Aktywne pomiary struktury geometrycznej powierzchni metodą optyczną

• Autorzy: Kapłonek W. , Łukianowicz C.

Warianty tytułu

EN

In-process inspection of surface texture by optical method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono jedną z propozycji rozwiązania problemu aktywnej kontroli struktury geometrycznej powierzchni. Koncentruje się ona głównie na aspektach związanych z zaproponowaniem rozwiązania, w postaci optycznego układu pomiarowego przeznaczonego do jednoczesnej oceny chropowatości oraz kształtu powierzchni. Przedstawienie koncepcji takiego układu poprzedzono krótką analizą wybranych rozwiązań opracowanych w ciągu kilkunastu ostatnich lat na świecie (rys. 1-2). W dalszej części pracy zawarto szczegółowy opis zaproponowanego układu optycznego (rys. 3) oraz dwóch jego rozwiązań technicznych (rys. 4). Określono ich przydatność w pomiarach aktywnych oraz wskazano niektóre wady i zalety.

EN

In the modern manufacturing industry, the automation of measurement operations is most often concerned with the assessment of dimensions whereas much rarely with the assessment of surface texture parameters. This assessment is carried out with the use of various types of optical measurement systems operating in the frame of in-process inspection. The systems for simultaneous inspection of many various parameters of the surface texture (e.g. roughness, shape etc.) are used extremely rarely. Rational development of such systems and the basis of measurement methods allowing for this type of inspection is one of many important problems in modern metrology unsolved in a satisfactory manner. In the paper a proposal dedicated to solving the important problem of in-process inspection of the surface texture is presented. This proposal is mainly focused on aspects concerning the solution in the form of an optical measurement system for simultaneous assessment of the surface roughness and shape. The introduction of the concept of such a system is preceded by a brief analysis of the selected solutions presented over the last few-dozen years in the world (Figs. 1-2). The next part of the paper contains a detailed description of the proposed optical system (Fig. 3) and two of its selected technical solutions (Fig. 4). The suitability for in-process inspection is determined for these solutions. Some advantages and disadvantages of the solutions are also discussed.

Słowa kluczowe

PL

pomiary aktywne; metody optyczne; struktura geometryczna powierzchni; chropowatość; kształt

EN

in-process inspection; optical methods; surface texture; roughness; shape

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 59, nr 4
• Strony: 300--303
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys.

Twórcy

autor

Kapłonek W.

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

autor

Łukianowicz C.

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

Bibliografia

• [1] Leach R.: Optical Measurements of Surface Topography. Springer- Verlag, Berlin, Heidelberg, 2011.
• [2] Vacharanukul K., Mekid S.: In-process Dimensional Inspection Sensors. Measurement, Vol. 38, No. 3, 2005, pp. 204-218.
• [3] Kapłonek W., Łukianowicz Cz., Nadolny K.: Methodology of the Assessment of the Abrasive Tool’s Active Surface using Laser Scatterometry. Transactions of the Canadian Society for Mechanical Engineering, Vol. 36, No. 1, 2012, pp. 49-66.
• [4] Shirashi M.: Scope of In-process Measurement, Monitoring and Control Techniques in Machining Processes – Part 2: In-process Techniques for Workpieces. Precision Engineering, Vol. 11, No. 1, 1989, pp. 27-37.
• [5] Wang S. H. Jin C. J., Tay C. J., Quan C., Shang H. M., Shang M.: Design of an Optical Probe for Testing Surface Roughness and Micro-Displacement. Precision Engineering, Vol. 25, No. 4, 2001, pp. 258-265.
• [6] Tay C. J, Wang S. H., Quan C., Shang H. M.: In Situ Surface Roughness Measurement using a Laser Scattering Method. Optics Communications, Vol. 218, No. 1-3, 2003, pp. 1-10.
• [7] Lu R. S., Tian G. Y.: On-line Measurement of Surface Roughness by Laser Light Scattering. Measurement Science and Technology, Vol.17, 2006, pp. 1496-1502.
• [8] Tian G. Y., Lu R. S.: Hybrid Vision System for Online Measurement of Surface Roughness. Journal of Optical Society of America A, Vol. 23, No. 12, 2006, pp. 3072-3079.
• [9] Wong P. L., Li K. Y.: In-process Roughness Measurement on Moving Surfaces. Optics & Laser Technology, Vol. 31, No. 8, 1999, pp. 543-548.
• [10] Hertzsch A., Kröger K., Truckenbrodt H.: Microtopographic Analysis of Turned Surfaces by Model-based Scatterometry. Precision Engineering, Vol. 26, No. 3, 2002, pp. 306-313.
• [11] Tsai H. H., Feng H. P.: On-line Inspection of the Surface Roughness of Workpiece in Ultraprecision Machining. Advanced Materials Research, Vols. 126-128, 2010, pp. pp 744-751.
• [12] Fontani D., Francini F., Longobardi G., Sansoni P.: Control of Crankshaft Finish by Scattering Technique. Optics and Lasers in Engineering, Vol. 35, 2001, pp. 387-396.
• [13] Fontani D., Francini F., Longobardi G., Sansoni P.: Optical Control of Surface Finish. Optics and Lasers in Engineering, Vol. 32, 2000, pp. 459-472.
• [14] Valliant J. G., Foley M. P., Bennett J. M.: Instrument for On-line Monitoring of Surface Roughness of Machined Surfaces. Optical Engineering, Vol. 39, No. 12, 2000, pp. 3247-3254.
• [15] Brodmann R., Brodmann B., Tlasek, K.: Scattered Light Measuring Instrument Judges Functional Surfaces: Employment beside the Manufacturing Machine. Qualitat und Zuverlassigkeit, Vol. 52, No. 5, 2007, pp. 103-106.