Laser scatterometry and image analysis used for the assessment of surface roughness of microfinished cylindrical elements made of plastics

• Autorzy: Kapłonek W. , Łukianowicz C.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie skaterometrii laserowej i analizy obrazu do oceny chropowatości powierzchni mikrowygładzanych elementów cylindrycznych wykonanych z tworzyw sztucznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper using of one of the optical measuring methods and image analysis techniques for the assessment of surface roughness of elements made of plastics abrasive machined has been proposed. Experimental investigations were carried out on cylindrical microfinished surfaces, which were illuminated by laser beam light. Images of the scattered light formed at screen were acquired by digital camera. All images were transferred into a computer, and analyzed by Image-ProŽ Plus by Media Cybernetics. This software allows for calculating selected geometric and photometric parameters, which characterized acquired images. The results of experimental investigations show high usefulness of proposed measuring methods for assessment of surface roughness of elements made of materials different than metal and its alloys.

PL

W artykule zaproponowano wykorzystanie jednej z optycznych metod pomiarowych oraz technik analizy obrazu do oceny chropowatości powierzchni elementów wykonanych z tworzyw sztucznych obrabianych ściernie. Dokonano opisu podstaw teoretycznych rozpraszania światła oraz wykorzystujących to optycznych metod skaterometrycznych. Badania doświadczalne przeprowadzono na powierzchniach cylindrycznych mikrowygładzanych taśmami mikrościernymi typu IMFF oraz ILF wyprodukowanymi przez firmę 3M. Obrobione powierzchnie poddano pomiarom stykowym (profilometr stykowy Hommel-Tester T2000 firmy Hommel-werke) oraz ocenie optycznej prowadzonej z wykorzystaniem skaterometrii laserowej wspomaganej technikami analizy obrazu. Zarejestrowane obrazy skaterometryczne analizowano pod kątem uzyskania parametrów geometrycznych i fotometrycznych charakteryzujących oceniane powierzchnie za pomocą specjalistycznego oprogramowania komputerowego Image-ProŽ Plus firmy Media Cybernetics. Wyniki badań wykazały dużą przydatność zaproponowanych metod pomiarowych do oceny nierówności powierzchni elementów wykonanych z materiałów innych niż metal i jego stopy.

Słowa kluczowe

EN

laser scatterometry; image analysis; surface roughness; microfinishing; plastics

PL

skaterometria laserowa; analiza obrazu; chropowatość powierzchni; mikrowygładzanie; tworzywa sztuczne

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2010
• Tom: R. 56, nr 4
• Strony: 330--333
• Opis fizyczny: bibliogr. 18 poz., fot., rys., tab.

Twórcy

autor

Kapłonek W.

autor

Łukianowicz C.

• Faculty of Mechanical Engineering, Koszalin University of Technology,

Bibliografia

• [1] Troy S., Heurmann W.: Superfinishing and Microfinishing with Coated Abrasive Tapes. Abrasives Magazine, 1995, 16-19.
• [2] Roll Grinding, Superfinishing and Microfinishing Systems. Brochure, 3M, 2004.
• [3] Davidson D. A.: Microfinishing and Surface Textures. Metal Finishing, Vol. 10, No 7, 2002, 10-12.
• [4] Łukianowicz Cz.: Podstawy pomiaru nierówności powierzchni metodami rozpraszania światła. Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Koszalińskiej, Koszalin, 2001, 58–145.
• [5] Shevtsov S. E.: Diamond Microfinishing in the Production of Modern High-Accuracy Elements of IR Optical Systems. Journal of Optical Technology, 2004, No 71, 819-821.
• [6] Wong P. L., Li K. Y.: In-process Roughness Measurement on Moving Surfaces. Optics & Laser Technology, 1999, No 31, 543–548.
• [7] Born M., Wolf E.: Principles of Optics: Electromagnetic Theory of Propagation, Interference and Diffraction of Light (7th Edition). Cambridge University Press, 1999, 132-134.
• [8] Rao B. C., Raj B.: Study of Engineering Surfaces Using Laser-Scattering Techniques. Sādhanā, Vol. 28, Parts 3 & 4, June/August, 2003, 739-761.
• [9] Łukianowicz Cz.: Surface Roughness Assessment by Light Scattering. Metrology and Measurement Systems, Vol. IX, No 3, 2002, 247–260.
• [10] Tay C. J., Quan C.: A Parametric Study on Surface Roughness Evaluation of Semiconductor Wafers by Laser Scattering. Optik, Vol. 114, No 1, 2003, 1–6.
• [11] Heintze M., Schmid P. E., Levy F., Weiss P., Guy R.: Characterization of Polycrystalline and Amorphous Silicon Films by Angle-Resolved Light Scattering. Journal of Physics D - Applied Physics, Vol. 26, No 2, 1993, 271-280.
• [12] Tian G. Y., Lu R-S.: Hybrid Vision System for Online Measurement of Surface Roughness. Journal of Optical Society of America A - Optics Image Science and Vision, Vol. 23, No 12, 2006, 3072-3079.
• [13] Ando M., Negishi M., Takimoto M., Deguchi A., Nakamura N.: Supersmooth Polishing on Aspherical Surfaces. Nanotechnology, Vol. 6, 1995, 111-120.
• [14] Chiou Y-C., Lee R-T., Yau C-L.: A Novel Method of Composite Electroplating on Lap in Lapping Process. International Journal of Machine Tools & Manufacture, Vol. 47, 2007, 361–367.
• [15] Kapłonek W., Łukianowicz Cz.: Laser Scatterometry Used for Assessment of Microfinished Shafts. Proc. of the IV Int. Congress on Precision Machining ICPM 2007 (Adamczak S., Stępień K. Eds.), Publications Kielce University of Technology, Kielce, 2007, 291–296.
• [16] Kacalak W., Lewkowicz R., Ściegienka R.: Małogabarytowa głowica do mikrowygładzania zewnętrznych powierzchni walcowych foliowymi taśmami ściernymi o małych szerokościach typ GM-1. Materiały konferencyjne III Konferencji ”Mechanika’99. Nauka i praktyka”. Dział Wydawnictw WSM, Gdynia, 1999, tom 1, 119-120.
• [17] Kacalak W., Lewkowicz R., Ściegienka R.: Mikrowygładzanie powierzchni tworzyw sztucznych foliowymi taśmami ściernymi. Materiały konferencyjne VI Konferencji ”Kształtowanie Materiałów Niemetalowych”. Oficyna Wyd. Pol. Rzeszowskiej, Rzeszów, 2001, 127-134.
• [18] Kapłonek W., Łukianowicz Cz.: Assessment of Surface Roughness in Movement by Image Stacking. Proc. of the 12th Int. Conference on Metrology and Properties of Engineering Surfaces (Pawlus P., Blunt L., Rosen B.-G., Thomas T., Wieczorowski M., Zahouani H. Eds.), Publications Rzeszów University of Technology, Rzeszów, 2009, 295-299.