ISO 25178: Геометрические спецификации продукции (GPS) – Текстура поверхности: площадь – это сборник международных стандартов Международной организации по стандартизации , касающихся анализа трехмерной текстуры поверхности .
Документы, составляющие стандарт:
В будущем могут быть предложены и другие документы, но структура сейчас почти определена. Деталь 600 заменит общую деталь, присутствующую во всех остальных деталях. После пересмотра части 60x будут сокращены и будут содержать только описания, относящиеся к технологии прибора.
Это первый международный стандарт, учитывающий спецификацию и измерение трехмерной текстуры поверхности. В частности, стандарт определяет параметры текстуры 3D-поверхности и связанные с ними операторы спецификации. В нем также описываются применимые технологии измерения, методы калибровки , а также необходимые физические стандарты калибровки и программное обеспечение для калибровки.
Важной новой особенностью, включенной в стандарт, является охват бесконтактных методов измерения, которые уже широко используются в промышленности, но до сих пор не имеют стандарта для поддержки аудита качества в рамках ISO 9000 . Впервые стандарт официально вводит методы 3D- метрологии поверхности вслед за 2D- профилометрическими методами, которые применяются в стандартах уже более 30 лет. То же самое относится и к технологиям измерения, которые не ограничиваются контактными измерениями (с помощью щупа с алмазным наконечником ), но могут быть и оптическими, например, хроматические конфокальные датчики и интерферометрические микроскопы .
Стандарт ISO 25178 рассматривается TC213 как прежде всего обеспечивающий переопределение основ текстуры поверхности, основанный на принципе, согласно которому природа по своей сути является трехмерной. Ожидается, что будущая работа расширит эти новые концепции на область двухмерного профилометрического анализа текстуры поверхности, что потребует полного пересмотра всех существующих стандартов текстуры поверхности (ISO 4287, ISO 4288, ISO 1302, ISO 11562, ISO 12085, ISO 13565, и т. д.)
Вводится новая лексика:
Новые доступные фильтры описаны в серии технических спецификаций, включенных в ISO 16610 . К этим фильтрам относятся: фильтр Гаусса, сплайн-фильтр, надежные фильтры, морфологические фильтры, вейвлет-фильтры, каскадные фильтры и т. д.
Параметры текстуры 3D-площадной поверхности записываются заглавной буквой S (или V), за которой следует суффикс из одной или двух маленьких букв. Они рассчитываются по всей поверхности и не более, путем усреднения оценок, рассчитанных по ряду базовых длин, как в случае с 2D-параметрами. В отличие от соглашений об именах 2D, имя параметра 3D не отражает контекст фильтрации. Например, Sa всегда появляется независимо от поверхности, тогда как в 2D есть Pa , Ra или Wa в зависимости от того, является ли профиль первичным, шероховатым или волнистым.
Эти параметры включают только статистическое распределение значений высоты вдоль оси z.
Эти параметры включают пространственную периодичность данных, в частности их направление.
Эти параметры относятся к пространственной форме данных.
Эти параметры рассчитываются по кривой соотношения материалов ( кривая Эбботта-Файерстоуна ).
Эти параметры объекта получаются в результате сегментации поверхности на мотивы (долины и холмы). Сегментация осуществляется методом водораздела .
В 2008 году консорциум нескольких компаний начал работу над бесплатной реализацией параметров трехмерной текстуры поверхности. Консорциум под названием OpenGPS [1] позже сосредоточил свои усилия на формате файла XML (X3P), который был опубликован в соответствии со стандартом ISO 25178-72. Несколько коммерческих пакетов предоставляют часть или все параметры, определенные в ISO 25178, например, MountainsMap от Digital Surf, SPIP от Image Metrology [2], TrueMap 6 от TrueGage [3], а также Gwyddion с открытым исходным кодом.
Часть 6 стандарта делит используемые технологии для трехмерного измерения текстуры поверхности на три семейства:
и определяет каждую из этих технологий.
Далее стандарт подробно исследует ряд этих технологий и посвящает каждой из них два документа:
В частях 601 и 701 описан контактный профилометр, использующий алмазную точку для измерения поверхности с помощью устройства бокового сканирования.
В части 602 описан этот тип бесконтактного профилометра, включающий одноточечный хроматический конфокальный датчик белого света. Принцип работы основан на хроматической дисперсии источника белого света вдоль оптической оси с помощью конфокального устройства и обнаружении длины волны, сфокусированной на поверхности, с помощью спектрометра .
Часть 604 описывает класс методов измерения оптической поверхности, в которых локализация интерференционных полос во время сканирования длины оптического пути обеспечивает средства для определения характеристик поверхности, таких как топография, структура прозрачной пленки и оптические свойства. Этот метод включает в себя инструменты, которые используют широкополосные источники видимого света (белый свет) для локализации интерференционных полос). CSI использует либо локализацию интерференционной полосы отдельно, либо в сочетании с фазой интерференционной полосы.
Часть 606 описывает этот тип бесконтактного метода на основе площади. Принцип работы основан на оптике микроскопа с ограниченной глубиной резкости и ПЗС-камере. Путем сканирования в вертикальном направлении собираются несколько изображений с разным фокусом. Эти данные затем используются для расчета набора данных о поверхности для измерения шероховатости.