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tm - Technisches Messen

Plattform für Methoden, Systeme und Anwendungen der Messtechnik

[TM - Technical Measurement: A Platform for Methods, Systems, and Applications of Measurement Technology
]

Editor-in-Chief: Puente León, Fernando / Zagar, Bernhard


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ISSN
2196-7113
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Volume 83, Issue 9

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Optimierter Laserspeckle-basierter Rauheitsmessprozess für bewegte, spiegelnde Oberflächen

Optimized roughness measuring process based on laser speckles for moving specular surfaces

Stefan Patzelt
  • Corresponding author
  • Universität Bremen, Fachbereich Produktionstechnik, BIMAQ, Linzer Str. 13, D-28359 Bremen Germany
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/ Christian Stehno / Andreas Tausendfreund / Gerald Ströbel
Published Online: 2016-09-13 | DOI: https://doi.org/10.1515/teme-2015-0121

Zusammenfassung

Der vorliegende Beitrag beschreibt die geplante Entwicklung eines parametrisch-optischen Laser-Messsystems für die Charakterisierung von spiegelnden Oberflächen in laufenden Fertigungsprozessen. Das Messverfahren beruht auf bekannten Ansätzen der Oberflächen-Charakterisierung mit kohärentem Licht und der Auswertung resultierender Streulichtspeckle-Intensitätsverteilungen mittels Korrelationsverfahren. Die Industrietauglichkeit erfordert eine deutliche höhere Messrate im Vergleich zu existierenden Speckle-Messsystemen. Dies soll durch Messprozess-Modifikationen, den Einsatz leistungsfähiger Hardware für die Bilderfassung und Auswertung sowie dadurch erforderliche Anpassungen der Algorithmen erreicht werden.

Abstract

This article describes the upcoming development of a parametric-optical laser measurement system for characterization of surfaces inline some production process. The measurement system is based on previously known approaches for characterization of specular surfaces using coherent light and auto-correlation on the resulting speckle intensity distribution. In order to apply these methods inline, a significantly increased measurement rate has to be reached, compared to existing solutions. This shall be achieved by modifications of the measurement process, use of hardware acceleration for image capturing and processing, and optimization of the processing algorithms.

Schlagwörter: Oberflächen; Rauheit; Messtechnik; Laser; Streulicht; Speckle; Hardware-Beschleunigung; FPGA

Keywords: Surface; roughness; metrology; laser; scattered light; speckle; hardware acceleration; FPGA

About the article

Stefan Patzelt

Stefan Patzelt studierte Physik an der Carl von Ossietzky Universität Oldenburg und promovierte am Fachbereich Produktionstechnik der Universität Bremen. Er ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Bremer Institut für Messtechnik, Automatisierung und Qualitätswissenschaft (BIMAQ), Abteilung Optik und In-Prozess-Messtechnik. Sein Forschungsinteresse im Bereich der geometrischen Messtechnik gilt innovativen optischen Messverfahren für den fertigungsnahen Einsatz.

Universität Bremen, Fachbereich Produktionstechnik, BIMAQ, Linzer Str. 13, D-28359 Bremen

Christian Stehno

Christian Stehno hat Informatik an der Universität Oldenburg studiert und dort 2000 das Diplom bekommen. Im Anschluss hat er in unterschiedlichen Bereichen der Informatik gearbeitet. Zu Beginn als Wissenschaftlicher Mitarbeiter der Universität Oldenburg in der Theoretischen Informatik, Lehrstuhl für Parallele Systeme. Anschließend wechselte er ans OFFIS Institut für Informationstechnologie und beschäftigte sich mit Entwurfsmethodik für Eingebettete Systeme. 2010 gründete er mit zwei Kollegen vom Institut die Firma CoSynth, die Eingebettete Systeme und intelligente Kameras für die Industrieautomation entwickelt. Dort ist er primär für die Bildverarbeitung und die Hardwarenahe Softwareentwicklung zuständig.

CoSynth GmbH & Co. KG, Marie-Curie-Str. 1, D-26129 Oldenburg

Andreas Tausendfreund

Andreas Tausendfreund ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Bremer Institut für Messtechnik, Automatisierung und Qualitätswissenschaft (BIMAQ), Abteilung Optik und In-Prozess-Messtechnik. Sein Hauptarbeitsgebiet ist Untersuchung und Beschreibung der Lichtstreuung an Nanostrukturen auf Basis Maxwell-Gleichungen.

Universität Bremen, Fachbereich Produktionstechnik, BIMAQ, Linzer Str. 13, D-28359 Bremen

Gerald Ströbel

Gerald Ströbel ist stellvertretender Leiter des Bremer Instituts für Messtechnik, Automatisierung und Qualitätswissenschaft (BIMAQ). Neben der Automatisierungstechnik gilt sein Forschungsinteresse der optischen In-Prozess-Messtechnik. Er leitet die Forschungsarbeiten des BIMAQ innerhalb des Verbundprojekts ,,Optische Oberflächen-Charakterisierung im Fertigungsprozess mittels leistungsfähiger Hardware (OptOCHar)“ (BMBF, Förderkennzeichen 13N13535).

Universität Bremen, Fachbereich Produktionstechnik, BIMAQ, Linzer Str. 13, D-28359 Bremen


Revised: 2016-03-18

Accepted: 2016-04-04

Received: 2015-12-04

Published Online: 2016-09-13

Published in Print: 2016-09-28


Citation Information: tm - Technisches Messen, Volume 83, Issue 9, Pages 484–493, ISSN (Online) 2196-7113, ISSN (Print) 0171-8096, DOI: https://doi.org/10.1515/teme-2015-0121.

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