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Filterung: Bandpassfilter

Der Bandpassfilter wird verwendet, wenn Welligkeiten analysiert werden müssen. Er kann hohe Frequenzen (= die Oberflächenrauheit) wie auch tiefe Frequenzen (= die Form) ausfiltern. Übrig bleibt die Welligkeit innerhalb des definierten Frequenzspektrums.

Das folgende Bild zeigt die Oberfläche eines Werkstücks. Es handelt sich um die Abweichungen zur Sollgeometrie. Die Abweichungen sind stark vergrößert dargestellt.

Bandpass: Eingangsdaten
Bandpass: Eingangsdaten

Wenn ich die Welligkeit der Oberfläche ermitteln möchte, ist es sinnvoll, zuerst tieffrequente (= Form) und hochfrequente Anteile (Rauheit) herauszufiltern. Diese Anteile würden bei der o.g. Messaufgabe stören und das Ergebnis verfälschen.

Ich setze den Bandpassfilter für diese Filteraufgabe ein. Der Bandpassfilter ist eine Kombination aus Hochpass– und Tiefpassfilter. Deshalb muss ich zwei Grenzwellenlängen definieren, um das Frequenzband, das beibehalten werden soll, zu definieren.

Bandpass: herausgefilterter tieffrequenter Anteil
Bandpass: herausgefilterter tieffrequenter Anteil (= Form)
Bandpass: herausgefilterter hochfrequenter Anteil
Bandpass: herausgefilterter hochfrequenter Anteil (= Rauheit)

Das Filterergebnis ist das Frequenzband zwischen den beiden Grenzwellenlängen (s.u.). Damit kann ich die Welligkeit berechnen.

Bandpassfilterergebnis: Welligkeit
Bandpassfilterergebnis: Welligkeit

Anmerkung

Die Grenze zwischen Form und Welligkeit ist fließend. So wie die Welligkeit eine Formabweichung darstellt, so ist die Form eine Welligkeit mit entsprechend großer Wellenlänge. Im Einzelfall legt der Konstrukteur die Grenze durch die vorgegebenen Grenzwellenlängen fest. Weil er eine bestimmte Welligkeit zulassen oder vermeiden will.

Von Klaus Stein

Ich bin seit 20 Jahren in der Softwareentwicklung und in der Koordinatenmesstechnik tätig.
Da ich mich speziell um die Software für die Verzahnungsmesstechnik kümmere, ist das ebenfalls ein Themenschwerpunkt.