非接触型光外差轮廓仪

本文介绍一种纳米级非接触型高精度光外差轮廓仪,它是基于普通光路的光外差干涉仪。工件表面被两束有微小频差的激光束所照射,其中一束经聚焦后用作测量光探针来扫描工件表面,另一束则用作参考光束。两束光经表面反射后产生干涉。测量信号和参考信号的相位差与表面的微不平值成正比。仪器的横向分辨率为2μm,高度分辨率为1 nm,它不需要对试样作大范围的调整,且可用试样自身作参考面。信号经光电转换后由微型计算机进行处理,它能快速完成测量、计算、显示及打印出各种参数和曲线。     

触针式轮廓仪弹性测量杆的设计

针对传统的触针式轮廓仪杠杆式测量杆的转动支点由于滚动体跳动容易引入随机误差的问题,提出并设计了一种基于弹性变形理论的轮廓仪测量杆。利用高精度电容传感器测量测量杆的弹性变形量,然后利用悬臂梁的挠曲线公式求出触针针尖的位移量从而得到待测面的微观不平度信息,消除了杠杆式测量杆引入的随机误差,进一步提高了粗糙度测量精度。     

一种亚纳米级分辨力同轴式激光轮廓测量系统

分析了一种同轴式激光轮廓测量系统的工作原理,开发出了一套基于WINDOWS的测量控制软件,使它具有自动控制、数据采集、信息处理及结果输出等功能,可以用三维图形直观显示被测量物体表面微观形貌、进行多种表面粗糙度参数计算。此测量系统的分辨力优于0.1nm,重复性2σ优于1.2nm。     

基于遗传算法的触针扫描传感器测杆机构动态特性的优化

杠杆触针扫描位移传感器是触针轮廓仪的关键装置,其测杆机构动态特性是保证触针轮廓仪测量精度和测量速度的基础。本文提出一种传感器测杆机构优化设计的方法:建立测杆机构动力学模型,基于有限元分析方法和触针式轮廓仪校准规范建立传感器测杆机构动态特性优化目标函数;基于神经网络算法建立测杆机构结构参数与目标函数的映射关系,利用遗传算法对目标函数进行求解,获取结构参数设计最优解;对优化后的测杆机构进行仿真,通过优化设计前后对比试验验证该优化方法的有效性。该方法对改善传感器动态响应特性、抑制测杆机构针尖飞行现象、提高轮廓仪传感器测量精度和测量效率具有重大意义。     

砂轮约束磨粒喷射精密光整加工表面互相关性分析

磨粒喷射精密光整加工是重要零件在磨削后进行去除表面缺陷层、降低粗糙度和波纹度为目的光整加工新工艺.试验在M7120磨床上完成,加工试样为Ra0.4～0.6 μm的45#钢.加工表面形貌和微观几何参数用SEM和TR200表面轮廓仪测量.本文应用随机过程的互相关性对磨削加工表面和光整加工表面进行了研究.试验结果表明,试样表面从连续的方向一致的沟槽被随机不连续的微坑所代替,表面粗糙度明显得到改善.随着加工循环的增加,Ra值由0.4～0.6 μm下降到0.2 μm左右.此外,光整加工可以获得各向同性网纹交错的表面,表面轮廓的支撑长度率提高,对工件的耐磨性有利.     

光学表面粗糙度研究的进展与方向

在评述了研究表面粗糙度的重要性和紧迫性基础上，阐述了有关光学表面粗糙度概念的某些问题。在介绍国外几家公司出售的几种典型表面粗糙度测试仪器技术特性的同时，指明了国内外这一领域研究的发展方向。最后概略地介绍了关于这一课题我们将要开展的部分工作。     

基于白光扫描轮廓仪的算法研究

依据白光扫描轮廓仪是根据白光的干涉特性求解被测物的表面相对高度.主要研究了基于白光扫描轮廓仪的几个常用算法.包括条纹调制度法,移相法,空间频域法等.讨论了各种算法的优缺点.为研究白光扫描轮廓仪和新算法的提出提供了基础.     

工件轮廓线参数校正方法研究

接触式轮廓仪是测量机械零件表面轮廓特征信息的有效工具,它可以对机械工件的轮廓、二维尺寸、二维位移进行测验与检验。在进行测量时,由于要与被测工件表面接触,就会存在由于探针沾污,探针缺陷以及扫描位置不准的现象,检测到的轮廓曲线会呈现出粗糙不平的情况,这给准确标注工件轮廓线带来了影响。本文以某工件轮廓线参数为基础,研究了一种工件轮廓参数校正方法。该方法可以根据工件在不同角度的轮廓线数据,计算出倾斜角度,同时设计了坐标变换模型,对其进行角度校正,给出了水平状态与倾斜状态下的模型误差。     

如何清理才是清洁的？

国际公认的ISO，DIN和BS两维表面轮廓仪标准规定了若干参数，这些参数详细说明了表面织构。这样在应用中选择它们比较容易匹配，成本相对较低。但是这些标准并不总能满足用户的特定要求，也不能满足用户进一步深刻理解不锈钢表面加工作为寿命周期应用不可分割的一部分的需求。