 31 auf­ weisende Meßeinrichtung 4 gedreht. Es ist möglich, die Meßeinrich­ tung 4 innerhalb des Werkzeuges 1 zu drehen, wobei, jeweils je nach gewünschter Meßgenauigkeit, die Meßeinrichtung 4 um bestimmte Drehwinkel gedreht wird. Anschließend erfolgt die beschriebene In­ terferenzmessung. Sobald das Meßergebnis im Rechner ausgewertet worden ist, wird die Meßeinrichtung 4 um den nächsten Winkelschritt gedreht. Auf diese Weise kann stufenweise der gesamte Umfang der Bohrungswandung 9 vermessen werden. Für diesen Fall ist eine ent­ sprechende Zahl von Fenstern 7 vorgesehen.Since the borehole wall 9 is to be measured over its circumference by interference measurement, the interferometer 31 is turned towards the measuring device 4 . It is possible to rotate the measuring device 4 within the tool 1 , whereby, depending on the desired measuring accuracy, the measuring device 4 is rotated through certain angles of rotation. The interference measurement described is then carried out. As soon as the measurement result has been evaluated in the computer, the measuring device 4 is rotated by the next angular step. In this way, the entire circumference of the bore wall 9 can be measured in stages. In this case, a corresponding number of windows 7 is provided.

Es ist auch möglich, das gesamte Werkzeug 1 mit der Meßeinrich­ tung 4 mit konstanter Geschwindigkeit zu drehen und hierbei fortlau­ fend zu messen.It is also possible to rotate the entire tool 1 with the measuring device 4 at a constant speed and to measure it continuously.

Der Analog/Digital-Wandler 21 erhält über einen Winkelgeber und einen nachgeschalteten Taktgenerator entsprechende Taktsignale. Auf einen Winkelgeber kann verzichtet werden, wenn die Winkellage oder die Winkelgeschwindigkeit von der Werkzeugmaschine genau vorgegeben werden kann.The analog / digital converter 21 receives corresponding clock signals via an angle encoder and a clock generator connected downstream. An angle encoder can be dispensed with if the angular position or the angular velocity can be precisely specified by the machine tool.

Nach einer vollständigen Umdrehung des Werkzeuges 1 oder der Meßeinrichtung 4 wird die Meßeinrichtung mit dem Linearantrieb 6 oder das Werkzeug 1 mittels eines Antriebes der Werkzeugmaschine um ein gewünschtes Maß verschoben, so daß der aus dem Fenster 7 des Werkzeuges 1 austretende Lichtstrahl auf eine andere Um­ fangsebene der Bohrungswandung 9 trifft. Die Linearverschiebung der Meßeinrichtung 4 bzw. des Interferometers 31 erfolgt über den Motor 6, der vom Rechner über einen Motortreiber 24 angesteuert wird. Die vom Linearantrieb 6 erzeugte und im Linearlager 20 ge­ führte Linearbewegung eines Sensorkopfes 33 wird von einem Weg­ meßsystem 35 gemessen und auch gesteuert. Das Wegmeßsystem 35 ist im Werkzeug 1 untergebracht. Dann wird in der beschriebenen Weise das Werkzeug 1 und/oder die Meßeinrichtung 4 um ihre Achse gedreht, um die Bohrungswandung 9 in der neuen Axiallage zu ver­ messen. Auf diese Weise kann die Bohrungswandung 9 über einen Teil ihrer axialen Länge oder auch über ihre gesamte axiale Länge vermessen werden. After a complete rotation of the tool 1 or the measuring device 4 , the measuring device with the linear drive 6 or the tool 1 is displaced by a desired amount by means of a drive of the machine tool, so that the light beam emerging from the window 7 of the tool 1 moves to another order starting plane the bore wall 9 meets. The linear displacement of the measuring device 4 or of the interferometer 31 takes place via the motor 6 , which is controlled by the computer via a motor driver 24 . The linear actuator 6 generated and in the linear bearing 20 led linear movement of a sensor head 33 is measured by a displacement measuring system 35 and also controlled. The measuring system 35 is accommodated in the tool 1 . Then the tool 1 and / or the measuring device 4 is rotated about its axis in the manner described to measure the bore wall 9 in the new axial position. In this way, the bore wall 9 can be measured over part of its axial length or over its entire axial length.

Die Daten- und Energieübertragung vom rotierenden Meßsystem zum feststehenden Rechner bzw. dem Motortreiber 24 erfolgt bidirektional und wird in bekannter Weise über eine induktive Koppelung 32 mit Sende- und Empfangsteil sowie rotierender und stehender Antenne vorgenommen. Die Kopplung 32 ist beispielhaft am Schaft des Werk­ zeuges 1 vorgesehen.The data and energy transmission from the rotating measuring system to the fixed computer or the motor driver 24 takes place bidirectionally and is carried out in a known manner via an inductive coupling 32 with a transmitting and receiving part and a rotating and stationary antenna. The coupling 32 is provided as an example on the shaft of the tool 1 .

Sofern die Meßstelle 8 beispielsweise auf dem gewünschten Durch­ messer liegt, sind die beiden Strahlwege des Referenz- und Meß­ arms 27, 28 gleich groß. Das Meßsignal, das in Fig. 4 beispielhaft dargestellt ist, weist in diesem Fall ein Maximum auf. Im Diagramm gemäß Fig. 4 ist die Intensität gegen den Weg aufgetragen. Aus der Lage des Maximums des Interferenzkontrastes kann der Radius der Bohrung 9 bestimmt werden. Die Intensität des Meßsignales ergibt sich in bekannter Weise nach folgender Gleichung:
If the measuring point 8 is, for example, on the desired diameter, the two beam paths of the reference and measuring arms 27 , 28 are of the same size. The measurement signal, which is shown by way of example in FIG. 4, has a maximum in this case. In the diagram according to FIG. 4, the intensity is plotted against the path. The radius of the bore 9 can be determined from the position of the maximum of the interference contrast. The intensity of the measurement signal is obtained in a known manner using the following equation:

I(Δs) = I0{1 + my21(Δs)cos(2π/λ . Δs + ϕ)}I (Δs) = I 0 {1 + my 21 (Δs) cos (2π / λ. Δs + ϕ)}

Hierbei bedeuten:
m = Modulationsgrad
y21 = wechselseitiger Kohärenzgrad
λ = mittlere Wellenlänge
Δs = optischer Wegunterschied
ϕ = materialabhängiger Phasensprung.Here mean:
m = degree of modulation
y 21 = mutual degree of coherence
λ = medium wavelength
Δs = optical path difference
ϕ = material-dependent phase shift.

Der Modulationsgrad m ist abhängig von der Lichtintensität und vom Reflexionsgrad. Im Maximum des Interferenzsignals (Fig. 4) beträgt der optische Wegunterschied Δs Null. Mit der Meßeinrichtung 4 wird der optische Wegunterschied Δs zwischen dem Referenzstrahl 27 und dem Meßstrahl 28 durch Verschieben des Strahlteilers 18 in Richtung des Meßstrahles 28 durchgestimmt und der hierbei erfaßte Interferenzkontrast (Fig. 4) ausgewertet. Weicht die Meßstelle 8 beispielsweise vom gewünschten Durchmesser ab, hat der Meßstrahl 28 eine andere Länge als der konstant lange Referenzstrahl 27. Der Sensorkopf 33 wird über den gesamten Meßbereich verschoben und dabei das Interferenzsignal aufgezeichnet. Anschließend wird das Interferenzmaximum in Abhängigkeit vom Verschiebeweg bestimmt. Daraus läßt sich der Durchmesser der Bohrung bestimmen.The degree of modulation m depends on the light intensity and the degree of reflection. In the maximum of the interference signal ( FIG. 4), the optical path difference Δs is zero. With the measuring device 4 , the optical path difference Δs between the reference beam 27 and the measuring beam 28 is tuned by moving the beam splitter 18 in the direction of the measuring beam 28 and the interference contrast detected in this way ( FIG. 4) is evaluated. If the measuring point 8 deviates from the desired diameter, for example, the measuring beam 28 has a different length than the constantly long reference beam 27 . The sensor head 33 is shifted over the entire measuring range and the interference signal is recorded. The interference maximum is then determined as a function of the displacement path. The diameter of the hole can be determined from this.

Kleinere Formabweichungen lassen sich durch Verschieben des Re­ ferenzspiegels 14 und der Aufzeichnung des zugehörigen Verschie­ beweges erfassen. Auch hier wird das Interferenzsignal aufgezeich­ net und das Interferenzmaximum in Abhängigkeit vom Verschiebeweg ausgewertet.Smaller deviations in shape can be detected by moving the reference mirror 14 and recording the associated shifting movement. The interference signal is also recorded here and the interference maximum is evaluated as a function of the displacement path.

Fig. 3 zeigt die prinzipielle Wirkungsweise der Meßeinrichtung 4. Das von der Lichtquelle 10 ausgesandte Licht wird durch den teildurch­ lässigen Spiegel 18 in den reflektierten Strahl 27 und in den hin­ durchgehenden Strahl 28 aufgespalten. Der reflektierte Strahl 27 ge­ langt in der beschriebenen Weise zum Referenzspiegel 14, an dem er wieder zurück zum Tellerspiegel 18 reflektiert wird. Der hindurch­ gehende Strahl 28 trifft auf die Meßstelle 8, an der er wieder reflek­ tiert wird. Die beiden teilkohärenten Strahlen 27, 28 vereinigen sich wieder am Teilerspiegel 18 und interferieren dabei. Die beiden ver­ einten Strahlen gelangen dann zum Empfänger 13. Die Auswertung des Interferenzkontrastes ermöglicht eine Auflösung von weniger als 1 µm. Fig. 3 shows the principle of operation of the measuring device 4. The light emitted by the light source 10 is split by the partially transparent mirror 18 into the reflected beam 27 and into the continuous beam 28 . The reflected beam 27 reaches ge in the manner described to the reference mirror 14 , at which it is reflected back to the plate mirror 18 . The beam 28 passing through strikes the measuring point 8 , where it is reflected again. The two partially coherent beams 27 , 28 combine again at the divider mirror 18 and interfere in the process. The two ver rays then arrive at the receiver 13 . The evaluation of the interference contrast enables a resolution of less than 1 µm.

Beider beschriebenen Meßeinrichtung 4 liegen die Lichtquelle 10, der Empfänger 13 und der Referenzspiegel 14 nicht auf der opti­ schen Achse der Meßeinrichtung 4, sondern sind durch einen Late­ ralversatz getrennt. Durch diese Anordnung werden insbesondere Reflexionen zuverlässig vermieden.Both described measuring device 4 , the light source 10 , the receiver 13 and the reference mirror 14 are not on the optical axis of the measuring device 4 , but are separated by a late offset. This arrangement reliably prevents reflections in particular.

Bei einer weiteren (nicht dargestellten) Ausführungsform ist der Strahlteiler 18 schräg gestellt. In diesem Falle liegt lediglich der Referenzspiegel 14 neben der optischen Achse. Die Lichtquelle 10 und der Empfänger 13 können in diesem Falle in der optischen Achse der Meßeinrichtung angeordnet sein.In a further embodiment (not shown), the beam splitter 18 is inclined. In this case, only the reference mirror 14 lies next to the optical axis. In this case, the light source 10 and the receiver 13 can be arranged in the optical axis of the measuring device.

Claims (7)

1. Meßeinrichtung zur Erfassung von Dimensionen von Prüflingen, insbesondere von Hohlkörpern, vorzugsweise von Vertiefungen in Werkstücken, wobei die Meßeinrichtung in ein Werkzeug inte­ grierbar oder an Stelle eines Werkzeuges in einer Werkzeugauf­ nahme befestigbar ist und wenigstens eine Lichtquelle aufweist, deren Lichtstrahlen durch einen Strahlteiler in einen Referenz­ strahl und einen Meßstrahl aufgeteilt werden, von denen der ei­ nen Meßarm bildende Meßstrahl einer Meßstelle des Prüflinges und der einen Referenzarm bildende Referenzstrahl einem Refe­ renzspiegel zuführbar sind, wobei die an der Meßstelle und am Referenzspiegel reflektierten, zeitlich inkohärenten Strahlen am Strahlteiler wieder zusammengeführt und einem Empfänger zu­ führbar sind, nach Patent . . . . (Patentanmeldung 198 59 679.0), dadurch gekennzeichnet, daß der Referenzspiegel (14) und der Empfänger (13) in bezug auf die optische Achse der Meßein­ richtung (4) einen Lateralversatz aufweisen.1. Measuring device for detecting dimensions of test specimens, in particular of hollow bodies, preferably of recesses in workpieces, the measuring device being integrable in a tool or mountable in place of a tool in a tool holder and having at least one light source, the light rays of which are transmitted through a beam splitter be divided into a reference beam and a measuring beam, of which the measuring beam forming a measuring arm of a measuring point of the test specimen and the reference beam forming a reference arm can be fed to a reference mirror, the reflected at the measuring point and on the reference mirror, time-incoherent beams on the beam splitter again merged and a receiver can be guided, according to patent. , , , (Patent application 198 59 679.0), characterized in that the reference mirror ( 14 ) and the receiver ( 13 ) have a lateral offset with respect to the optical axis of the measuring device ( 4 ). 2. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (10) und der Refe­ renzspiegel (14) in bezug auf die optische Achse der Meßein­ richtung (4) einen Lateralversatz aufweisen.2. Measuring device according to claim 1, characterized in that the light source ( 10 ) and the reference mirror ( 14 ) with respect to the optical axis of the Meßein direction ( 4 ) have a lateral offset. 3. Meßeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlteiler (18) den Referenz­ strahl (27) direkt dem Referenzspiegel (14) zuführt. 3. Measuring device according to claim 1 or 2, characterized in that the beam splitter ( 18 ) supplies the reference beam ( 27 ) directly to the reference mirror ( 14 ). 4. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Referenzstrahles (27) im Bereich zwischen dem Strahlteiler (18) und dem Refe­ renzspiegel (14) winklig zur optischen Achse der Meßeinrichtung (4) verläuft.4. Measuring device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the axis of the reference beam ( 27 ) in the region between the beam splitter ( 18 ) and the reference mirror ( 14 ) extends at an angle to the optical axis of the measuring device ( 4 ). 5. Meßeinrichtung zur Erfassung von Dimensionen von Prüflingen, insbesondere von Hohlkörpern, vorzugsweise von Vertiefungen in Werkstücken, wobei die Meßeinrichtung in ein Werkzeug inte­ grierbar oder anstelle eines Werkzeuges in einer Werkzeugauf­ nahme befestigbar ist und wenigstens eine Lichtquelle aufweist, deren Lichtstrahlen durch einen Strahlteiler in einen Referenz­ strahl und einen Meßstrahl aufgeteilt werden, von denen der ei­ nen Meßarm bildende Meßstrahl einer Meßstelle des Prüflings und der einen Referenzarm bildende Referenzstrahl einem Refe­ renzspiegel zuführbar sind, der seitlich neben der optischen Ach­ se der Meßeinrichtung liegt, wobei die an der Meßstelle und am Referenzspiegel reflektierten, zeitlich inkohärenten Strahlen am Strahlteiler wieder zusammengeführt und einem Empfänger zu­ führbar sind, nach Patent . . . . . (Patentanmeldung 198 59 679.0), dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlteiler (18) geneigt zur optischen Achse der Meßeinrichtung (4) angeordnet ist.5. Measuring device for detecting dimensions of test specimens, in particular hollow bodies, preferably of depressions in workpieces, the measuring device being integrable in a tool or mountable instead of a tool in a tool holder and having at least one light source, the light rays of which are transmitted through a beam splitter a reference beam and a measuring beam can be divided, of which the measuring beam forming a measuring arm of a measuring point of the test specimen and the reference beam forming a reference arm can be fed to a reference mirror which lies to the side of the optical axis of the measuring device, the measuring point and At the beam splitter, time-incoherent rays reflected at the reference mirror are brought together again and can be guided to a receiver, according to a patent. , , , , (Patent application 198 59 679.0), characterized in that the beam splitter ( 18 ) is arranged inclined to the optical axis of the measuring device ( 4 ). 6. Meßeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (10) auf der opti­ schen Achse der Meßeinrichtung (4) liegt.6. Measuring device according to claim 5, characterized in that the light source ( 10 ) on the optical axis of the measuring device ( 4 ). 7. Meßeinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger (13) auf der opti­ schen Achse der Meßeinrichtung (4) liegt.7. Measuring device according to claim 5 or 6, characterized in that the receiver ( 13 ) on the optical axis of the measuring device ( 4 ).
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