核心技术

使用散射光传感器测量粗糙度、形状和波纹度

Streulichtmessprinzip

与单纯的长度测量相比,表面粗糙度测量是一项复杂任务。传统方法使用金刚石探针扫描表面并生成线轮廓,再从中确定 Ra、Rz 或 Rk 等高度参数。尽管这种技术应用广泛,但对于 Rz 小于 1  μm 的精密加工表面,以及摩擦、光泽或粘附性等功能特性的描述,仍存在局限。

散射光测量技术在这类表面上尤其具有优势,因为表面参数不是从高度轮廓中获得,而是根据测量光斑内微观轮廓角度的分布计算。表面越粗糙,角度分布越大,反射光的散射范围也越宽(参见左图)。VDA 2009 推荐将该测量方法用于汽车工业生产过程。

表面测量技术 4.0

散射光测量技术对振动和距离变化高度不敏感,因此适合直接用于生产环境。其高测量速度可实现最高 100% 的零部件检测,并利用测量数据评估刀具状态,从而显著降低生产过程成本。

测量具有高功能要求的零部件

凭借传感器系统的高灵敏度,该技术非常适合功能要求较高的精密加工表面。由于能够采集角度信息,散射光测量在许多情况下可明确推断表面的摩擦行为,例如粘滑效应。

目前已在多种零部件上建立了测量参数与功能特性之间的相关性。

使用散射光传感器进行形状测量

在宏观尺度上,传感器按照偏转原理工作。根据形状偏差角 M 和已知的局部扫描长度 Dx,可以计算绝对形状偏差 y=f(x)。该原理可在测量粗糙度和波纹度的同时,检测小于 0.2 μm 的圆度偏差。散射光测量结果可与高精度坐标测量机相媲美。

波纹度测量与 FFT

通过 FFT(快速傅里叶变换),可溯源测量表面上振幅小于 0.02 μm 的波纹。OptoSurf 软件能够显示相应频率范围内最高至 500 阶的振幅。借助这些信息,除质量保证外,还可监控并优化设备调试过程。

依据产品和客户特定的限值曲线,测量设备可自动识别并剔除不合格零部件。

表面测量 – 三维显示

散射光测量技术首次实现了对重要功能表面的全面测量,并以三维图形呈现。由此既可判断加工均匀性,也可在测量波纹度的同时评估轴承座是否会产生噪声。