光学法检测超精加工面表面粗糙度的新进展

本文针对超精加工面的测量特点,介绍近年来光学法检测表面粗糙度的进展。     

光学法检测超精加工面表面粗糙度的新进展

本文针对超精加工面的测量特点,介绍近年来光学法检测表面粗糙度的进展。     

内表面粗糙度测量仪

介绍了一种基于光散射原理的便携式内表面粗糙度测量仪。它利用半导体激光器为光源,用光电二极管阵列接收经粗糙表面调制的散射光带,通过测量该散射光的光学特征值,得出粗糙度参数。仪器的测量范围R8为0.005~1．6μm,测量相对误差δ＜5%,重复测量不稳定性小于±2%。可以对多种机械加工零件的内外表面进行非接触在线检测。     

内表面粗糙度在线测量仪

为满足军工产品的在线测量需要 ,开发了一种基于光散射原理的便携式内表面粗糙度在线测量仪。它利用半导体激光器为光源 ,光电二极管阵列接收与表面粗糙度具有对应关系的散射光带。由于采用了远心光路的设计和对光源进行了电光调制成功地提高了仪器的测量精度和抗干扰性能。仪器的测量范围Ra:0 .0 0 5～ 1.6 μm ,测量相对误差δ<5 % ,测量重复性优于± 2 % ,适合对多种机加工形成的零件的内、外表面进行非接触在线检测     

基于光学法表面粗糙度的测量研究进展

表面粗糙度是机械加工中描述表面微观形貌最常用的参数,随着现代工业对表面粗糙度精度的要求越来越高,提出了许多新的测量方法特别是光学法.介绍了测表面粗糙度的光学方法:聚焦法、干涉法、散射法和散斑法,分析了它们各自的原理和优缺点及研究概况,在此基础上提出了一种新的光学测量方法--计算机纹理分析方法.     

表面粗糙度的激光及相关在线测量方法

随着机械加工自动化程度的提高 ,对表面粗糙度在线测量提出了越来越高的要求。目前 ,为了提高生产效率和实现生产的自动化 ,生产过程中实时检测愈加受到重视。传统的触针测量法 ,由于测量速度和测量条件的原因 ,不适于在线检测。光学测量方法近年发展很快 ,它是一种非接触测量法。根据测量原理可以归纳为干涉测量法、聚焦测量法、散射测量法、散斑测量法四种。本文重点介绍了这些技术进行表面粗糙度在线测量的原理和目前的研究结果。并对这些方法发展前景进行了分析和预测     

表面粗糙度的激光非接触检测方法

表面粗糙度的测量一直面临着提高测量精度、抗干扰能力和测量速度的挑战,针对这 一问题,本文重点介绍了几种比较完善的激光非接触测量方法的原理和优缺点,并分析了表面粗糙度测量技术的发展趋势。     

表面粗糙度光切显微镜测量系统的研制

以光切法测量原理为基础,采用CCD摄像头和传统光切显微镜,使用VC开发工具和图像处理技术开发了一套材料表面粗糙度测量系统。根据光切显微镜下材料表面粗糙度图像有明显方向性的特征,使用旋滤波方法对图像进行预处理,并与传统的几种滤波方法进行了比较,同时讨论了滤波窗口的大小和切线方向采用的滤波方法对粗糙度测量结果的影响。该测量系统能够测量新国标中的全部参数,并能进行在线测量。介绍了系统的标定方法,对影响测量精度的主要误差因素进行了分析,并对算术平均偏差Ra为3.2μm的标准粗糙度比较样块进行了测量,测得的结果是:Ra约等于2.93μm,相对误差约为-8.5%,低于该系统的示值允许误差。     

基于声光调制的激光粗糙度测量技术研究

随着机械工件表面加工技术的日益提高,对高质量工件表面粗糙度进行实时、准确测量的需求越来越大。为了满足这一需求,该文提出了一种高精度,实时在线,非接触式测量的方法,建立了基于激光多普勒效应测量表面粗糙的数学模型。该模型中利用激光多普勒原理实现对纳米级微小位移的测量;采用声光调制的方法降低了系统噪声,提高了测量分辨力;通过光外差法的光路减小了外界干扰对测量精度的影响;信号处理过程中采用了高精度频率电压(f/V)转换电路和快速傅里叶变换(FFT)算法有效提高了系统的精度。实验结果表明,该系统用于工件表面粗糙度测量可行,且精度可达1‰。这表明该系统不仅可用来测量表面粗糙度,还可用来校准其他设备。     

基于激光散射原理的表面粗糙度测量方法研究

文章基于Beckmann散射模型,提出一种表面粗糙度的在线测量方法。以半导体激光器为光源构成远心光路,通过线阵CCD记录粗糙物体表面的散射光场。计算机分析处理得到表面粗糙度特征值Sn,在较大的范围内表面粗糙度Ra和Sn有很好的对应关系。该测量方法结构简单、精度高、速度快,可以对不同加工方法的工件表面粗糙度实现非接触实时检测,在工件的在线检测方面有很好的发展前景。     

三色激光散斑自相关法测量表面粗糙度的分析

为研究表面弯曲对利用多色散斑测量表面粗糙度的影响,引入表面曲率半径,通过模拟粗糙表面以及其形成的多色散斑场,讨论了不同曲率半径的粗糙曲面对模拟散斑场和散斑延长率的影响.结果表明,引入粗糙表面的曲率半径,对三色激光散斑自相关测量法是可行的.粗糙表面曲率半径越大,其模拟的散斑场和计算的散斑延长率与平直的粗糙表面越接近.曲率...     

利用激光二维散射特征的表面粗糙度测量方法

从分析激光散射表面粗糙度测量技术和激光在粗糙表面的二维散射特征出发,引入表征二维散射光能量分布的三个特征量,提出一种表面粗糙度测量方法,不仅可以测量表面粗糙度的统计参数,而且可以反映出表面纹理的形貌特征.     

基于机器视觉的平磨表面粗糙度检测

为了对平磨表面粗糙度进行快速在线检测, 基于机器视觉原理提出了一种平磨表面粗糙度检测方法, 研究了平磨表面粗糙度评定参数。该方法利用CCD提取粗糙度Ra在0.1～1.6 μm之间的平磨表面图像, 运用中值滤波、图像边缘增强和图像二值化等对图像进行预处理, 然后通过特征参数提取平磨表面粗糙度信息。试验结果表明, 在入射光强为0.7×104～1.3×104 lux、入射角为30°～50°时, 均方根(RMS)差随Ra的减小而不断减小。当光源入射角在30°, Ra>0.3 μm的情况下, 陡峭度与Ra具有良好的相关性; 当光源入射角在50°, Ra>0.4 μm的情况下, 陡峭度与Ra具有良好的相关性。     

用图像处理技术实现磨削三维表面粗糙度测量

三维（3D）测量方法较二维（2D）测量能更全面地反映零件真实形貌的几何形状信息, 其参数统计特性好, 具有稳键性。提出了基于数字图像处理技术的测量零件表面粗糙度的三维测量方法, 并构建了表面粗糙度三维测量系统。对从数码相机所采集的图像进行了中值滤波、灰度平衡、直方图变换增强等处理, 并计算了平磨加工的五种不同粗糙度等级试验样块的三维参量, 对其均值m, 方差σ, 表面均方根偏差Sq, 陡峭度Sku和轮廓算术平均偏差Ra相关性进行了讨论。试验表明, 平磨加工样块的三维参数m, σ, Sq随Ra值的增大而增大, 而参数Sku与Ra无明显相关性。     

激光投影显示屏表面粗糙度的测量

显示屏是激光投影显示系统的一部分,其表面粗糙度直接影响着基于角度多样性的激光散斑抑制效果。在角度多样性散斑抑制原理的基础上,建立了被测显示屏表面粗糙度与散斑图样之间的相关性之间的联系。对显示屏表面粗糙度对照射角度和角度变化的敏感程度权衡,实验中将入射角和角度变化量分别固定在1°和0.0038°。为避免外界微扰和测试屏表面不平度对测试结果的影响,通过对被测显示屏5cm×5cm测试区域中选择9个子区域的测试结果进行平均,有效提高了测试精度。运用提出的方法确定4种材质显示屏的表面粗糙度分别为235.80,209.57,132.24和137.60μm,为设计有效降低激光散斑的投影显示屏提供了参考。     

零件表面粗糙度的激光在线测量

文中主要介绍了一种零件表面粗糙度的激光在线测量方法,该测量方法具有测量速度快、仪器结构简单、不会划伤被测件且能够显示被测件表面的具体形貌等优点.在测量中,我们引入激光三角测量系统,用无衍射激光光束作光源,用高精度的CCD摄像机作位移传感器,通过计算机数据处理得到表面粗糙度值,使表面粗糙度在线检测成为可能.