用于生产过程控制的表面粗糙度在线测量

用于生产过程控制的表面粗糙度在线测量Ｈ．Ｂｏｄｓｃｈｗｉｎｎａ等１．前言现代工业的发展方向是不断提高产品质量并降低生产成本，为实现这一目标，迫切需要进行贴近生产过程的表面粗糙度的自动测量，这不仅是因为表面的微几何学特性是评价表面函数相关特性的最常用判...     

基于二元衍射的光谱共焦显微位移测量

为实现高精度、高轴向分辨率的光谱共焦显微位移测量,提出一种将二元衍射透镜引入测量系统的方法。该方法中二元衍射透镜相比于传统折射透镜色散线性度更好,且在消色差的同时减小单色像差特别是对测量影响较大的轴上球差的影响。在数据处理上采用中值滤波减小随机噪声对谱峰定位造成的影响,质心法和多项式拟合的方法分别减小峰值波长提取和标定曲线拟合的误差。实验选用白光光源,采用50×物镜和100×物镜分别和二元衍射透镜组合搭建系统,通过PI纳米位移台对系统进行标定和测量。实验结果表明,100×物镜系统测量精度更高,测得该系统在432～807 nm的波长范围内,测量范围为40μm,系统的平均测量精度可达0.046 2μm,轴向分辨率优于0.2μm,符合微小间距测量的要求。     

表面粗糙度的光学测量方法

表面粗糙度的光学测量方法，具有非接触、精度高和响应快等优点，致使研究十分引人注目，发展极快。本文简单介绍了几种典型的光学测量原理和方法及一些商品化的仪器。     

光谱共焦技术在精密几何量计量测试中的应用

光谱共焦测量技术由于其具有测量精度高、测量速度快、可以实现非接触测量的独特优势而被广泛应用于工业级测量。介绍了光谱共焦技术的原理,列举了国内外光谱共焦传感器在精密几何量计量测试中的一些典型应用,展望光谱共焦传感器的应用发展前景。     

表面粗糙度几种测量方法和注意事项

微观几何形状误差即微小的波谷的高低程度和间距状况称为表面粗糙度。主要由加工过程中刀具和零件表面间的摩擦、切屑分离时表面金属层的塑性变形以及工艺系统的高频振动等原因形成的。表面粗糙度有多种测量方法,下面简述几种常用的测量方法。     

高斯滤波在花岗石表面粗糙度研究中的应用

阐述了花岗石表面轮廓的特点,提出先对原始轮廓曲线进行高斯滤波,然后再进行粗糙度计算的方法;并对用高斯滤波和最小二乘中线两种方法计算的粗糙度进行了比较,认为高斯滤波方法更适合花岗石表面轮廓的粗糙度研究.其计算方法较为可靠和简捷.     

一种基于双面白光共焦光谱的ICF靶零件平行度测量方法

为了精密测量ICF靶零件的平行度,本文提出了一种基于双面白光共焦光谱的样品平行度测量方法。该方法利用双向对顶安装的白光共焦传感器组件、精密位移平台对样品上下表面轮廓进行测量,使用最小二成拟合方法计算上下表面相对于水平平面的角度偏差,然后,计算出样品的平行度。测量不确定度评估结果表明,当K=2时,该方法的测量不确定度可达0. 0016°。     

表面粗糙度测量中的高斯滤波快速算法

应用高斯函数的逼近法和冲激响应不变法,设计出用于表面粗糙度测量的高斯数字滤波器,并给出了其零相移的递归滤波算法,算法简洁,易于实现。递归计算方法的计算量小,计算效率高。适当增加滤波器节数,在不增加很多计算量的情况下,可以达到很高的精度。文中给出的滤波器例子,传输偏差大约为2％和1％,处理一次表面测量轮廓数据,在当今最普通的计算机上,滤波时间小于1s。     

三维表面粗糙度的研究

本文介绍了三维表面粗糙度的特征参数，阐述了当今表面粗糙度的一些新的检测方法，同时编制出三维表面粗糙度特征参数的数据处理软件，为三维表面测量技术走向实用阶段奠定一定基础。     

基于白光LED的光谱共焦位移传感器

为实现光谱共焦位移传感器的小型化、低功耗和高精度,在设计过程中选择体积小、耗电量小的白光LED作为传感器的光源,并使用光纤耦合器代替复杂的分光棱镜式光学系统结构。色散镜头采用消色差透镜与非球面透镜组合的方式,在使用较少透镜数量的情况下达到较好的像差校正能力。同时结合光强归一化等数据处理方法,消除白光LED光源光谱光强分布不均匀等因素对测量精度造成的影响,得到准确、稳定的峰值波长与位置间的对应关系。通过双频激光干涉仪对系统进行标定和测量,实验结果表明使用435~655 nm波段,系统测量范围可以达1.7 mm,平均测量精度1.8μm,满足一定的测量需求。     

基于激光二维散射原理在线测量表面粗糙度

针对现有零件表面粗糙度测量仪器操作复杂,现场测量能力差的问题,提出一种基于激光二维散射的在线测量方法,该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.在测量中,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,利用Matlab进行表面粗糙度测量数据采集与处理,使表面粗糙度在线检测成为...     

基于模糊神经网络与主成分分析的磨削表面粗糙度在线预测

基于声发射和振动信号提出了一种模糊神经网络和主成分分析的表面粗糙度预测方法,以提高磨削过程中工件表面粗糙度识别的准确性。首先,采集磨削程中声发射与振动信号,提取相关时域特征、频域特征和小波包特征参数,利用主成分分析对特征量进行降维优化;然后,构建表面粗糙度模糊神经网络预测模型,将信号特征量与表面粗糙度作为模糊神经网络的输入和输出;最后,对模型进行训练,并对表面粗糙度预测精度进行验证。实验结果表明:通过主成分分析(PCA)方法对声发射和振动信号特征量进行降维得到5个主成分,以此建立的模糊神经网络表面粗糙度预测模型的效果精度可达到91%以上,与局部线性嵌入和多维标度法降维方法相比,PCA方法降维后的特征所含信息更优,预测准确度更高。     

表面粗糙度国际比对自动测量系统关键技术研究

基于中国计量科学研究院的表面粗糙度基准计量装置,开展了视觉定位系统、自动操作系统和多自由度位移系统的研究,从而实现依据国际比对协议规定流程的自动化测量。实验验证表明：该系统可有效实现表面粗糙度的自动化测量,满足国际比对的要求。在对国际比对规定的表面粗糙度标准器的测量实验中,该系统的自动定位测量的重复性为4.2 nm,相比于手动定位测量提高了2.6倍,有效地减少了测量过程中引入的人为误差。     

基于粗大误差估计的表面测量稳健滤波方法研究

将粗大误差估计理论与高斯滤波方法相结合,提出了一种新的表面测量稳健方法。首先由kσ准则对表面轮廓中的畸形信号进行判定、识别、修正,详细论述了相应算法;然后由移动平均逼近方法实现高斯滤波,建立表面轮廓中线;最后由原始轮廓和得到的稳健滤波中线分离出表面粗糙度轮廓,实现了稳健滤波目的。该方法算法简单、易于实现,对表面畸形信号能够较好地抑制。     

零件加工质量（尺寸和表面粗糙度）在线检测技术研究

章研究零件加工质量在线检测的方法和关键技术。在分析在线检测工作尺寸和表面粗糙度检测方法及特点的基础上,建立检测工件尺寸的神经网络和检测表面粗糙度的模糊神经网络,并且建立了零件加工质量在线检测系统。实验表明该方法能够正确地实时检测工件的尺寸变化和工件表面粗糙度。     

基于高发射率标靶的物体表面温度快速精确测量研究

针对某些工业现场物体表面温度测量要求快速且精确,红外测温仪直接测温虽然快速,但准确性较低,提出了一种基于高发射率标靶的物体表面温度快速精确测量方法。采用高发射率涂料涂层制作标靶,通过在测量现场使用该标靶,可以避免物体表面发射率对物体表面红外温度测量准确性的影响,同时,对比直接测量和标靶测量结果,消除环境温度、大气温度、测量距离、大气衰减等因素的影响,从而实现物体表面温度测量的快速和准确性。实验结果与理论分析表明,该方法能有效提高物体表面红外温度测量精度,平均测量误差小于1%。     

共聚焦激光扫描显微镜在微小硬度压痕测量中的应用研究

尝试将共聚焦激光扫描显微镜应用于微小硬度压痕的测量中,不仅可以得到硬度压痕的三维形貌,而且利用共聚焦测量方法高分辨力的特点,解决了小于20μm的微小硬度压痕无法测量的难题;本文给出了测量微小硬度压痕的方法,并给出了具体步骤和实例;用所得到的压痕的三维形貌表征材料在压入过程中在压头周围所产生的堆积,可以扩展硬度测量的尺度,对于硬度测量的下一步发展具有积极的指导意义。     

基于B/S结构的网络化在线颗粒测量仪

介绍一种用光散射方法监测颗粒浓度及粒度变化的网络化在线测粒仪,着重介绍了基于B/S结构的测量系统的体系结构,并对系统的设计和实现进行了说明。     

CNC机床在线测量系统校准方法研究

目前CNC机床在线测量系统的校准方法在国内有用激光干涉仪、标准量块等一些用于企业的针对性方法,缺少适用于计量校准机构的校准方法,本文根据该系统的工作原理,对CNC机床在线测量系统的校准方法进行研究,提出几项计量特性参数,并结合实际情况设计了校准方案,研制了校准用计量标准器,分析了数据的处理方法.经研究表明,本文的校准方...     

低噪声触针式表面粗糙度探测系统及测量不确定度分析

为了提升现有触针式表面粗糙度测量仪的计量能力,从降低仪器噪声水平的角度出发,研制了具有低噪声、无阿贝误差特性的触针式表面粗糙度探测系统。该系统采用样品扫描的方式进行接触测量,利用高精度电容传感器对触针的垂直运动进行实时测量,从而表征被测物的真实微观表面,实现了纳米尺度测量下的低噪声水平。系统使用校准触针式表面粗糙度测量仪的标准样板进行R_a测量和不确定度评估,结果表明：对Type C3标准样板测量的扩展不确定度U=2.8 nm(k=2)。