Definition

Die Oberflächenmesstechnik dient zur Kontrolle von Feingestaltabweichungen, die als Welligkeit und Rauheit eines Werkstücks definiert sind. Die Welligkeit bezeichnet Feingestaltabweichungen mit einem Verhältnis von Wellenlänge zu Wellentiefe von 1000:1 bis 100:1, die Rauheit Abweichungen von 100:1 bis 5:1. Die Messung von Welligkeit und Rauheit erfolgt üblicherweise im sogenannten Tastschnittverfahren mit einem berührenden Tastsystem, das in Verbindung mit einer linearen Vorschubbewegung mit hoher Präzision ein zweidimensionales Höhenprofil erfasst. Dafür wird von einem automatischen Vorschub entweder der Messtaster entlang des Messobjekts oder das Messobjekt entlang des Messtasters verfahren. Die Konturmesstechnik dient zur Ermittlung von Grobgestaltabweichungen, benutzt jedoch ähnliche Messverfahren. 
Die Topographiemessung einer Werkstückoberfläche erfolgt durch Abscannen der gesamten Oberfläche mit vielen nebeneinanderliegenden Tastschnitten, deren Höhenprofile ein Oberflächenprofil ergeben. 
Berührende Taster eignen sich nur zur Vermessung von ausreichend harten Oberflächen, andernfalls muss berührungslose optische Messtechnik eingesetzt werden. 
Die Rauheitsmessung kann auch durch manuell geführte Handgeräte erfolgen. Ein Messplatz zur Rauheits- oder Welligkeitsmessung umfasst stets einen Messtisch mit Werkstückhalterung, Verfahrachsen, anwendungsspezifisch ausgewählte Messtaster sowie eine Steuer-, Bedien- und Auswerteeinheit mit Visualisierung. Weiterhin gibt es kombinierte Messplätze, die sich z. B. zur Rauheits- und Konturmessung eignen.

Funktionsprinzip

Als Messtaster dienen anwendungsspezifisch ausgewählte Taster, deren Messspitze als Schutz vor Verschleiß z. B. aus Diamant oder aus Hartmetall bestehen kann. Der Taster wird durch einer Geradführung als Bezugsfläche mit einem Vorschub über die Messstrecke verfahren und mit definierter Kraft gegen den Prüfling gedrückt. Wahlweise kann die Tastspitze auch von Kufentastsystemen geführt werden, die die Werkstückoberfläche als Referenz verwenden. Hierbei stehen Ein- oder Zweikufentastsysteme zur Auswahl, die direkt auf dem Werkstück aufliegen. 
Das Höhenprofil der Oberfläche wird entweder über die seitliche Auslenkbewegung oder die Längenänderung des Tasters erfasst, wodurch sich Höhenabweichungen bis in den Nanometerbereich ermitteln lassen. Aus dem Weg des Tasters und der bekannten Vorschubbewegung wird von der Auswertung zunächst ein zweidimensionales Höhenprofil als Primärprofil errechnet. 
Dieses Profil wird in mehreren Stufen gefiltert, indem zunächst die zugrundeliegende Nennform des Werkstücks wie z. B. eine Gerade oder ein Kreisbogen als Mittellinie in das Profil eingepasst wird. Durch die Filterung der langwelligen Anteile des Profils kann nun die Gestaltabweichungen zweiter Ordnung, die Welligkeit des Bauteils, errechnet werden. 
Zur Ermittlung der Rauheit werden die langwelligen Anteile durch Filterung eliminiert. Mit Hilfe des verbliebenen Rauheitsprofils lässt sich die Werkstückoberfläche charakterisieren. Hierfür werden Senkrechtkenngröße mit Extrem- und Mittelwerten oder Waagrechtkenngrößen wie z. B. die mittlere Rillenbreite ermittelt.

Einsatzbereich

Die Geräte zur Oberflächenmesstechnik werden zur automatisierten Ermittlung der Welligkeit und Rauheit von Werkstücken mit harten Oberflächen eingesetzt. Handmessgeräte zur Rauheitsmessung lassen sich z. B. im Werkstattbereich oder für sehr große Werkstücke einsetzen. Die Messplätze dienen zur statistischen Prozesskontrolle. Automatische Messgeräte dienen zur End-of-Line-Prüfung von funktionskritischen Oberflächen. 
CNC-gesteuerte Messmaschinen mit frei programmieren Verfahr- oder Drehachsen sind für eine Vielzahl von Prüflingen einsetzbar. Typische Prüflinge sind spanabhebend z. B. durch Drehen, Bohren oder Fräsen bearbeitete Werkstücke, deren Oberflächen, Bohrungen oder Gewinde auf Welligkeit und Rauheit geprüft werden müssen. Ein weiterer Einsatzbereich ist die Messung der Rauheit von spanlos bearbeiteten Werkstücken, was auch mit mobilen Geräten getestet werden kann.