Zastosowanie hybrydowego systemu pomiarowego wykorzystującego obrazowanie i analizę światła rozproszonego do oceny stanu powierzchni szlifowanych

• Autorzy: Kapłonek W. , Sutowski P. , Nadolny K.

Warianty tytułu

EN

Application of a hybrid measuring system using imaging and analysis of scattered light for assessment of the surface state of ground surfaces

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Jednym z niezwykle ważnych zagadnień we współczesnym przemyśle wytwórczym jest zapewnienie odpowiedniej oceny stanu powierzchni przedmiotów obrobionych. Ocena taka, z wielu względów, musi być realizowana w sposób bezstykowy, w stosunkowo krótkim czasie, nawet podczas ruchu badanej powierzchni względem czujnika pomiarowego. Takie wymagania skłaniają do stosowania tzw. systemów hybrydowych, łączących optyczne metody pomiarowe z technikami przetwarzania i analizy obrazu cyfrowego. W pracy przedstawiono jeden z takich systemów opracowany na Politechnice Koszalińskiej. Podano szczegółowy opis jego konstrukcji i konfiguracji oraz przedstawiono wybrane rezultaty uzyskane podczas prowadzonych badań eksperymentalnych, w których oceniano szlifowane powierzchnie próbek płaskich i walcowych o wysokościach nierówności w zakresie od 0,07 do 3,7 μm (parametr Ra) oraz od 0,8 do 25 μm (parametr Rz). Pozytywne rezultaty badań skłaniają do kontynuowania prac zarówno nad modyfikacją konstrukcji systemu, jak i nad określeniem zakresu jego dalszych zastosowań.

EN

One of the very important issues in the modern manufacturing industry is to ensure adequate assessment of the workpieces surfaces. Such an assessment, for many reasons, must be carried out in a non-contact way in a relatively short time, even while the examined surface is in movement. These requirements can be fulfilled by application of hybrid systems that combine optical measurement methods with techniques of digital image processing and analysis. In the work, one of such a hybrid systems developed in the Koszalin University of Technology has been presented. A brief description of its construction and configuration were given in Section 2. The selected results obtained in a frame of experimental investigations carried out during assessment of ground surfaces of flat and cylindrical samples were presented and discussed in Section 3. They were characterized by a surface roughness in a range from 0.07 to 3.7 μm (Ra parameter) as well as from 0.8 to 25 μm (Rz parameter). Positive results of investigations give a chance to continue the work, which will be focused on modification of the system construction as well as on searching for the areas of its further applications.

Słowa kluczowe

PL

rozpraszanie światła; metoda różniczkowa; przetwarzanie i analiza obrazu; hybrydowy system pomiarowy; szlifowanie

EN

light scattering; angle-resolved scattering; image processing and analysis; hybrid measurement system; grinding

• Wydawca: Wydawnictwo Wrocławskiej Rady FSNT NOT
• Czasopismo: Inżynieria Maszyn
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 20, z. 1
• Strony: 89--103
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., il.

Twórcy

autor

Kapłonek W.

• Politechnika Koszalińska, Wydział Mechaniczny, Katedra Inżynierii Produkcji, Koszalin

autor

Sutowski P.

• Politechnika Koszalińska, Wydział Mechaniczny, Katedra Inżynierii Produkcji, Koszalin

autor

Nadolny K.

• Politechnika Koszalińska, Wydział Mechaniczny, Katedra Inżynierii Produkcji, Koszalin

Bibliografia

• [1] CHAKRABORTY K., CHATTOPADHYAY A.B., CHAKRABARTI A.K., 2003, A study on the grindability of niobium microalloyed forging quality HSLA steels, J. Mater. Process. Tech., 141/3, 404-410.
• [2] DUSCHA M., KLOCKE F., WEGNER H., 2011, Residual stress model for speed-stroke grinding of hardened steel with CBN grinding wheels, International Journal of Automation Technology, 5/3, 439-444.
• [3] EZILARASAN C., SENTHIL KUMAR V.S., VELAYUDHAM A., 2014, Theoretical predictions and experimental validations on machining the Nimonic C-263 super alloy, Simul. Model. Pract. Th., 40, 192-207.
• [4] HOU Y., LI C., ZHOU Y., 2010, Applications of high-efficiency abrasive process with CBN grinding wheel, Engineering, 2/03, 184-189.
• [5] HUANG H., YIN L., ZHOU L., 2003, High speed grinding of silicon nitride with resin bond diamond wheels, J. Mater. Process. Tech., 141/3, 329-336.
• [6] KAPŁONEK W., NADOLNY K., 2013, The diagnostics of abrasive tools after internal cylindrical grinding of hard-to-cut materials by means of a laser technique using imaging and analysis of scattered light, Arab. J. Sci. Eng., 38/4, 953-970.
• [7] KAPŁONEK W., NADOLNY K., 2015, Laser methods based on an analysis of scattered light for automated, in-process inspection of machined surfaces: A review, Optik, 126/20, 2764-2770.
• [8] KLOCKE F., 2009, Manufacturing processes 2: Grinding, honing, lapping, Springer, Berlin and Heidelberg.
• [9] LIU F.C., LIN X., SONG M., ZHAO W., CHEN J., HUANG W.D., (2011), Effect of intermediate heat treatment temperature on microstructure and notch sensitivity of laser solid formed Inconel 718 superalloy, Journal of Wuhan University of Technology-Mater. Sci. Ed., 26/5, 908-913.
• [10] ŁUKIANOWICZ CZ., KARPIŃSKI T., (2003), Scatterometry of ground surfaces, Meas. Sci. Rev., 3/3, 21-24.
• [11] MARINESCU I.D., HITCHINER M.P, UHLMANN E., ROWE W.B., INASAKI I., 2007, Handbook of machining with grinding wheels, CRC Press, Boca Raton.
• [12] NADOLNY K., KAPŁONEK W., 2015, SEM-based morphological analysis of the new generation AlON-based abrasive grains (Abral®) with reference to Al2O3/SiC /cBN abrasives, Acta Microscopica, 24/1, 64-78.
• [13] RAO C.B., RAJ B., 2003, Study of engineering surfaces using laser scattering techniques, Sadhana, 28/3-4, 739-761.
• [14] ROWE W.B., 2014, Principles of modern grinding technology (2nd Ed.), Elsevier, Waltham and Oxford.
• [15] SONG K.H., CHUNG Y.D., NAKATA K., 2013, Investigation of microstructure and mechanical properties of friction stir lap jointed Monel 400 and Inconel 600, Met. Mater. Int., 19/3, 571-576.
• [16] STOVER J.C., 2012, Optical scattering, measurement and analysis (3nd Ed.), SPIE Press, Bellingham.
• [17] TEICHER U., GHOSH A., CHATTOPADHYAY A.B., KÜNANZ K., 2006, On the grindability of titanium alloy by brazed type monolayered superabrasive grinding wheels, Int. J. Mach. Tool. Manu., 46/6, 620–622.
• [18] TIAN G.Y., LU R.S., GLEDHILL D., 2007, Surface measurement using active vision and light scattering, Opt. Laser. Eng., 45/1, 131-139.
• [19] THAKUR D.G., RAMAMOORTHY B., VIJAYARAGHAVAN L., 2009, Machinability investigation of Inconel 718 in high-speed turning, Int. J. Adv. Manuf. Tech., 45/5-6, 421-429.
• [20] TÖNSHOFF H.K., FRIEMUTH T., BECKER J.C., 2000, Continuous path controlled grinding of crankshafts, Abrasives Magazine, 1, 25-29.
• [21] VACHARANUKUL K., MEKID S., 2005, In-process Dimensional Inspection Sensors, Measurement, 38/3, 204-218.