機床商務網公司動態
三維微觀形貌、粗糙度和微觀結構怎么檢測？它給您答案！
閱讀：380 發布時間：2023-6-26
WM | RS-C 白光干涉測頭（三維光學測頭）
光學粗糙度測量
用于表面三維微觀形貌，粗糙度和微觀結構的測量與測試
在零部件生產過程中，除尺寸精度和位置偏差外，粗糙度也日益成為質量保證的核心問題。為確保零部件的密封特性、潤滑特性、摩擦或磨損特性等，須對零部件表面的功能特性和結構進行檢查。這樣在三坐標測量設備上也能放大測量零部件表面的微觀結構，并通過粗糙度參數表述其特性。
然而，由于計算方法的原因，現有的基于輪廓的粗糙度參數Ra和Rz僅提供有限的信息。因此，還必須從基于材料分布分析的測量數據中推導出基于功能的參數（例如Rk，Rpk和Rvk），同時還必須考慮三維參數（例如Sa或Sz）。后者由于采用了平面測量和優化的統計分析方法，與基于輪廓的接觸式的測量原理相比，具有明顯的優勢。這是光學測頭在工業應用中越來越受到認可的原因之一。
圖1：用于測量粗糙度和微觀結構的白光干涉測頭 WM | RS-C 詳細視圖
為此，在三坐標測量設備中也考慮到了這種趨勢，不僅需要檢測形狀和位置偏差，還要在自動測量過程中微觀地分析表面質量。借助三坐標測量設備可以創建工件或制造工藝的三維坐標系，從而建立組件幾何形狀的坐標。溫澤新型粗糙度測頭WM | RS-C非常適合用于這里所述的應用領域。
對于微觀形貌的無損光學測量，該測頭具有的特點：WM | RS-C表面測量干涉儀具有全高清分辨率（1920 X 1080），將干涉儀的垂直分辨率（納米范圍）與僅55nm的橫向分辨率（100X鏡頭）相結合。此外，也可以通過壓電驅動器或外部執行器操作測頭，并且可以光學分辨最細微的微觀結構，直至物理衍射極限。由于赫茲壓力和輪廓形態過濾（2至5µm 的較大探針半徑所致），無法使用有損測量探針來檢測這種精細結構。因此，該測頭在許多應用領域將起到重要作用，例如對研磨、拋光、精磨或珩磨表面的測量。如今，該測頭的應用領域已擴展到半導體技術、晶片生產、微觀技術結構和醫療技術的應用中，甚至包括極其復雜的應用領域。由于采用平面測量原理，相對于接觸式測量系統，該測頭還可以對表面進行優化的統計分析。這一技術逐步應用到工業領域，甚至影響到粗糙度標準化等領域（例如三維粗糙度參數的標準化）。
WM | RS-C能夠測量和導出微觀形貌、點云和三角形的STL 網格，單次測量超過400萬個三角形。測量數據可以在少于30秒的測量時間內提供。最后，基于這些測量數據，并根據DIN EN ISO標準進行二維和三維粗糙度分析，并導出粗糙度參數報告。
粗糙度標準：超細 |
深度設置標準（凹槽深度為75 nm的凹槽標準） |
研磨鋁 |
具有周期性結構的玻璃光柵尺 |
圖2：使用溫澤新型粗糙度測頭WM | RS-C測得的微觀表面示意圖
WM | RS-C的另一個特點在于其通過優化光束路徑而優化的尺寸大小：該測頭的尺寸比一般智能手機要小，并且憑借其符合行業標準的千兆以太網接口，可快速、輕松地適配在現有的三坐標測量設備上。新的分析算法可確保即使機器在振動的環境下也可以進行測量，這有利于開發該測頭在生產環境中的巨大使用潛力。這表明該測頭也可以在諸如溫澤LH系列、CORE系列的三坐標測量機上或車間區域的機器人手臂上進行操作。使用選配的三坐標測量設備適配件，還可以在微觀形貌與機器或工件的坐標系之間建立全局坐標參考，從而使得在不同比例范圍內的多測頭應用成為可能。
除了技術方面，WM | RS-C的控制和分析軟件也是測頭實際應用中的另一個核心要素：該測頭使用WM | PointMaster軟件驅動，從而為數據采集和測頭控制提供了專門的模塊。此外，該軟件還包括一個專門用于標準化分析表面粗糙度的測量和分析工具。該軟件允許在表面交互定義輪廓截面和樣條曲線。因此，粗糙度分析顯著超出了純粹線性分析的范疇。已實施的標準包括DIN EN ISO 16610（用于標準化過濾），DIN EN ISO 4287（用于計算粗糙度參數，例如Ra和Rz）和DIN EN ISO 13565（用于計算基于Abbott的參數，例如Rk，Rvk和Rpk）。此外，可以不受限制地分析測得的點云或STL網格（例如微表面）。
關于溫澤
德國溫澤集團是計量領域創新的。溫澤多樣化的產品提供了三維測量、計算機斷層掃描、光學高速掃描等多個行業的解決方案。溫澤集團的技術解決方案在汽車、航空航天、發電及醫療等眾多行業中有大量應用。溫澤在范圍內已交付安裝超過10,000臺測量設備。其子公司和業務伙伴在超過50個國家銷售產品，并提供售后服務以滿足客戶需求。