Soubor programů 3D analýz Twist 1 Přehled Osnova programu Oblasti aplikace Zobrazení Funkční charakteristika Funkce programu Twist Standardní funkce Shrnutí MTKJ Plzeň 03/2007 1
Oblast aplikace Oblasti aplikace Analýzy Twist jsou určeny pro hodnocení celé řady profilů povrchu. Posuzování stop na povrchu, vzniklých při jeho dokončování, je důležité především tam kde tento povrch je částí těsnícího spoje. Klasickým příkladem je montážní uzel zalomeného hřídele s ložisky. V případě, že stopy po obrábění mají nevhodný tvar, může působit tzv. archimédův efekt. Projeví se vytláčením maziva ven z ložiska nebo vnikáním nečistot do ložiska. V obou případech se zhoršují podmínky funkce smontovaných částí, tj. zalomeného hřídele a ložiska. Původní metody hodnocení využívaly jen profil šroubovice a zatížení, což nepostihovalo podstatu problému. Představená metoda analýzy vychází z reálných funkčních podmínek stykových povrchů. Zobrazení Rozsáhlé možnosti zobrazení Prostorové barevné vyobrazení Simulace fotografie Diagram vrstevnic Prostorové barevné vyobrazení Axonometrické síťové vyobrazení Axonometrické spojité vyobrazení Axonometrický spojitý obraz obrobeného povrchu MTKJ Plzeň 03/2007 2
Funkce programu -1 Příprava analýzy Twist Jednoduchý dialog při volbě: předběžný filtr použití pro vyřazení velkých vlnových délek při hledání dominantní vlnové délky, standardní filtr Gaussův filtr cut-off je použit když nebyla nalezena dominantní vlnová délka. Funkce programu - 2 Prostředky zobrazení zahrnují v případě potřeby standardní analýzy drsnosti, poskytují více způsobů prezentace dat, vyhodnocují autokorelační funkci, která je užitečná ke zvýraznění periodických složek profilu povrchu. 0 5 10 15 20 25 30 35 deg Document 0 0.2 0.4 0.6 0.8 mm µm 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Document 0 0.2 0.4 0.6 0.8 mm 0 5 10 15 20 25 30 35 deg 1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 Filtrovaný povrch Autokorelace MTKJ Plzeň 03/2007 3
Funkce programu - 3 Výsledky analýzy Twist 0 5 10 15 20 25 30 35 deg Document 0 0.2 0.4 0.6 0.8 mm µm 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Twist results Wavelength = 0.100 mm Depth = 1.565 um Gradient = 3.000 mm Cross-section = 78.000 um2 Starts/rev = 30 left Angle = 0 41' Diameter = 80.000 mm Filtrovaný povrch Funkce programu - 4 Popis parametrů Starts/rev (šroubovice/ot) Gradient (gradient) Depth (hloubka) Cross-section (příčný řez) - počet (začátků) šroubovic na otáčku - rozteč šroubovic - průměrná vzdálenost výstupek prohlubeň z Furierovy analýzy - plocha vlny sinusoidy vymezaná vlnovou délkou a hloubkou MTKJ Plzeň 03/2007 4
Standardní funkce Talymap nabízí rozsáhlé funkční možnosti Vyrovnání dat Zvětšení vybrané části Zrcadlový obraz a natáčení dat Vyloučení tvaru Filtrace na vlnitost a drsnost Kompletní soubory 3D a 2D parametrů Nastavení mezních hodnot Vyjmutí profilu 2D ze souboru dat 3D Shrnutí Soubor specializovaných analýz Rozsáhlé standardní analýzy 3D prostředky zobrazení 3D / 2D manipulace s daty Speciální funkce analýzy Twist 2D / 3D výpočty Twist 2D / 3D výpočty vzdáleností Specializované prostředky Taylor Hobson přizpůsobitelné nástroje měření 3D programy na míru MTKJ Plzeň 03/2007 5
Talymap Wear Soubor programů 3D analýz pro opotřebení / eroze 11 Přehled Osnova programu Oblast aplikace Zobrazení Funkční charakteristika Funkce programu analýzy opotřebení Standardní funkce Shrnutí MTKJ Plzeň 03/2007 6
Oblast aplikace Oblasti aplikace Analýzy opotřebení nebo eroze povrchu se uplatní v řadě aplikací. Obvykle se nejprve změří referenční povrch a následně je vzorek vystaven opotřebení nebo erozi. Poškozený povrch se měří, porovnává s referenčním a stanoví se opotřebení. Uvedené zkoušky lze využít v širokém spektru aplikací, např. v lékařské technice na vzorcích zubů, kolenních a kyčelních implantátů. Zuby Dentální aplikace zahrnují zubní pasty a plnící amalgamy. Při analýze se změří referenční sada zubů, potom se zuby podrobí zkoušce s použitím pasty. Obroušené zuby se znovu měří a vyhodnotí se jejich opotřebení. Lékařské implantáty Základním požadavkem na náhrady koleních, kyčelních a rameních kloubů je vysoká odolnost proti opotřebení. Charakteristiku opotřebení lze nejlépe zjistit porovnáním vzorku po třecí zkoušce s původním stavem. Zobrazení Rozsáhlé možnosti zobrazení Prostorové barevné vyobrazení Simulace fotografie Diagram vrstevnic Prostorové barevné vyobrazení Axonometrické síťové vyobrazení Axonometrické spojité vyobrazení Axonometrický spojitý obraz kolenního kloubu MTKJ Plzeň 03/2007 7
Funkce programu - 1 Způsob odečítání Funkce umožní zadat dva povrchy, např. referenční a opotřebený, a odečíst jeden od druhého. To umožňuje relativní vzájemné překrytí a porovnání obou povrchů. Referenční a opotřebený povrch Skutečné povrchy odečtené po každé změně jejich stavu Zbytkový nebo výsledný povrch po odečtení Funkce programu - 2 Výpočet objemu Funkce Objem výstupků programu Talymap Wear umožní po odečtení dvou povrchů vypočítat objem opotřebovaného povrchu. Barevný obraz zbytkového povrchu (Povrch A - Povrch B) Výpočet objemu zbytkového povrchu MTKJ Plzeň 03/2007 8
Standardní funkce Talymap nabízí rozsáhlé funkční možnosti Vyrovnání dat Zvětšení vybrané části Zrcadlový obraz a natáčení dat Vyloučení tvaru Filtrace na vlnitost a drsnost Kompletní soubory 3D a 2D parametrů Nastavení mezních hodnot Vyjmutí profilu 2D ze souboru dat 3D Shrnutí Soubor specializovaných analýz Rozsáhlé standardní analýzy 3D prostředky zobrazení 3D / 2D manipulace s daty Speciální funkce analýzy opotřebení Způsob odečítání Objemové parametry Specializované prostředky Taylor Hobson přizpůsobitelné nástroje měření 3D programy na míru MTKJ Plzeň 03/2007 9
Talymap Textured Surfaces Soubor programů 3D analýz povrchu 19 Přehled Osnova programu Oblast aplikace Zobrazení Funkční charakteristika Funkce programu analýzy opotřebení Standardní funkce Shrnutí MTKJ Plzeň 03/2007 10
Oblast aplikace Oblasti aplikace U řady texturovaných (tvarovaných) povrchů je důležitý vzhled a/nebo funkční charakteristika. Parametry 3D jsou připraveny charakterizovat funkční vlastnosti povrchů, ale méně úspěšné jsou ve vymezování vzhledových charakteristik substrátů. Program Textured Surfaces obsahuje speciální funkce, které pomohou kvantifikovat vizuální vlastnosti povrchu. Typickými příklady texturovaných povrchů jsou lidská kůže a plastové součástky automobilů. Součástky automobilů Interiér automobilu je vybaven většinou dílců vyrobených z polymerových desek se strukturovaným povrchem. Kvalita a pevnost těchto dílců závisí na rovnoměrnosti a kvalitě polymerových desek. Soubor programů pro texturované povrchy spojený s vhodným měřícím systémem zajistí výrobcům objektivní analýzy povrchů polymerových polotovarů. Kosmetika (lidská kůže) Velká část nákladů v kosmetickém průmyslu je věnována vývoji krémů proti stárnutí. Výsledky vývoje je třeba hodnotit, což umožní tento speciální 3D program analýzami vzorků kůže před a po aplikaci krémů. Zobrazení Rozsáhlé možnosti zobrazení Prostorové barevné vyobrazení Simulace fotografie Diagram vrstevnic Fotosimulace kůže Axonometrické síťové vyobrazení Axonometrické spojité vyobrazení Axonometrický spojitý obraz kůže MTKJ Plzeň 03/2007 11
Funkce programu - 1 Objem výstupků Funkce umožní měřit objem a plochy vybraných částí povrchu, např. brousících zrn. Uživatel volí mezní výšku profilu nad kterou program vyhodnotí objemové parametry všech výstupků (částic). Výpočet objemu výstupků Funkce programu - 2 Binární barevný obraz Funkce umožní měnit počet barev pro zobrazení povrchu. Standardní barevné znázornění používá 256 barev, ale je možné povrch zobrazit jen 2 barvami (binární obraz). Binární barevný obraz MTKJ Plzeň 03/2007 12
Funkce programu - 3 Měření zrna Funkce umožní výběr části povrchu a výpočet jeho objemové i plošné charakteristiky. Měření zrna Funkce programu - 4 Výpočet plochy a objemu Funkce zajistí výpočet řady objemových parametrů povrchu. Parameters calculated on the surface No2 Area & v olume Para mete rs Sm r = 0 % (1 µ m un der t he hi ghes t pea k) Sd c = 50.81 8 µm ( 20%- 80%) Sm mr = 0.077 336 m m3/m m2 Sm vr = 0.089 463 m m3/m m2 = 0 % (1 µ m un ST p der t he hi ghes t pea k) SH Tp = 50.81 8 µm ( 20%- 80%) Výpočet plochy a objemu Popis parametrů MTKJ Plzeň 03/2007 13
Funkce programu - 5 Binární filtrace Funkce umožní nastavit mezní výšku profilu tak, že všechny body nad/pod touto mezí tvoří soubor 1. Výsledkem je binárně filtrovaný povrch, který tvoří soubor datových bodů s hodnotou 1 nebo 0. Funkce zajistí výběr částic povrchu podle jejich výšky. Funkce binární filtrace Talymap Povrch po binární filtraci Funkce programu - 6 Morfologický operátor Funkce umožní upravovat povrch po binární filtraci různými způsoby, např. erozí, dilatací. Výsledný povrch může být dále analyzován nebo filtrován. Povrch po binární filtraci Morfologické operátory Erodovaný povrch po binární filtraci MTKJ Plzeň 03/2007 14
Funkce programu - 7 Binární překrytí Binární překrytí je technika použitá k vyčlenění dat z původního povrchu. Filtrací dat původního povrchu se získá povrch, který obsahuje jen datové body vyznačené hodnotou 1 (modré) v binárním překrytí. Funkce binárního překrytí Překrytý substrát Jsou ještě nejasnosti v binárním překrytí? Funkce programu - 8 Třídění zrn Funkce umožňuje rozdělit povrch po binární filtraci na dva různé substráty, tvořené částicemi nad a pod mezní výškou. Kritériem může být plocha zrn, obvod,průměr, kruhovitost, apod. Nad mezní výškou Povrch po binární filtraci Funkce třídění zrn Pod mezní výškou MTKJ Plzeň 03/2007 15
Funkce programu - 9 Měření vrásek (rýh) Funkce umožní definovat vrásky na povrchu a vypočítat objemové parametry. Toto hodnocení je výhodné pro řadu případů od analýz kůže až po výrobu lékařských implantátů. Výpočet parametrů vrásek Funkce programu - 10 Optické působení mikroreliéfu Funkce umožní analýzu složitostí povrchu a může být využita v kosmetice a/nebo analýzách rýh a vrypů. Výpočet parametru MTKJ Plzeň 03/2007 16
Funkce programu - 11 Vektorové hodnocení mikroprohlubní Funkce informuje o maximální i průměrné hloubce a průměrné hustotě prohlubní (rýh) na povrchu. Výpočet parametrů Funkce programu - 12 Směr textury Funkce přináší informace o hlavních směrech textury povrchu. Informace je užitečná v kosmetice a tribologických aplikacích, kde je důležitý směr povrchových stop. Informace o hlavních směrech textury MTKJ Plzeň 03/2007 17
Funkce programu - 13 Isotropie textury Funkce je určena k analýzám povrchu s dominantními směry stop. Textura je analyzována Furierovou transformací s polárním diagramem spektra povrchu. Funkce vyhodnotí důležité směry textury povrchu. Informace o hlavních směrech textury Standardní funkce Talymap nabízí rozsáhlé funkční možnosti Vyrovnání souboru dat Zaměření (zvětšení) na vybrané části souboru dat Zrcadlový obraz a otáčení souborů dat Vyloučení tvaru Filtrace na vlnitost a drsnost Morfologická filtrace Kompletní soubor 3D a 2D parametrů Nastavení prahových (mezních) hodnot Doplnění neměřených datových bodů Vyjmutí profilu 2D ze souboru dat 3D MTKJ Plzeň 03/2007 18
Shrnutí Soubor specializovaných analýz Rozsáhlé standardní analýzy 3D prostředky zobrazení 3D / 2D manipulace s daty Speciální funkce pro texturované substráty Analýza zrn Analýza vrásek / rýh Specializované prostředky Taylor Hobson Přizpůsobitelné nástroje měření 3D Programy na míru Pro další informace navštivte www.taylor-hobson.com MTKJ Plzeň 03/2007 19
Plošné a objemové parametry Plošné a objemové parametry (povrchu) Smr (STp) Nosný poměr v dané hloubce Parametr musí být určován s mezní hodnotou a referenčním údajem. Např. 3µm pod nejvyšším výstupkem, 1µm nad středem, 1µm nad hranicí určenou 20%Tp. Sdc (SHTp) Výškový rozdíl řezů povrchem Výška oddělující dva nosné poměry. Tento parametr musí být určován dvěmi mezními hodnotami zadávanými v %. Smvr Střední hodnota poměru nezaplněného objemu Představuje celkový objem nezaplněného povrchu, který se získá měřením prostoru mezi body povrchu a imaginární horizontální rovinou proloženou v největší výšce profilu povrchu. Smmr Střední hodnota poměru materiálového objemu Představuje celkový objem materiálu povrchu, který se získá měřením prostoru mezi imaginární horizontální rovinou proloženou v největší hloubce profilu povrchu a body povrchu. Zpět Binárn rní překrytí Funkční detaily Binární překrytí spočívá v tom, že maskou vymezená část povrchu po binární filtraci se přidává k původnímu povrchu. Stanovením meze pro binární filtraci se definuje část binarizovaného povrchu. Tato se přidává k původnímu povrchu a tímto překrytím se vytváří povrch. Mez binární filtrace Přidáno k původnímu povrchu Původní povrch Povrch po binární filtraci Povrch po překrytí Zpět MTKJ Plzeň 03/2007 20