Messung von radialem Rundlauf und Taumeln

Diese Application Note stellt die Rolle des PICOSCALE Interferometers bei der Messung von radialem Rundlauf und Taumeln rotierender Objekte wie Spindeln oder Synchrotron-Probenhaltern vor. Diese Messungen sind entscheidend für Anwendungen, die eine präzise rotatorische Ausrichtung erfordern, insbesondere in der Hochpräzisionstechnik und in der synchrotronbasierten Tomographie, bei der die Probenpositionierung exakt sein muss, um die Datengenauigkeit sicherzustellen.

Problem: In Präzisionsanwendungen wie Synchrotron-Endstationen beeinträchtigen radialer Rundlauf und Taumeln in rotierenden Systemen die Mess- und Bildgebungsqualität und können potenziell Fehler in die Kristalltomographie oder andere hochauflösende Verfahren einbringen. Die Minimierung dieser rotatorischen Ungenauigkeiten ist entscheidend, um hochwertige Ergebnisse bei Aufgaben wie der Probenpositionierung und Materialuntersuchung sicherzustellen.

Lösung: Das PICOSCALE Interferometer, ausgestattet mit spezialisierten Sensorköpfen, wurde eingesetzt, um sowohl radialen Rundlauf als auch Taumeln an einem zylindrischen Messobjekt zu messen. Durch den Einsatz linienfokussierter Sensorköpfe erfasst der Aufbau präzise radiale Verschiebungen und Winkelabweichungen und ermöglicht so die Echtzeitmessung und Korrektur von Taumeln und Rundlauf in rotierenden Systemen. Dieser Ansatz nutzt die Sub-Nanometer-Genauigkeit und Anpassungsfähigkeit des PICOSCALE an unterschiedliche zylindrische Oberflächen.

Implementierung: Ein Testaufbau umfasste einen polierten Stahlzylinder, der auf einem SmarAct XY-Positionierer und einem Rotationstisch montiert war. Der XY-Positionierer ermöglichte kontrollierte exzentrische Anpassungen, um große Rundläufe zu simulieren oder zu korrigieren. Zwei linienfokussierte Sensorköpfe wurden orthogonal positioniert, um die Exzentrizität zu erfassen, während ein dritter Sensor das Taumeln verfolgte. Durch inkrementelle Rotation und die Aufzeichnung der Verschiebung für jeden Winkel berechnete das System den Rundlauf und nahm die erforderlichen Anpassungen vor, um die rotatorische Präzision der Probe aufrechtzuerhalten.

Ergebnisse: Das PICOSCALE Interferometer verfolgte erfolgreich Rundläufe von bis zu 1 mm und detektierte Taumeln innerhalb von ±1,5 µm, wodurch seine Fähigkeit für Hochpräzisionsanwendungen wirkungsvoll demonstriert wurde. Das System erfasste große Verschiebungen präzise und behielt die Stabilität über verschiedene Zylinderdurchmesser hinweg bei, wodurch seine Vielseitigkeit in unterschiedlichen zylindrischen Konfigurationen bestätigt wurde. Dieses Verfahren eignet sich zur Sicherstellung von Präzision bei Aufgaben, die eine strenge Kontrolle der rotatorischen Bewegung erfordern, und unterstreicht den Nutzen des PICOSCALE in der Hochpräzisionstechnik und in Synchrotron-Anwendungen.