High-accuracy surface topography measurements of abrasive tools using a 3D optical profiling system

摘要

We współczesnym przemyśle wytwórczym dąży się do uzyskania bardzo wysokiej jakości wykończenia powierzchni. Na uzyskanie zakładanej jakości ma wypływ szereg czynników związanych m.in. ze stanem makro-i mikrogeometrii powierzchni narzędzia ściernego. Ocena i odpowiednia analiza stanu powierzchni ściernic ma więc w tym kontekście znaczenie podstawowe. Może być ona prowadzona za pomocą różnego rodzaju systemów pomiarowych, wykorzystujących wybrane metody stykowe oraz metody optyczne. W odniesieniu do ściernic precyzyjne pomiary stykowe i ich analiza mogą okazać się niewystarczające lub trudne do przeprowadzenia. W takim przypadku muszą być one zastąpione lub uzupełnione pomiarami optycznymi. Stwarza to pewne komplikacje wynikające m.in. z każdorazowej kalibracji urządzeń, wprowadzania innych parametrów pomiaru dla każdej z metod, oddzielnej analizy uzyskanych danych za pomocą różnych typów oprogramowania komputerowego. Wymienione działania znacząco wpływają na czas, dokładność i koszt przeprowadzenia pomiarów. Jedną z propozycji rozwiązania ww. problemów może być zastosowanie nowej klasy zintegrowanych systemów pomiarowych, oferujących możliwość oceny badanego przedmiotu za pomocą różnych technik pomiarowych dostępnych na jednej platformie sprzętowej. W pracy zaproponowano wykorzystanie optycznego systemu profilometrycznego Talysurf CLI 2000 firmy Taylor-Hobson Ltd. do precyzyjnych pomiarów topografii powierzchni narzędzi ściernych. Dokonano krótkiej charakterystyki urządzenia oraz opisano jeden z trybów pomiarów wykorzystujący zjawisko abberacji chromatycznej. W części eksperymentalnej zaprezentowano wybrane wyniki analiz i wizualizacji danych pomiarowych uzyskanych dla powierzchni małogabarytowej ściernicy płaskiej o oznaczeniu technicznym 1-20x20x10 SG 80 M 8 V. Analizy przeprowadzono w oprogramowaniu TalyMap Silver. Uzyskane wyniki potwierdziły dużą użyteczność zastosowanego systemu Talysurf CLI 2000 oraz szerokie możliwości dedykowanego oprogramowania TalyMap Silver, co może stanowić ciekawą alternatywę dla wykorzystywanych już metod oceny stanu narzędzi ściernych (ściernic).%This paper presents and discusses the proposed use of the Talysurf CLI 2000 system for performing high-accuracy measurements of the surface topography of abrasive tools. Specifically, the paper presents a brief description of the Talysurf CLI 2000 system (Fig. 1), as well as one of its modes of use, involving the chromatic aberration phenomenon. The selected results of the analysis of the measurement data obtained for the surface of a small-sized flat grinding wheel 1-20x20x10 SG 80 M 8 V (Fig. 2) and relevant visualizations pertaining to this analysis are given in the paper as well. All analyses of the measurement data were carried out using the TalyMap Silver software (Figs. 3-4). The obtained experiment results confirmed a high degree of usefulness of Talysurf CLI 2000 and the dedicated software (TalyMap Silver) for high-accuracy measurements of abrasive tools (grinding wheels). Therefore, the use of optical analysis methods may be an interesting alternative to the methods currently utilized in the assessment of abrasive tools.