Pomiary i analiza topografii powierzchni wzorców kontrolnych typu C przeznaczonych do sprawdzania profilometrów stykowych

• Autorzy: Kapłonek W. , Łukianowicz C. , Nadolny K. , Pawlikowski R.

Warianty tytułu

EN

Measurements and analysis of surface topography of calibration specimens of type C for stylus profilometers

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono zagadnienia związane z analizą topografii powierzchni wzorców kontrolnych typu C (w odmianach C2 i C3) przeznaczonych do sprawdzania profilometrów stykowych. Wykazano, iż wzorce tego typu mogą być sprawdzane za pomocą aparatury pomiarowej wykorzystującej nowoczesne metody optyczne - koherencyjną interferometrię korelacyjną oraz konfokalną laserową mikroskopię skaningową. Rozpatrzenie możliwości zastosowania różnych metod umożliwia opracowanie procedur kalibracyjnych stosowanych dla urządzeń stykowych.

EN

In modern measurement technique there are used many groups of methods for assessment of geometrical structure of surface (GSS). The most important mechanical methods, which have played the predominant role for many years in this type of measurements, are the stylus methods. They are realized by stylus profilometers characterized by high accuracy and resolution as well as possibility of assessment of surface topography in 2D and 3D. To obtain a high accuracy and repeatability of measurements, the stylus profilometers should be periodically calibrated. The standard procedures include diagnostics of the general conditions of a measuring instrument as well as testing its metrological parameters. In most cases these procedures are realized by calibration specimens (material and programmable). In the paper issues related to measurements and analysis of the surface topography of calibration specimens of type C (variations C2 and C3) for calibrating the stylus profilometers are presented. It is shown that specimens of these types can be assessed by advanced measuring systems using optical methods e.g. CCI (Coherence Correlation Interferometry) and CLSM (Confocal Laser Scanning Microscopy). Consideration of the possibility of using different methods allows working out proper calibration procedures for the stylus instruments.

Słowa kluczowe

PL

wzorce kontrolne; topografia powierzchni; sprawdzanie profilometrów stykowych; pomiary optyczne

EN

calibration specimens; surface topography; calibration of the stylus profilometers; optical measurements

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 57, nr 11
• Strony: 1404--1408
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys., tab., wzor

Twórcy

autor

Kapłonek W.

autor

Łukianowicz C.

autor

Nadolny K.

autor

Pawlikowski R.

• Politechnika Koszalińska, Wydział Mechaniczny, Katedra Inżynierii Produkcji, ul. Racławicka 15-17, 75-620 Koszalin,

Bibliografia

• [1] Oczoś K. E., Liubimov V.: Struktura geometryczna powierzchni - podstawy klasyfikacji z atlasem charakterystycznych powierzchni kształtowanych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów, 2003.
• [2] Adamczak S.: Pomiary geometryczne powierzchni - zarysy kształtu, falistość i chropowatość, WNT, Warszawa, 2008.
• [3] Whitehouse D. J.: Handbook of Surface and Nanometrology, Institute Of Physics Publishing, Bristol and Philadelphia, 2003.
• [4] Mainsah E., Dong W., Stout K. J.: Holistic Calibration of Three-Dimensional Micro-Topography Systems. International Journal of Machine Tools and Manufacturing, Vol. 35, No. 2, 1995, 281-288.
• [5] Haitjema H.: Uncertainty Analysis of Roughness Standard Calibration using Stylus Instruments. Precision Engineering, Vol. 22, 1998, 110-119.
• [6] ISO 5436-1:2000: Geometrical Product Specifications (GPS) - Surface Texture: Profile Method. Measurement Standards - Part 1: Material. International Organization for Standardization, Geneva, Switzerland, 2000.
• [7] ISO 5436-2:2003: Geometrical Product Specifications (GPS) - Surface Texture: Profile Method. Measurement Standards - Part 2: Programmable. International Organization for Standardization, Geneva, Switzerland, 2003.
• [8] ISO 12179:2000: Geometrical Product Specifications (GPS) - Surface Texture: Profile Method - Calibration of Contact (Stylus) Instruments. International Organization for Standardization, Geneva, Switzerland, 2000.
• [9] Hariharan P.: Basics of Interferometry (2nd Edition). Elsevier, 2007.
• [10] Łukianowicz Cz., Łukianowicz T., Karpiński T.: Three Dimensional Assessment of the Surface Roughness by Stylus and Interference Method. Proceedings of VIth International Scientific Conference Coordinate Measuring Technique, Scientific Bulletin of University of Bielsko-Biala, nr 10, Bielsko Biala, 2004, 293-300.
• [11] Miller F. P. et al.: Confocal Laser Scanning Microscopy. Alphascript Publishing, Amsterdam, 2010.
• [12] Blunt R. T.: White Light Interferometry - A Production Worthy Technique for Measuring Surface Roughness on Semiconductor Wafers. Proceedings of the CS MANTECH Conference, British Columbia, Canada, 2006, 59-62.
• [13] Claxton N. S., Fellers T. J., Davidson M. W.: Laser Scanning Confocal Microscopy. [online] http://www.olympusfluoview.com/ theory/LSCM Intro.pdf
• [14] Rubert P.: Some Problems with the Calibration of Surface Roughness Reference Specimens. International Journal of Machine Tools and Manufacturing, Vol. 35, No. 2, 1995, 289-292.
• [15] Jakubiec W., Malinowski J.: Metrologia wielkości geometrycznych, WNT, Warszawa, 2004.
• [16] Cincio R., Kacalak W., Łukianowicz Cz.: System Talysurf CCI 6000 - metodyka analizy cech powierzchni z wykorzystaniem TalyMap Platinum. Pomiary Automatyka Kontrola, Vol. 54, Nr 4/2008, 187-191.
• [17] Kapłonek W., Tomkowski R.: Analiza topografii dyfrakcyjnych elementów optycznych z wykorzystaniem interferometrii światła białego, Pomiary Automatyka Kontrola, Vol. 55, Nr 4/2009, 272-275.
• [18] Kapłonek W., Łukianowicz Cz.: Zastosowanie koherencyjnej Interferometrii korelacyjnej do pomiarów topografii powierzchni, Przegląd Elektrotechniczny, R. 86, Nr 10/2010, 43-46.
• [19] Taylor Hobson Ltd.: Talysurf CCI 6000 - The World’s Highest Resolution Automated Optical 3D profiler, Brochure, 2005.
• [20] Patorski K., Kujawińska M., Sałbut L.: Interferometria laserowa z automatyczną analizą obrazu (K. Patorski Ed.), Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2005.
• [21] Clarke A. R., Eberhardt C. N.: Microscopy Techniques for Material Science, CRC Press, Boca Raton, 2002.
• [22] Powers B. M., Ham M., Wilkinson M. G.: Small Data Set Analysis in Surface Metrology: An Investigation Using a Single Point Incremental Forming Case Study. Scanning, Vol. 32, 2010, 199-211.
• [23] Matuszewski M., Styp-Rekowski M.: Konfokalny laserowy mikro-skop skaningowy w badaniach tribologicznych. Tribologia, R. 41, Nr 1/2010, 157-165.