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

In this paper a novel concept of an five axes nano coordinate measuring machine for the measurement on strongly curved aspheric and freeform optics is shown. Thereby the sample is moved translational in a measuring volume of 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} and the sensor can be tilted up to an angle of 60° and it can be rotated up 360° around the z-axis. By strictly following the abbe comparator principle, the motion error that occurs during the sensor rotation is measured by an in-situ reference measuring system. It consists of three Fabry-Pérot-Interferometers whose measuring directions span a cartesian coordinate system with the origin in the sensors probing point. Those interferometers measure the distance to concentric arranged reference hemisphere. The measurement uncertainty is derived according to the Guide to the expression of uncertainty in measurement. A conservative estimation shows a maximum uncertainty of the probing point of 72 nm ( k = 1 k=1). [ABSTRACT FROM AUTHOR]

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). [ABSTRACT FROM AUTHOR]