[發明專利]細圓柱工件表面粗糙度的快速檢測裝置及其檢測方法

有效

• 申請號: 201410179287.9
• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN103913134A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 陳姚佳
• 申請（專利權）人: 陳姚佳
• 主分類號: G01B11/30
• 分類號: G01B11/30
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森

技術領域

本發明涉及圓柱工件表面檢測，尤其是涉及一種細圓柱工件表面粗糙度的快速檢測裝置及其檢測方法。

背景技術

隨著現代科學技術的進步和發展，人們對工件精密程度的要求越來越高，越來越多的細小工件應用于各個技術領域，同時對細小工件的表面粗糙度測量提出了更高的要求([1]高成立.淺談影響機械加工表面質量的因素及措施[J].科技創新與應用,2013(13):114-114；[2]周一勤.3DSI三維在機檢測軟件用于模具行業[J].現代制造,2008(8):36-36；[3]葉露,辛宏偉,王權陡,等.主動調節剛性支撐薄膜型反射鏡制造[J].航天工藝,2001,5(1):3；[4]費業泰,陳曉懷,李書富.精密測試及儀器的誤差修正技術[J].宇航計測技術,1996,16(4):66-70)。表面粗糙度測量是精密計量領域中的一個特重要分支，它在機械、電子和光學領域中起著重要的作用。在不斷微型化的今天，快速檢測出細圓柱的表面粗糙度不僅關系著儀器的精密程度，也關系著企業生產效率。目前，比較常用的表面粗糙度方法有比較測量法、機械粗針法、電子顯微鏡發、光學法以及其它一些綜合測量方法等([5]王向軍,王峰.顯微精密成像與微型機械尺寸檢測技術[J].光學精密工程,2001,9(6):511-513；[6]劉貴杰,鞏亞東,王宛山.基于摩擦聲發射信號的磨削表面粗糙度在線檢測方法研究[J].摩擦學學報,2004,23(3):236-239；[7]劉斌,馮其波,匡萃方.表面粗糙度測量方法綜述[J].光學儀器,2005,26(5):54-58)。然而，并非以上所有方法都滿足細圓柱的表面粗糙度快速測量。例如機械粗針法雖然在測量平面工件時比較快速方便，但是對于檢測曲面則受到嚴重限制，其探針很難精準沿著圓柱徑向檢測；顯微鏡雖然檢測精度高，但是并不能滿足企業的快速檢測要求。

發明內容

本發明的目的在于提供測量快速、便捷、效率高的一種細圓柱工件表面粗糙度的快速檢測裝置及其檢測方法。

所述細圓柱工件表面粗糙度的快速檢測裝置設有激光發射器、CCD攝像頭、細圓柱工件、垂直檢測平板、計算機、細圓柱工件支架、激光發射器支架、轉盤、轉軸和底座；

激光發射器和CCD攝像頭設在垂直檢測平板的前方，CCD攝像頭與計算機通過數據線連接，計算機控制CCD攝像頭的采集，攝像頭采集的數據上傳到計算機；所述激光發射器固定于激光發射器支架上，激光發射器發射的激光照射在細圓柱工件上并反射在垂直檢測平板上；細圓柱工件固定在細圓柱工件支架頂部的凹槽內，細圓柱工件支架固定在轉盤的邊緣，轉盤設在轉軸上并隨轉軸旋轉，轉軸和激光發射器支架固定在底座兩側。

所述激光發射器支架上可設有用于調節激光束高度、水平度和反射點位置的調節螺釘。

所述細圓柱工件表面粗糙度的檢測方法，采用所述細圓柱工件表面粗糙度的快速檢測裝置，包括以下步驟：

1)接通激光發射器電源；

2)調節CCD攝像頭聚焦在垂直檢測平板上；

3)將已知粗糙度的標準細圓柱工件放置在細圓柱工件支架的凹槽內，調整轉盤角度使激光發射器發出的激光照射到標準細圓柱工件上，形成反射在垂直檢測平板上呈現出橢圓或圓形光環，光環不得超出垂直檢測平板范圍；

4)由CCD攝像頭拍照并將圖片保存在計算機中；

5)選擇至少3件已知粗糙度的標準細圓柱工件，重復步驟3)和4)；

6)將采集的圖片每一個像素點的紅(R)、綠(G)、藍(B)三色值提取并保存，根據色度學知識計算每一個像素亮度Y，計算公式如下：

Y＝0.299×R+0.587×G+0.114×B

然后統計最高亮度像素點數N；

7)由于細圓柱工件表面的粗糙度σ與光環的最高像素點數呈非線性關系：σ＝f(N)，根據統計得到的數值N和σ，定標f(N)；

8)用待測細圓柱工件替換步驟3)的標準細圓柱工件，重復步驟3)和4)；

9)利用已定標的細圓柱工件表面的粗糙度與光環的最高像素點數的關系計算待測細圓柱工件表面粗糙度。

激光是否水平對檢測結果有一定的影響，細圓柱工件表面粗糙度的快速檢測裝置放置時可用水平儀測量底座看是否水平。其次，激光發射器支架上附有微調螺釘，用于微調發出激光束的高度、水平度和反射點位置。細圓柱工件支架上附有凹槽可用于固定細圓柱工件，對于磁性細圓柱工件可用磁鐵吸附固定在凹槽中，對于非磁性細圓柱工件可用膠帶固定。