【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及木質材料表面粗糙度測量領域，特別是涉及大幅面木質板件表面粗糙度的測量方法。
技術介紹
1、在木材加工行業，砂光后的板件表面質量在很大程度上可以用粗糙度來衡量，對后續的界面膠合、油漆涂飾等具有重要影響。砂光板件表面粗糙度主要由磨具上眾多磨粒單元的綜合切削作用引起。機械加工形成的表面粗糙度測定主要包括觸摸法、接觸法、非接觸法。其中，觸摸法憑借工人經驗，存在較大的不確定性和判定誤差。接觸法采用接觸式探針進行線粗糙度測量，其準確性會受木材的生物構造性不平度(多孔結構)影響，而且測量速度慢、測量范圍小，不能滿足大幅面板件的快速測定需求。相較于傳統的線粗糙度參數，面粗糙度參數能夠更全面地提供被測表面的三維輪廓信息，具備更廣的統計學意義。
2、隨著科技的發展，表面粗糙度具有越來越多樣的非接觸式測量方法，主要運用了干涉原理和光學探針原理。其中，白光干涉法、數字全息法、共聚焦顯微法、共聚焦色差顯微法、點自動對焦法及變焦法的儀器最高垂直分辨率為1～10nm，而木質材料的生物構造性不平度在數微米到數百微米，因而更為合適的為光切(斷)法和激光三角法，其儀器最高分辨率分別為1μm、0.1μm。
3、目前，三維輪廓儀多采用光切(斷)法，儀器價格昂貴，受限于儀器結構，其測量區域小，單次最大掃描面積(觀察視野)一般在10cm2以內，部分設備雖具有圖像拼接功能，但依然無法用于大幅面木質板件的表面粗糙度快速測量，多用于科研、小型零件的測量場景。采用激光三角法的激光輪廓傳感器，其具有的視場(fov)從幾厘米到一米多不等，常見于工
4、木材加工過程中，板件的表面缺陷圖像識別技術已比較成熟，但尚缺乏適用于大幅面木質板件的表面粗糙度測量手段，而這制約了木材表面加工(如砂光工段)的質量控制。
技術實現思路
1、本專利技術要解決上述技術問題，從而提供一種大幅面木質板件表面粗糙度測量方法。本專利技術的方法，測量系統按板件幅面尺寸配置合適數量的激光輪廓傳感器；然后通過相應的控制器與上位機進行串口通信，并對激光輪廓傳感器掃描板件表面得到的初始三維點云數據進行后續處理。
2、本專利技術解決上述問題的技術方案如下：
3、一種大幅面木質板件表面粗糙度測量方法，具體包括以下步驟：
4、(1)：記激光輪廓傳感器掃描木質板件表面得到的點云數據為：
5、z＝z(x,y)(x,y)∈d；
6、其中d為評定區域，其面積為a；
7、(2)計算評定基準面：平行于木質板件進給方向將掃描區域均分成連續的p個部分；在p個區域上分別選取最低的q個點，記錄其z軸高度值，將所獲得的共計p×q個點用于確定評定基準面方程，記為：
8、z＝f(x,y)(x,y)∈d；
9、其中z軸高度值表示的是木質板件表面上各點距離工作臺基準的高度；
10、(3)將三維表面初始輪廓數據與評定基準面的z軸高度值做差，將其中結果為負值的點的z軸數據設置為0，消除木質板件的生物性不平度、局部結構缺陷以及厚度不均對表面粗糙度整體輪廓特征的影響，得到接近反映被測表面真實輪廓特征的表面粗糙度特征數據，記為：
11、e(x,y)＝z(x,y)-f(x,y)(x,y)∈d；
12、(4)計算最小二乘中位面：最小二乘中位面是一個具有理想輪廓的基準面，在取樣面內，輪廓上各點至該面的距離平方和最小；設最小二乘中位面的z軸高度值為ε，實際輪廓表面上所有被測點(共k個點)的z軸高度為z1,z2,z3,…,zk，則：
13、
14、其中，(xi,yj)表示掃描平面在工作臺平面上投影的位置，k＝mn；
15、即為：
16、(z1-ε)2+(z2-ε)2+...+(zk-ε)2＝min；
17、亦即：
18、min＝kε2-2ε(z1+z2+z3+...+zk)+(z12+z22+z32...+zk2)；
19、最小值在對稱軸處取得：
20、
21、(5)計算三維表面算數平均高度sa：即為在取樣區域d上，被測實際輪廓上各點至具有理想輪廓的基準面高度差的絕對值的算術平均值；
22、
23、即：
24、
25、本專利技術上述技術方案中，掃描區域在平行于木質板件進給方向將被均分成連續的p部分，取各部分最低的q個點(共計pq組三維坐標數據)來確定評定基準面(依據幅面大小確定p、q取值，以保證精度和效率要求)；接下來，將初始輪廓數據與評定基準面的z軸高度值做差，將少許差值為負值的點位高度設置為0，得到反映板件表面輪廓特征的表面粗糙度點云數據；計算最小二乘中位面的z軸高度值；最后計算表面粗糙度點云數據中z軸高度值至最小二乘中位面高度差的絕對值的算術平均值，即為面粗糙度中的高度參數sa(算術平均高度)。
26、綜上所述，本專利技術具有以下有益效果：
27、本專利技術所提供的方法適用于大幅面木質板件的表面粗糙度快速測定，且適用于連續測定。所提供的表面粗糙度測量方法可通過基準面校正，消除木質板件經砂光后存在的局部表面微觀傾斜影響，從而得到反映板件真實表面粗糙度輪廓特征的算術平均高度sa值。
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1.一種大幅面木質板件表面粗糙度測量方法，具體包括以下步驟：
【技術特征摘要】
1.一種大幅面木質板件表面粗糙...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張健，周鑫林，趙建忠，李延軍，姜全建，沈云芳，俞燕芬，
申請(專利權)人：浙江升華云峰新材股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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