ISO5436-2的表面形貌评定基准

为了评价仪器的软件和整体性能,根据ISO软件测量标准(SoftGauge)5436-2,应用过程仿真、以及实测电加工表面和实测珩磨表面得到的标准数据,研究了采用不同方法获得的表面形貌即粗糙度轮廓的评定基准,分别为高斯滤波基准、最小二乘中线基准和最小二乘曲线基准.给出了不同基准下ISO 4287定义的表面粗糙度轮廓典型参数的评定结果,包括Ra、Rq、Rp、Rv、Rsk、Rku等,分析了几种基准下各参数相对于标准结果的计算偏差.计算结果表明:对于仿真数据,3种方法的计算精度都比较好,仅仅参数Rsk在两个最小二乘基准下偏差较大,达50%左右;对于电加工表面数据,高斯基准下的各个参数偏差最小,其它两种基准下偏差稍大,而相对偏差较大的是Rsk和Rp,其中Rsk分别为3.55%和-7.45%,Rp分别为-3.45%和3.95%;对于含有跳跃点的珩磨表面,3种基准下的评定结果都有较大偏差,其中求均值运算的Ra、Rq的偏差稍小,其它较大,经过剔除处理后,Ra、Rq偏差仍然相对稍小,Rsk和Rp由较大偏差明显减小为稍小偏差,而Rku、Rp偏差没有明显改进,仍约为40%.总之,3种方法对奇异点较敏感,对无奇异点的粗糙度轮廓的常用参数评定结果基本一致.在评定一般精度、表面无明显周期波纹度成分和较大奇异特征时,对于常用表面功能评定参数,如Ra、Rq,选用原理简单、实现方便的最小二乘拟合基准即可满足要求.     

基于地貌学的零件表面三维形貌评定

Motif方法作为轮廓法的一种,用7个参数可以完成2维粗糙度和波纹度的评定.近年来,国际上加大了对零件三维形貌评定方法的研究,基于地貌学的理论和Motif方法,对零件三维表面结构要素进行了定义,采用变化树和图形分割等方法,用特殊的点和线表述零件表面山峰和谷地的特性,用谷地的概念描述3维Motif.为了避免过分割现象,需要将无意义的谷地合并为有意义的较大的谷地.峰顶密度、封闭的谷周面积、封闭的谷体体积等评定参数可用于零件三维表面形貌的评定.     

基于区域法的表面形貌参数评定

表面形貌的参数评定算法的准确性直接影响其评定结果.对ISO25178-2中规定的幅度参数、空间参数和混合参数进行了算法实现,并利用美国国家标准化研究院（NIST）提供的标准数据,与NIST的标准软件进行了比对实验,实验结果表明了所开发区域法参数评定算法的准确性.     

基于表面形貌参数评定的缸盖结合面密封性研究

通过用美国Coherix Shapix3700仪器测量得到的缸盖结合面的点云数据,进行相应的数字处理,在现有泄漏量计算公式的基础上,得到了表面形貌特征参数Avm与泄漏量Q之间的函数关系,同时引用轮廓偏斜度Ask对表面形貌进行了评定.根据表面形貌特征参数Ask0时Avm和Ask对泄露量的影响,推导出结合面更为全面的泄漏量计算公式,建立了更为直观的泄漏模型,并总结出了结合面的加工规律.结果表明:表面形貌与密封性能存在着密切的关系,采用评定表面形貌参数的方法能够有效地控制结合面的密封性能,对缸盖今后的实际加工制造具有重要的指导意义.     

表面形貌评定方法对比分析

表面形貌特征直接影响了零件的使用功能和技术性能,为了能合理地对表面形貌特征参数进行评估,分析了传统的最小二乘拟合法和经典的高斯滤波法对表面轮廓参数的评估,讨论了最小二乘拟合和高斯滤波法在评估中所存在的不足。根据表面形貌的综合成分,建立表面形貌的数学模型,首次运用B样条小波分析实现了表面形貌数学模型的小波构建。通过小波的分解与重构原理,分离出表面形貌评定基准线。通过工程实例对比分析,验证了B样条小波对表面形貌多尺度分析的合理性,其结果与实际值的误差最小。     

机械零件三维表面形貌测量与评定的研究

介绍了机械零件三维表面形貌的测量与评定,分析了激光干涉式位移传感器的光学原理和干涉条纹信号的细分方法.激光干涉式位移传感器的精度达到了5nm左右.另外,带计量系统的二维工作台也是整个测量系统的关键部分.因为采用了光栅尺作为二维工作台的计量系统,所以在表面形貌的测量过程中二维工作台在X和Y两个水平方向上都能获得精确的定位.     

表面形貌的Motif评定方法及其发展

Motif方法是一种新的表面形貌评定方法，通过设定不同的阈值，可以将波度和表面粗糙度分离开来，它强调大的轮廓峰和谷对功能的影响，在评定中选取了重要的轮廓特征，而忽略了不重要的特征，介绍了2维Motif的参数和合并条件，然后对3维Motif方法的定义，评定参数及算法等进行了综述，并提出了推广这一评定方法需要注意的问题。     

机械加工表面形貌评定的多尺度分析方法

机械加工表面形貌是加工工艺信息和零件功能信息的载体.分析表面形貌进而表征是实现现代制造系统闭环工作的一种潜在方法.本文介绍了机械加工表面形貌评定的多尺度分析方法的起源和发展.在简单地回顾多尺度分析理论后,应用离散二进小波变换对一个数值例子进行了分析.结果表明,多尺度分析方法适用于传统的表面计量评定.在随后的讨论中可以看到,在多尺度分析理论框架内建立新的评定标准也可克服传统方法的种种缺陷.     

基于分形的磨具表面形貌研究

本文阐述了用分形理论衡量和分析比较磨具表面质量的方法，通过对磨具表面的测试和分形研究，说明了分形方法能全面表征磨具的表面形貌，其分形参数可以作为衡量磨具表面质量的一个重要指标。     

基于形貌参数表征系统的表面粗糙度评定实验平台开发

随着对机械零部件表面质量要求的不断提高,需要更准确有效地表征表面形貌参数。本文采用VC++软件,研制了一套适用于表面形貌粗糙度参数表征及研究的系统,可以用于互换性与测量技术基础等课程中表面粗糙度监测与评定实验,也可以用于表面形貌参数表征及其表面性能等方面的研究。本系统主要包括了表面形貌轮廓曲线的绘制、各种表面粗糙度参数的计算和比较等。     

基于纹理脊线特征融合的木材表面裂缝检测

裂缝是木材表面一种严重缺陷,对木材的加工和使用影响极大,然而,由于裂缝与木材表面的矿物线具有诸多相似之处,因此如何准确地将裂缝纹理识别出来是一个亟待解决的问题。提出了一种基于纹理脊线特征融合的检测方法,首先建立纹理脊线灰度和形态特征提取基本模型;然后分割出木材表面全部纹理区域,并根据模糊规则提取出条状纹理,包括裂缝和矿物线;最后根据建立的模型提取条状纹理的两种脊线特征,并进行特征信息融合得到复合判别因子,最终通过融合结果与预设阈值的数值关系识别裂缝纹理。在自建图库上进行了测试,结果显示所用方法对裂缝缺陷识别的等误率仅为4.64%,相对于其他经典特征提取和纹理识别方法其等误率最少降低了10.06%,表明了本方法的高效性,具有实际应用价值。     

ISO 25178 standard for three-dimensional parametric assessment of surface texture

Analysis of the surface texture in accordance with the ISO 25178 standard is described. Potential applications of the ISO 25178 parameters to machining are considered.     

基于均值平移的动态测量重复性的评定方法研究

对动态测量重复性的常规评定方法进行了深入分析,指出了其局限;提出了评定动态测量重复性的新方法———均值平移法。理论分析对比与实际测量数据的计算都表明,均值平移法客观地从整体上反映了动态测量重复性。同时,对动态测量重复性与动态测量中指标量的测量重复性进行了辨析。所述方法在精密仪器验收、各种检测规程的制订和动态测量误差的处理中都有实用价值,也适用于动态测量的再现性评定。     

自由曲面的透视纹理映射研究

从纹理映射的基本方法出发,分析传统多边形纹理映射存在的不足,提出了自由曲面的透视变换纹理映射.首先介绍透视变换和透视纹理映射原理,并简要分析其在自由曲面纹理映射中的应用.由于多边形纹理映射的精度问题及自由曲面表达的多样性,因此在自由曲面纹理映射中,选择双三次 Bezier面片逼近自由曲面.然后详细介绍了透视纹理映射的算法步骤:先得到纹理空间参数与对象空间坐标之间的对应关系,通过计算对象空间坐标与屏幕空间之间关系,确定纹理空间与屏幕空间的对应关系.最后提出了纹理走样的处理方法.该方法不仅可以应用于自由曲面纹理映射,还可有效地应用到多面体、自由形体表面的纹理映射.     

基于纹理的视觉伺服研究

不同于传统的基于点、线等几何特征和图矩等统计特征的图像伺服,本文提出了基于纹理的视觉伺服的方法.实验证明目标纹理特征变化能够提供机器人运动信息.本研究不仅是对视觉伺服理论、纹理研究的丰富与补充,具有重要的理论意义,在某些几何特征缺乏,仅有纹理特征场景中,也有实际应用价值.本文以摄像机两个自由度运动引起的图像纹理特征变化实验为例说明了该方法的可行性和实用性.     

Automated classification of articular cartilage surfaces based on surface texture

In this study the automated classification system previously developed by the authors was used to classify articular cartilage surfaces with different degrees of wear. This automated system classifies surfaces based on their texture. Plug samples of sheep cartilage (pins) were run on stainless steel discs under various conditions using a pin-on-disc tribometer. Testing conditions were specifically designed to produce different severities of cartilage damage due to wear. Environmental scanning electron microscope (SEM) (ESEM) images of cartilage surfaces, that formed a database for pattern recognition analysis, were acquired. The ESEM images of cartilage were divided into five groups (classes), each class representing different wear conditions or wear severity. Each class was first examined and assessed visually. Next, the automated classification system (pattern recognition) was applied to all classes. The results of the automated surface texture classification were compared to those based on visual assessment of surface morphology. It was shown that the texture-based automated classification system was an efficient and accurate method of distinguishing between various cartilage surfaces generated under different wear conditions. It appears that the texture-based classification method has potential to become a useful tool in medical diagnostics.     

基于散斑纹理变差函数的平磨表面粗糙度测量技术

粗糙表面调制激光散射从而形成散斑。从计算机纹理分析的角度出发,对平面磨削加工金属表面激光散斑图像纹理特征与表面粗糙度之间的关系进行了研究。在研究中采用激光照射平磨表面,用CCD获取散斑纹理图,再对散斑图变化窗口进行变差函数的纹理分析和归一化统计分析,分别提取散斑纹理中的平均值、方差、能量和熵4个特征,表征磨削表面粗糙度。研究和实验结果表明,对于不同大小的窗口,上述4种纹理特征与磨削表面粗糙度Ra之间均存在良好稳定的单调关系。     

基于纹理图像和用户动作信息的纹理触觉再现方法研究

近年来,对虚拟表面纹理进行工具介导的振动触觉再现已经成为触觉领域的一个研究热点。 针对已有的纹理触觉渲染 方法还存在适用范围窄、泛化能力弱、交互真实感低等问题,以改进后的 MelGAN 为基本网络,构建了一种新的纹理触觉渲染模 型。 该模型以纹理图像和用户的实时动作信息为输入,在能够高保真地生成振动触觉信号的同时,对常见纹理图像拥有更好的 泛化能力。 此外,设计了一款具有动作信息实时采集和振动触觉表达功能的笔式装置。 在采集了数据库之外的真实纹理表面 的振动触觉信号后,比较了提出的模型与已有方法在信号生成方面的性能差异。 结果表明,模型实现了最低的均方根误差 (0. 173),验证了其对未建模纹理进行触觉渲染的能力。 最后,使用笔式装置进行了两项用户实验。 平均 6. 01 的主观相似度评 分说明,即使是数据库之外的新纹理,模型也能为用户提供较高的纹理交互真实感。     

B样条滤波器建立表面轮廓中线的方法

根据离散B样条函数的Z域表达式，B样条空间中对信号的拟合和分解可以表示成FIR滤波器和IIR滤波器的滤波过程，再结合变分原则，构建了表面粗糙度测量中用于确定中线的B样条滤波器。将零相移滤波技术应用到B样条滤波器的实现中，得到了相应的差分方程。对一实际工件表面轮廓进行了实验，验证了该方法的可行性，该滤波器同样具有零相移的特性，与其它方法相比，其具有计算效率高的优点。