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評定表面粗糙度時對光譜共焦現象的處理
更新時間：2022-03-24 點擊次數：1501次
馬爾粗糙度儀是利用光學干涉原理研制的超精密表面輪廓測量儀器。照明光束經半反半透分光鏡分威兩束光，分別投射到樣品表面和參考鏡表面。從兩個表面反射的兩束光再次通過分光鏡后合成一束光，并由成像系統在CCD相機感光面形成兩個疊加的像。由于兩束光相互干涉，在CCD相機感光面會觀察到明暗相間的干涉條紋。干涉條紋的亮度取決于兩束光的光程差，根據白光干涉條紋明暗度以及干涉條紋出現的位置解析出被測樣品的相對高度。
光譜共焦測量技術是通過分析不同波長的光在特定表面的聚焦位置以進行高精度的尺寸測量和微觀形貌分析。表面粗糙度是用來表示零件表面微觀幾何形狀誤差的一個概念，微觀幾何形狀的誤差大小是以微米來表達的。
在測量和評定表面粗糙度時，需要確定取樣長度、評定長度、基準線和評定參數。這有一套標準規定，取樣的數據用小二乘法找到中線，然后用統計的方法可以算出高度特征參數Ra，Rz，Ry等，間距特征參數S和Sm，形狀特征參數也就是輪廓支撐長度率tp。由于涉及制造成本，在實際應用中需要合理的選擇參數類型以及參數值，表面粗糙度的參數設定需要慎重對待，否則會帶來不必要的成本增加。
精密機械在追求精度、剛性、密封或者壽命的時候，如果標注尺寸公差和形位公差，不能夠有效控制產品質量，這時會需要進一步控制零件的微觀幾何形狀誤差，也就是表面粗糙度，即要控制尺寸公差和形位公差又要控制表面粗糙度。表面越粗糙配合表面間的有效接觸面積越小，壓強越大，磨損就越快。粗糙零件的表面存在較大的波谷，它們像尖角缺口和裂紋一樣，對應力集中很敏感，從而影響零件的疲勞強度。
目前制造業中測量零件尺寸和形位公差的儀器是傳統的量具，如卡尺、千分尺、千分表、三坐標測量儀等，這些儀器采樣點是一個宏觀的接觸點，在微觀上，是一個眾多高點接觸的平均點，是無法反映微觀的幾何形狀誤差。而測量粗糙度的儀器又不能測量宏觀的形位公差。
馬爾粗糙度儀用光譜共焦技術、機器視覺技術、激光CCD等良好傳感器，配合自動化技術以及系統軟件，領略數控已經開發出高清晰、非接觸式的精密測量設備，該設備既可以測量出宏觀的直線度、輪廓度等形位公差，也可以給出表面粗糙度值，也能給出宏觀和微觀兩種特征的綜合結論。
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