Método sin contacto para la medición de la rugosidad de la superficie basado en un sensor confocal cromático
Autores: Lishchenko, Natalia; O"Donnell, Garret E.; Culleton, Mark
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Método sin contacto para la medición de la rugosidad de la superficie basado en un sensor confocal cromático
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Metodología
Calidad de superficie
In situ
Sensor confocal cromático
Parámetro de rugosidad
Análisis de frecuencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
La metodología para asignar y evaluar la calidad de la superficie se utiliza en varias etapas del ciclo de vida del producto: durante el diseño y la preparación tecnológica de la producción, la producción misma y durante el control (pruebas) de los productos. El desarrollo de tecnologías avanzadas requiere control de partes in situ. En este documento se propone un sistema de medición de rugosidad de superficie in situ sin contacto. El sistema propuesto utiliza un sensor confocal cromático, y se generan datos de perfil, datos de ondulación, datos de rugosidad y parámetros en el software de procesamiento de datos desarrollado. El sistema de medición ensamblado basado en el sensor láser confocal cromático mostró su rendimiento en la evaluación del parámetro de rugosidad, desde 0.34 um hasta más de 12 um, lo que cubre un rango común de fresado, torneado y rectificado. En este rango, los errores relativos de medición pueden controlarse dentro del 10%. Se realizaron análisis de frecuencia y análisis de correlación de perfilogramas. El análisis de frecuencia permitió establecer los componentes de frecuencia dominante que ocurren en el perfilograma de las muestras, mientras que el análisis de correlación se utilizó para desarrollar una metodología para identificar los componentes deterministas y aleatorios de la señal del perfil de superficie procesada. Los resultados del análisis pueden utilizarse posteriormente para desarrollar funciones de diagnóstico para el monitoreo de procesos basadas en estimaciones de perfilograma, como la función de autocorrelación y la densidad del espectro de potencia.
Descripción
La metodología para asignar y evaluar la calidad de la superficie se utiliza en varias etapas del ciclo de vida del producto: durante el diseño y la preparación tecnológica de la producción, la producción misma y durante el control (pruebas) de los productos. El desarrollo de tecnologías avanzadas requiere control de partes in situ. En este documento se propone un sistema de medición de rugosidad de superficie in situ sin contacto. El sistema propuesto utiliza un sensor confocal cromático, y se generan datos de perfil, datos de ondulación, datos de rugosidad y parámetros en el software de procesamiento de datos desarrollado. El sistema de medición ensamblado basado en el sensor láser confocal cromático mostró su rendimiento en la evaluación del parámetro de rugosidad, desde 0.34 um hasta más de 12 um, lo que cubre un rango común de fresado, torneado y rectificado. En este rango, los errores relativos de medición pueden controlarse dentro del 10%. Se realizaron análisis de frecuencia y análisis de correlación de perfilogramas. El análisis de frecuencia permitió establecer los componentes de frecuencia dominante que ocurren en el perfilograma de las muestras, mientras que el análisis de correlación se utilizó para desarrollar una metodología para identificar los componentes deterministas y aleatorios de la señal del perfil de superficie procesada. Los resultados del análisis pueden utilizarse posteriormente para desarrollar funciones de diagnóstico para el monitoreo de procesos basadas en estimaciones de perfilograma, como la función de autocorrelación y la densidad del espectro de potencia.