A non-contact laser method based on the imaging and analysis of scattered light used for assessment of surface imperfections

• Autorzy: Kapłonek W. , Nadolny K. , Valicek J.

Warianty tytułu

PL

Bezstykowa metoda laserowa wykorzystująca obrazowanie i analizę rozpraszania światła przeznaczona do oceny skaz powierzchni

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the work laser scatterometry supported by image processing and analysis techniques was used for assessment of surface imperfections (SIM) of machined surfaces presented and discussed. During the experiment the ground and polished samples made from aluminium, brass, cast iron and steel, with visible SIM, were used. Surface topographies (Talysurf CLI 2000 - Fig. 1) and images of scattered light (experimental setup - Fig. 2) were acquired for selected areas of those surfaces. Analysis of the data obtained was carried out using Image-ProŽ Plus and TalyMap Silver software (Fig. 3). The results of the experiment enabled us to conclude that the methods used were both useful and could offer an interesting assessment of machine parts characterized by various types of SIM.

PL

Jednym z ważniejszych problemów we współczesnym wytwarzaniu i eksploatacji maszyn oraz urządzeń jest ich odpowiednia diagnostyka. Proces diagnostyczny może dotyczyć m.in. detekcji i analizy skaz powierzchni powstających w sposób niezamierzony lub przypadkowy podczas obróbki, przechowywania lub użytkowania powierzchni części maszyn. Ocena skaz powierzchni może być przeprowadzana z wykorzystaniem szeregu metod pomiarowych. Ważną rolę odgrywają tutaj metody optyczne w największym stopniu wykorzystywane w warunkach produkcyjnych. W pracy pokazano, iż optyczne metody skaterometrii laserowej wspomagane przez techniki przetwarzania i analizy obrazu mogą stanowić ciekawą alternatywę w przypadku oceny części maszyn, charakteryzujących się występowaniem różnego rodzaju skaz powierzchni. W pracy opisano metodę ARS wykorzystującą obrazowanie i analizą światła rozproszonego przeznaczoną do detekcji skaz powierzchni elementów maszyn obrabianych różnymi technikami obróbkowymi. Zaproponowana metoda charakteryzowała się m.in. dużą czułością, bezstykowym sposobem pomiaru oraz krótkim czasemprzeprowadzenia oceny. Parametry uzyskane z analizy obrazu (oprogramowanie Image ProŽ-Plus) porównywano z wybranymi dwu- i trójwymiarowymi mapami powierzchni skaz (oprograowanie TalyMap Silver) rejestrowanymi profilometrem optycznym Talyscan CLI2000 firmy Taylor Hobson. Przeprowadzone badania potwierdziły dużą użyteczność zastosowanej metody rozpraszania światła, mogącej stanowić jedną z propozycji rozwiązania problemu diagnostyki części maszyn i urządzeń w warunkach laboratoryjnych lub

Słowa kluczowe

EN

optical methods; laser scatterometry; image processing and analysis; surface imperfections; machined surfaces

PL

metody optyczne; skaterometria laserowa; przetwarzanie i analiza obrazu; skazy powierzchni; powierzchnia obrobiona

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2012
• Tom: R. 58, nr 6
• Strony: 554--558
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kapłonek W.

autor

Nadolny K.

autor

Valicek J.

• Koszalin University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Department of Production Engineering, Racławicka 15-17, 75-620 Koszalin, Poland,

Bibliografia

• [1] Whitehouse D. J.: Handbook of Surface and Nanometrology. Institute Of Physics Publishing, Bristol and Philadelphia, 2003.
• [2] EN-ISO 8785: Surface Imperfections - Terms, Definitions and Parameters. European Committee for Standardization, Bruxelles, Belgium, 1999.
• [3] Valíček J., et al.: Surface and Topographical Parameters Investigation at Abrasive Waterjet Machining by Means of Optical Measurement. International Journal of Machining and Machinability of Materials, Vol. 5, No. 2-3, 2009, pp. 268-277.
• [4] Sánchez-Brea L. M., Gómez-Pedrero J. A., Bernabeu E.: Measurement of Surface Defects on Thin Steel Wires by Atomic Force Microscopy. Applied Surface Science, Vol. 150, No. 1-4, 1999, pp. 125-130.
• [5] Seulin R., Merienne F., Gorria P.: Machine Vision System for Specular Surface Inspection: Use of Simulation Process as a Tool for Design and Optimization. Proceedings of the 5th International Conference on Quality Control by Artificial Vision (QCAV 2001), Le Creusot, France, 2001.
• [6] Scholz-Reiter B., Thamer H., Lütjen M.: Optical Quality Assurance in Micro Production. Proceedings of International MultiConference of Engineers and Computer Scientists (IMECS 2010), Hong Kong, China, pp. 1521-1525.
• [7] Branca A., et al.: Neural Network for Defect Classification in Industrial Inspection. Proceedings of SPIE, Vol. 2423, 1995, pp. 236-247.
• [8] Rao B. C., Raj B.: Study of Engineering Surfaces using Laser-Scattering Techniques, Sadhana, Vol. 28, No. 3-4, 2003, pp. 739-761.
• [9] Kapłonek W., Łukianowicz Cz.: Laser Scatterometry and Image Analysis Used for the Assessment of Surface Roughness of Microfinished Cylindrical Elements Made of Plastics. Measurement Automation and Monitoring, Vol. 56, No. 4, 2010, pp. 330-333.
• [10] Kapłonek W., Łukianowicz Cz.: Assessment of Surface Roughness in Movement by Image Stacking. Proceedings of the 12th International Conference on Metrology and Properties of Engineering Surfaces Rzeszów, Poland, 2009, pp. 295-299.
• [11] Nadolny K., Kapłonek W.: Grinding Wheel Active Surface Inspection with use of Laser Scatterometry as well as Image Processing and Analysis Techniques. Measurement Automation and Monitoring, Vol. 56, No. 5, 2010, pp. 491-494. (in Polish)
• [12] Kapłonek W., Łukianowicz Cz.: Assessment of Surface Roughness in Movement by Image Stacking. Proceedings of the 12th International Conference on Metrology and Properties of Engineering Surfaces (Met &Props 2009), Rzeszów University of Technology, 2009, pp. 295-299.
• [13] Nadolny K., et al.: Laser Measurements of Surface Topography of Abrasive Tools using Measurement System CLI 2000. Przegląd Elektrotechniczny, R. 87, No. 9a, 2011 pp. 24-27. (in Polish).