Valkoiseen valoon perustuvan mittalaitteen suorituskyvyn analysointi heijastavien metallipintojen mittauksessa

Abstract

Tässä opinnäytetyössä tarkastellaan kiiltävien metallikappaleiden pinnankarheuksia ja ali- sekä ylipäästösuodattimien vaikutusta niiden käyttäytymiseen. Kokeissa käytetään Keyence VR-3200 valomikroskooppia, joka ilmoittaa kappaleen valotopografian. Kyseinen laite suorittaa mittaukset valkoista valoa hyödyntäen. Kokeet suoritetaan kolmelle eri geometrian omaavalle metallikappaleelle: pyöreälle, akselimaiselle ja tasomaiselle. Jokainen kappale mitataan käyttäen ennalta laskettuja suodatinkombinaatioita, sekä vaihtelemalla mittalaitteen kameraa matalaresoluutioisesta low magnificationista korkearesoluutioiseen high magnificationiin. Opinnäytetyön tavoitteena on selvittää kuinka mittalaitteessa käytettävät ali- sekä ylipäästösuodattimet muuttavat pinnankarheuden mittaustuloksia siirryttäessä kappaleesta toiseen, sekä vaihdettaessa kappaleiden orientaatioita.

Opinnäytetyössä lasketaan kullekin mitattavalle kappaleelle pinnankarheuden arvoja ja niitä vertaillaan keskenään. Tutkimuksen valmistuessa LUT:lla on käytössään yksityiskohtainen selvitys mittalaitteen suodattimien käytöstä eri geometrioilla.

Laboratoriokokeissa ilmeni, että mikäli mitattavat koekappaleet ovat pinnaltaan lähellä virheetöntä, on ali- sekä ylipäästösuodattimien käyttö tarpeetonta. Ali- sekä ylipäästösuodattimien käyttö on tarpeellista ainoastaan, jos mitattavien kappaleiden pinnat ovat esimerkiksi naarmuisia tai lommolla.

This thesis examines the surface roughness of shiny metal objects and the effect of low- and high-pass filters on their behavior. The experiments use a Keyence VR-3200 light microscope, which reports the photography of the body. This device performs the measurements using white light. The tests are performed on three metal pieces with different geometries, round, axial and planar. Each piece is measured using pre-calculated filter combinations, as well as varying the meter camera from low-resolution low magnification to high-resolution high magnification. The aim of the thesis is to find out how the low- and high-pass filters used in the measuring device change the surface roughness measurement results when moving from one piece to another, as well as when changing the orientations of the pieces.

In the thesis, the values of surface roughness are calculated for each measured object and they are compared with each other. Upon completion of the study, LUT will have at its disposal a detailed report on the use of measuring device filters with different geometries.

Laboratory tests have shown that if the test pieces are close to a flawless surface, the use of low- and high-pass filters is unnecessary. The use of low- and high-pass filters is only necessary if the surfaces of the objects to be measured are, for example, scratched or dented.