ISO 25178
ISO 25178: Geometrische Produktspezifikationen (GPS) - Oberflächenstruktur: Fläche ist ein Internationale Standardisierungsorganisation Sammlung internationaler Standards in Bezug auf die Analyse von 3D -Flächen Oberflächentextur.
Struktur des Standards
Dokumente, die den Standard ausmachen:
- Teil 1: Hinweis auf die Oberflächenstruktur
- Teil 2: Begriffe, Definitionen und Oberflächentexturparameter
- Teil 3: Spezifikationsoperatoren
- Teil 6: Klassifizierung von Methoden zur Messung der Oberflächenstruktur
- Teil 70: Materialmaßnahmen
- Teil 71: Software -Messstandards
- Teil 72: XML -Dateiformat x3p
- Teil 600: Metrologische Merkmale für Messmethoden der Flächen-Topographie
- Teil 601: Nominale Merkmale von Kontaktinstrumenten (Stift)
- Teil 602: Nominale Eigenschaften von nichtkontakten (konfokalen chromatischen Sonden) Instrumenten
- Teil 603: Nominale Eigenschaften von nichtkontakten (phasenverschiebenden interferometrischen Mikroskopie) Instrumenten
- Teil 604: Nominale Eigenschaften von Nichtkontakt (Kohärenz -Scanning -Interferometrie) Instrumente
- Teil 605: Nominale Eigenschaften von Nichtkontaktinstrumenten (Punkt-Autofokus-Sonde)
- Teil 606: Nominale Eigenschaften von Nichtkontakt (Fokusvariation) Instrumente
- Teil 607: Nominale Merkmale von Nichtkontakt (konfokale Mikroskopie) Instrumente
- Teil 700: Kalibrierung der Oberflächenstrukturmessinstrumente [NWIP]
- Teil 701: Kalibrierungs- und Messstandards für Kontaktinstrumente (Stift)
Andere Dokumente könnten in Zukunft vorgeschlagen werden, aber die Struktur ist jetzt fast definiert. Teil 600 ersetzt den gemeinsamen Teil in allen anderen Teilen. Bei der Überarbeitung werden die Teile 60x so reduziert, dass nur Beschreibungen für die Instrumententechnologie enthalten sind.
Neue Eigenschaften
Es ist der erste internationale Standard unter Berücksichtigung der Spezifikation und Messung der 3D -Oberflächentextur. Insbesondere definiert der Standard 3D -Oberflächentexturparameter und die zugehörigen Spezifikationsoperatoren. Es beschreibt auch die anwendbaren Messtechnologien, Kalibrierung Methoden zusammen mit den erforderlichen physikalischen Kalibrierungsstandards und Kalibrierungssoftware.
Eine in den Standard einbezogene Hauptfunktion ist die Berichterstattung über nichtkontakte Messmethoden, die bereits häufig von der Industrie verwendet werden, aber bisher ein Standard für die Unterstützung von Qualitätsprüfungen innerhalb des Rahmens von ISO 9000. Zum ersten Mal bringt der Standard die 3D -Oberfläche mit Metrologie Methoden in die offizielle Domäne nach 2D Profilometrie Methoden, die seit über 30 Jahren Standards unterliegen. Das Gleiche gilt für Messtechnologien, die nicht auf Kontaktmessungen beschränkt sind (mit einem Diamantpunkt Stift), kann aber auch optisch sein, wie z. B. chromatische konfokale Messgeräte und Interferometrische Mikroskope.
Neue Definitionen
Der ISO 25178 -Standard wird von TC213 als in erster Linie angesehen, die eine Neudefinition der Fundamente der Oberflächenstruktur basiert, basierend auf dem Prinzip, dass die Natur intrinsisch 3D ist. Es wird erwartet, dass zukünftige Arbeiten diese neuen Konzepte in den Bereich der 2D -Profilometrie -Oberflächenstrukturanalyse erweitern werden, die eine Gesamtüberarbeitung aller aktuellen Oberflächenstrukturstandards erfordert (ISO 4287, ISO 4288, ISO 1302, ISO 11562, ISO 12085, ISO 13565, etc.)
Ein neuer Wortschatz wird verhängt:
- S -Filter: Filter eliminieren die kleinsten Skalenelemente von der Oberfläche (oder der kürzesten Wellenlänge für einen linearen Filter)
- L Filter: Filter eliminiert die größten Skalenelemente von der Oberfläche (oder der längsten Wellenlänge für einen linearen Filter)
- F -Operator: Bediener unterdrückt die nominale Form.
- Primäroberfläche: Oberfläche nach S -Filterung erhalten.
- S-F-Oberfläche: Oberfläche erhalten nach dem Auftragen eines F-Operators auf die Primäroberfläche.
- S-L-Oberfläche: Oberfläche erhalten nach dem Auftragen eines L-Filters auf die S-F-Oberfläche.
- Nistindex: Index entspricht der Grenzwellenlänge eines linearen Filters oder der Skala des Strukturierungselements eines morphologischen Filters. Unter 25178, branchenspezifische Taxonomien wie z. Rauheit vs Welligkeit werden durch das allgemeinere Konzept der "Skala-begrenzten Oberfläche" und "Cut-Off" durch "Nisting Index" ersetzt.
Die neuen verfügbaren Filter sind in der Reihe technischer Spezifikationen beschrieben, die in enthalten sind ISO 16610. Diese Filter umfassen: der Gaußsche Filter, der Spline -Filter, robuste Filter, morphologische Filter, Wavelet -Filter, Kaskadenfilter usw.
Parameter
Allgemeinheiten
3D -Flächenoberflächen -Texturparameter werden mit dem Großbuchstaben S (oder V) geschrieben, gefolgt von einem Suffix von einem oder zwei kleinen Buchstaben. Sie werden auf der gesamten Oberfläche und nicht mehr durch Mittelung der Schätzungen berechnet, die auf einer Reihe von Basislängen berechnet wurden, wie dies bei 2D -Parametern der Fall ist. Im Gegensatz zu 2D -Namenskonventionen spiegelt der Name eines 3D -Parameters den Filterkontext nicht wider. Zum Beispiel, Sa Es erscheint immer unabhängig von der Oberfläche, während es in 2D gibt Pa, Ra oder WA Je nachdem, ob das Profil ein primäres, Rauheit oder ein Welligkeitsprofil ist.
Höhenparameter
Diese Parameter umfassen nur die statistische Verteilung der Höhenwerte entlang der Zachse.
Parameter | Beschreibung |
---|---|
Sq | Wurzel mittlere quadratische Höhe der Oberfläche |
SSK | Schiefe der Höhenverteilung |
SKU | Kurtosis der Höhenverteilung |
Sp | Maximale Höhe der Peaks |
SV | Maximale Höhe der Täler |
Sz | Maximale Höhe der Oberfläche |
Sa | Arithmetische mittlere Höhe der Oberfläche |
Räumliche Parameter
Diese Parameter umfassen die räumliche Periodizität der Daten, insbesondere ihre Richtung.
Parameter | Beschreibung |
---|---|
Sal | Schnellste Verfall Autokorrelationsrate |
Str | Textur Seitenverhältnis der Oberfläche |
Std | Texturrichtung der Oberfläche |
Hybridparameter
Diese Parameter beziehen sich auf die räumliche Form der Daten.
Parameter | Beschreibung |
---|---|
SDQ | Wurzel mittlerer quadratischer Gradient der Oberfläche |
SDR | Entwickeltes Flächenverhältnis |
Diese Parameter werden aus der Materialverhältniskurve (berechnetAbbott-Firestone-Kurve).
Parameter | Beschreibung |
---|---|
Smr | Oberflächenlagerflächenverhältnis |
SDC | Höhe des Oberflächenlagerflächenverhältnisses |
SXP | Peak extreme Höhe |
VM | Materialvolumen in einer bestimmten Höhe |
VV | Hohlraumvolumen in einer bestimmten Höhe |
VMP | Materialvolumen der Peaks |
VMC | Materialvolumen des Kerns |
VVC | Hohlraumvolumen des Kerns |
VVV | Hohlraumvolumen der Täler |
Diese Feature -Parameter werden von a abgeleitet Segmentierung von der Oberfläche in Motive (Dales und Hills). Die Segmentierung wird mit a durchgeführt Wasserscheide -Methode.
Parameter | Beschreibung |
---|---|
SPD | Dichte der Peaks |
SPC | Arithmetische mittlere Peakkrümmung |
S10Z | 10 Punkthöhe |
S5p | 5 Punktspitzenhöhe |
S5V | 5 Punkte Valley Height |
SDA | Bereich geschlossener Dales |
Sha | Geschlossene Hügelfläche |
SDV | Closed Dales Volumen |
Shv | Closed Hills Volumen |
Software
Ein Konsortium mehrerer Unternehmen begann 2008 mit einer kostenlosen Implementierung von 3D -Oberflächentexturparametern. Das Konsortium, das als OpenGPS bezeichnet wird[1] Später konzentrierte sich seine Bemühungen auf ein XML-Dateiformat (X3P), das unter dem ISO-Standard ISO 25178-72 veröffentlicht wurde. Mehrere kommerzielle Pakete bieten Teil oder alle in ISO 25178 definierten Parameter wie z. Berge von Digital Surf, Spip von der Bildmetrologie[2], Truemap 6 von Truegage[3]sowie die Open Source Gwyddion.
Instrumente
Teil 6 des Standards unterteilt die nutzbaren Technologien für die Messung der 3D -Oberflächenstruktur in drei Familien:
- Topografisch Instrumente: Kontakt- und Nichtkontakt-3D-Profilometer, interferometrische und konfokale Mikroskope, strukturierte Lichtprojektoren, stereoskopische Mikroskope usw.
- Profilometrische Instrumente: Kontakt- und Nichtkontakt-2D-Profilometer, Linien-Triangulationslaser usw.
- Instrumente, die durch Integration funktionieren: pneumatisch Messung, kapazitiv, durch optische Verbreitung usw.
und definiert jede dieser Technologien.
Als nächstes untersucht der Standard eine Reihe dieser Technologien im Detail und widmet sich jeweils zwei Dokumente:
- Teil 6xx: Nominale Eigenschaften des Instruments
- Teil 7xx: Kalibrierung des Instruments
Kontaktprofilometer
Die Teile 601 und 701 beschreiben das Kontaktprofilometer mit einem Diamantpunkt, um die Oberfläche mit Hilfe eines lateralen Scanvorgangs zu messen.
Chromatische konfokale Messstoffe
Teil 602 beschreibt diese Art von Nichtkontaktprofilometer mit einem chromatischen konfokalen Sensor mit einem einzigen Punkt. Das Betriebsprinzip basiert auf der chromatischen Dispersion der weißen Lichtquelle entlang der optischen Achse über ein konfokales Gerät und die Erkennung der Wellenlänge, die sich durch a auf die Oberfläche konzentriert Spektrometer.
Kohärenz -Scanning -Interferometrie
Teil 604 beschreibt eine Klasse von optischen Oberflächenmessmethoden, bei denen die Lokalisierung von Interferenzfressen während eines Scans der optischen Pfadlänge ein Mittel zur Bestimmung von Oberflächeneigenschaften wie Topographie, transparenter Filmstruktur und optischen Eigenschaften bietet. Die Technik umfasst Instrumente, die spektral Breitband-, sichtbare Quellen (weißes Licht) verwenden, um die Lokalisierung von Störungen zu erreichen). CSI verwendet entweder die Lokalisierung von Fringe allein oder in Kombination mit der Interferenz -Randphase.
Fokusvariation
Teil 606 beschreibt diese Art der nichtkontakten flächenbasierten Methode. Das Betriebsprinzip basiert auf einer Mikroskop -Optik mit begrenzter Feldtiefe und einer CCD -Kamera. Durch das Scannen in vertikaler Richtung werden mehrere Bilder mit unterschiedlichem Fokus gesammelt. Diese Daten werden dann verwendet, um einen Oberflächendatensatz für die Rauheitsmessung zu berechnen.
Siehe auch
- Oberflächenrauheit
- Welligkeit
- Oberflächenmetrologie
- Berge: Oberflächenstrukturanalyse -Software
- ISO 16610: Filter für Oberflächenstruktur
Verweise
- ISO 25178 auf der ISO -Website
- Neue 3D -Parameter und Filtrationstechniken für die Oberflächenmetrologie, François Blateyron, Quality Magazine White Paper
- ISO/TS 16610-1: Geometrische Produktspezifikationen (GPS): Filtration-Teil 1: Übersicht und Grundkonzepte
- ISO/TS 14406: Geometrische Produktspezifikationen (GPS): Extraktion
- Blateyron, F. (2013). Die Flächenfeldparameter. Charakterisierung der Flächenoberflächenstruktur. R. Leach, Springer Berlin Heidelberg: 15-43.
- De Groot, P. J. (2014). Fortschritte bei der Spezifikation optischer Instrumente für die Messung der Oberflächenform und Textur. Proc. Spie. 9110: 91100M-91101-91112.
- Leach, R. K., ed. (2013). Charakterisierung der Flächenoberflächenstruktur. Heidelberg, Springer