CN104019773B - 一种线材表面粗糙度测量方法及实施该方法的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种线材表面粗糙度测量方法，其包括以下步骤：(1)设置一待检线材固定平台；(2)设置一表面粗糙度测量仪，该表面粗糙度测量仪包括一测量仪和一仪器仪表控制面板，该测量仪上设有一用于非接触式对待检物表面粗糙度测量的探测管；(3)该探测管包括由其延伸设置的探测体，该探测体内设激光器、光纤准直器、滤光片、半透半反镜、测量透镜，以及通过数据采集器传送至计算机进行数据处理的CCD图像传感器；(4)设置一传动机构，该传动机构与测量仪相连接、且控制该测量仪做横向均速移动动作。本发明还公开一种线材表面粗糙度测量设备。本发明提供的线材表面粗糙度测量设备，结构优化，快速稳定，适用于各种类线材的生产检测要求。

Description

一种线材表面粗糙度测量方法及实施该方法的设备
技术领域
本发明涉及机械制造领域，具体涉及一种高效，科学，实用的线材表面粗糙度测量方法及实施该方法的设备。
背景技术
在机械加工技术中，工件表面粗糙度是衡量工件加工质量的一项重要技术指标，现有的表面粗糙度测量设备普遍存在以下缺陷和不足：
(1)非接触式表面粗糙度测量设备价格高，且该类设备系统结构复杂，对人员及环境要求高，故障率较高，使用及维护成本高；
(2)便携式粗糙度测量设备价格虽较上述设备低，但性能不高，一般不适合计量室用。
总结上述问题，给管理和生产带来诸多不便，为此，拥有一个达到现代工业标准的表面粗糙度测量设备是很必要的。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于，提供一种高效，科学，测量效果好、且应用在线材表面粗糙度测量的测量方法；
本发明的目的还在于，提供一种用来实施上述线材表面粗糙度测量方法的设备。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种线材表面粗糙度测量方法，其特征在于，其包括以下步骤：
(1)设置一待检线材固定平台，将待检线材平稳放置在固定平台上；
(2)设置一表面粗糙度测量仪，该表面粗糙度测量仪包括一测量仪和一仪器仪表控制面板，该测量仪上设有一用于非接触式对待检物表面粗糙度测量的探测管；
(3)该探测管包括由其延伸设置的探测体，该探测体内设激光器、光纤准直器、滤光片、半透半反镜、测量透镜，以及通过数据采集器传送至计算机进行数据处理的CCD图像传感器；
(4)设置一传动机构，该传动机构与测量仪相连接、且控制该测量仪做横向均速移动动作；
(5)测量线材表面粗糙度时，将测量仪置于线材被测表面上，由传动机构带动测量仪的探测体沿被测线材表面做均速滑行，激光器发出的光经过光纤准直器和滤光片后，通过测量透镜入射到待检线材表面上，反射光和散射光经平面镜后到CCD图像传感器接收，光束经过CCD图像传感器光电转换后，由数据采集器送入计算机进行数据处理，最后显示出表面粗糙度参数值。
所述步骤(2)中的表面粗糙度测量仪包括以下步骤：
设置一高压喷气装置，将高压气流用软管接于探测体上，并使高压气流与测量路线同轴，用与测量路线同轴的高压气流喷吹待线材表面，使其达到测量要求的干净度。
所述步骤(3)中的探测体包括以下步骤：
设置一扩束镜，在光路中加入该扩束镜以实现调整照射在待检线材表面光斑。
所述的测量仪包括一调节架，该调节架一端连接在测量仪的主轴上，其另一端连接在探测管上，实现对探测管以该调节架的调节管进行高度微调范围。
一种实施上述线材表面粗糙度测量方法的设备，其包括一工作站，其特征在于，所述工作站内设有一待检线材固定平台、一表面粗糙度测量仪、一传动机构；所述的表面粗糙度测量仪包括一测量仪和一仪器仪表控制面板，该测量仪上设有一用于非接触式对待检物表面粗糙度测量的探测管，该探测管包括由其延伸设置的探测体，该探测体内设激光器、光纤准直器、滤光片、半透半反镜、测量透镜，以及通过数据采集器传送至计算机进行数据处理的CCD图像传感器。
所述的测量仪内置的内部控制部分，其包括相互连接并交互通讯的信号放大器、A/D转换器、单片机、数码管和控制电路。
于所述表面粗糙度测量仪还包括设置一高压喷气装置，将高压气流用软管接于探测体上，并使高压气流与测量路线同轴，用与测量路线同轴的高压气流喷吹待线材表面，使其达到测量要求的干净度。
所述的探测体包括设置一扩束镜，在光路中加入该扩束镜以实现调整照射在待检线材表面光斑。
所述的测量仪包括一调节架，该调节架一端连接在测量仪的主轴上，其另一端连接在探测管上，实现对探测管以该调节架的调节管进行高度微调范围。
所述的待检线材固定平台，包括一固定板和一线材固定主体，线材固定主体固设在固定板上，该主体根据所需待检线材的外形轮廓尺寸设有线材卡槽。
本发明的有益效果为：
本发明提供的线材表面粗糙度测量方法，高效，科学，测量效果好，速度快，且不与被测线材表面接触，避免了检测设备与线材接触而造成的测量误差。
本发明提供的线材表面粗糙度测量设备，结构优化，快速稳定，性能可靠，本设备适用于各种类线材的生产检测要求，提高本设备兼容性，提高生产效率与产品质量，解决了传统表面粗糙度测量设备存在的缺陷和不足。
下面结合附图与具体实施方式，对本发明进一步说明。
附图说明
图1是本发明的线材表面粗糙度测量设备的框架图；
图2是图1中的A-A剖面图；
图3是本发明的线材表面粗糙度测量仪的流程图。
具体实施方式
实施例：参见图1～图3，本实施例提供的线材表面粗糙度测量方法，其包括以下步骤：
(1)设置一待检线材固定平台3，将待检线材平稳放置在固定平台3上；
(2)设置一表面粗糙度测量仪，该表面粗糙度测量仪包括一测量仪1和一仪器仪表控制面板，该测量仪1上设有一用于非接触式对待检物表面粗糙度测量的探测管4；
(3)该探测管4包括由其延伸设置的探测体40，该探测体40内设激光器41、光纤准直器42、滤光片43、半透半反镜44、测量透镜45，以及通过数据采集器8传送至计算机9进行数据处理的CCD图像传感器46；
(4)设置一传动机构2，该传动机构2与测量仪1相连接、且控制该测量仪1做横向均速移动动作；
(5)测量线材表面粗糙度时，将测量仪1置于线材被测表面上，由传动机构2带动测量仪1的探测体40沿被测线材11表面做均速滑行，激光器41发出的光经过光纤准直器42和滤光片43后，通过测量透镜45入射到待检线材11表面上，反射光和散射光经平面镜后到CCD图像传感器46接收，光束经过CCD图像传感器46光电转换后，由数据采集器送入计算机9进行数据处理，最后显示出表面粗糙度参数值。
所述步骤(2)中的表面粗糙度测量仪1包括以下步骤：
设置一高压喷气装置，将高压气流用软管接于探测体40上，并使高压气流与测量路线同轴，用与测量路线同轴的高压气流喷吹待线材表面，使其达到测量要求的干净度。
所述步骤(3)中的探测体40包括以下步骤：
设置一扩束镜，在光路中加入该扩束镜以实现调整照射在待检线材11表面光斑。
所述的测量仪1包括一调节架6，该调节架6一端连接在测量仪1的主轴5上，其另一端连接在探测管4上，实现对探测管4以该调节架6的调节管7进行高度微调范围。
一种实施上述线材表面粗糙度测量方法的设备，其包括一工作站，所述工作站内设有一待检线材固定平台3、一表面粗糙度测量仪1、一传动机构2；所述的表面粗糙度测量仪包括一测量仪1和一仪器仪表控制面板，该测量仪1上设有一用于非接触式对待检物表面粗糙度测量的探测管4，该探测管4包括由其延伸设置的探测体40，该探测体40内设激光器41、光纤准直器42、滤光片43、半透半反镜44、测量透镜45，以及通过数据采集器8传送至计算机9进行数据处理的CCD图像传感器46。
所述的测量仪1内置的内部控制部分，其包括相互连接并交互通讯的信号放大器、A/D转换器、单片机、数码管和控制电路。
于所述表面粗糙度测量仪1还包括设置一高压喷气装置，将高压气流用软管接于探测体40上，并使高压气流与测量路线同轴，用与测量路线同轴的高压气流喷吹待线材表面，使其达到测量要求的干净度。
所述的探测体40包括设置一扩束镜，在光路中加入该扩束镜以实现调整照射在待检线材11表面光斑。
所述的测量仪1包括一调节架6，该调节架6一端连接在测量仪1的主轴5上，其另一端连接在探测管4上，实现对探测管4以该调节架6的调节管7进行高度微调范围。
所述的待检线材固定平台3，包括一固定板13和一线材固定主体12，线材固定主体12固设在固定板13上，该主体12根据所需待检线材的外形轮廓尺寸设有线材卡槽14。
本测量仪的工作过程：由半导体激光器发出的激光经过光学装置准直、聚焦后入射到被测线材表面，经表面反射，散射后用型线阵CCD传感器接收，CCD传感器将光强分布信号转换成电信号，通过放大电路将其放大为可用的电信号，作A/D转换，通过高速数据采集装置进入单片机，用作统计运算，最后数码管显示出表面粗糙度参数值。
本发明的有益效果为：本发明提供的线材表面粗糙度测量设备，结构优化，快速稳定，性能可靠，本设备适用于各种类线材的生产检测要求，提高本设备兼容性，提高生产效率与产品质量，解决了传统表面粗糙度测量设备存在的缺陷和不足。
本发明提供的线材表面粗糙度测量方法，高效，科学，测量效果好、速度快，且不与被测线材表面接触，避免了检测设备与线材接触而造成的测量误差。
本发明并不限于上述实施方式，凡采用与本发明相似方法及系统结构来实现本发明目的的所有方式，均在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种线材表面粗糙度测量方法，其特征在于，其包括以下步骤：
(1)设置一待检线材固定平台，将待检线材平稳放置在固定平台上；
(2)设置一表面粗糙度测量仪，该表面粗糙度测量仪包括一测量仪和一仪器仪表控制面板，该测量仪上设有一用于非接触式对待检物表面粗糙度测量的探测管；所述的测量仪包括一调节架，该调节架一端连接在测量仪的主轴上，其另一端连接在探测管上，实现对探测管以该调节架的调节管进行高度微调范围；
(2.1)设置一高压喷气装置，将高压气流用软管接于探测体上，并使高压气流与测量路线同轴，用与测量路线同轴的高压气流喷吹待线材表面，使其达到测量要求的干净度；
(3)该探测管包括由其延伸设置的探测体，该探测体内设激光器、光纤准直器、滤光片、半透半反镜、测量透镜，以及通过数据采集器传送至计算机进行数据处理的CCD图像传感器；
设置一扩束镜，在光路中加入该扩束镜以实现调整照射在待检线材表面光斑；
(4)设置一传动机构，该传动机构与测量仪相连接、且控制该测量仪做横向均速移动动作；
(5)测量线材表面粗糙度时，将测量仪置于线材被测表面上，由传动机构带动测量仪的探测体沿被测线材表面做均速滑行，激光器发出的光经过光纤准直器和滤光片后，通过测量透镜入射到待检线材表面上，反射光和散射光经平面镜后到CCD图像传感器接收，光束经过CCD图像传感器光电转换后，由数据采集器送入计算机进行数据处理，最后显示出表面粗糙度参数值。
2.一种实施权利要求1所述线材表面粗糙度测量方法的设备，其包括一工作站，其特征在于，所述工作站内设有一待检线材固定平台、一表面粗糙度测量仪、一传动机构；所述的表面粗糙度测量仪包括一测量仪和一仪器仪表控制面板，该测量仪上设有一用于非接触式对待检物表面粗糙度测量的探测管，该探测管包括由其延伸设置的探测体，该探测体内设激光器、光纤准直器、滤光片、半透半反镜、测量透镜，以及通过数据采集器传送至计算机进行数据处理的CCD图像传感器；于所述表面粗糙度测量仪还包括设置一高压喷气装置，将高压气流用软管接于探测体上，并使高压气流与测量路线同轴，用与测量路线同轴的高压气流喷吹待线材表面，使其达到测量要求的干净度；所述的测量仪包括一调节架，该调节架一端连接在测量仪的主轴上，其另一端连接在探测管上，实现对探测管以该调节架的调节管进行高度微调范围；所述的探测体包括设置一扩束镜，在光路中加入该扩束镜以实现调整照射在待检线材表面光斑；所述的测量仪内置的内部控制部分，其包括相互连接并交互通讯的信号放大器、A/D转换器、单片机、数码管和控制电路；所述的待检线材固定平台，包括一固定板和一线材固定主体，线材固定主体固设在固定板上，该主体根据所需待检线材的外形轮廓尺寸设有线材卡槽。
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