【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及木质材料表面粗糙度测量领域，特别是涉及大幅面木质板件表面粗糙度的测量方法。
技术介绍
1、在木材加工行业，砂光后的板件表面质量在很大程度上可以用粗糙度来衡量，对后续的界面胶合、油漆涂饰等具有重要影响。砂光板件表面粗糙度主要由磨具上众多磨粒单元的综合切削作用引起。机械加工形成的表面粗糙度测定主要包括触摸法、接触法、非接触法。其中，触摸法凭借工人经验，存在较大的不确定性和判定误差。接触法采用接触式探针进行线粗糙度测量，其准确性会受木材的生物构造性不平度(多孔结构)影响，而且测量速度慢、测量范围小，不能满足大幅面板件的快速测定需求。相较于传统的线粗糙度参数，面粗糙度参数能够更全面地提供被测表面的三维轮廓信息，具备更广的统计学意义。
2、随着科技的发展，表面粗糙度具有越来越多样的非接触式测量方法，主要运用了干涉原理和光学探针原理。其中，白光干涉法、数字全息法、共聚焦显微法、共聚焦色差显微法、点自动对焦法及变焦法的仪器最高垂直分辨率为1～10nm，而木质材料的生物构造性不平度在数微米到数百微米，因而更为合适的为光切(断)法和激光三角法，其仪器最高分辨率分别为1μm、0.1μm。
3、目前，三维轮廓仪多采用光切(断)法，仪器价格昂贵，受限于仪器结构，其测量区域小，单次最大扫描面积(观察视野)一般在10cm2以内，部分设备虽具有图像拼接功能，但依然无法用于大幅面木质板件的表面粗糙度快速测量，多用于科研、小型零件的测量场景。采用激光三角法的激光轮廓传感器，其具有的视场(fov)从几厘米到一米多不等，常见于工
4、木材加工过程中，板件的表面缺陷图像识别技术已比较成熟，但尚缺乏适用于大幅面木质板件的表面粗糙度测量手段，而这制约了木材表面加工(如砂光工段)的质量控制。
技术实现思路
1、本专利技术要解决上述技术问题，从而提供一种大幅面木质板件表面粗糙度测量方法。本专利技术的方法，测量系统按板件幅面尺寸配置合适数量的激光轮廓传感器；然后通过相应的控制器与上位机进行串口通信，并对激光轮廓传感器扫描板件表面得到的初始三维点云数据进行后续处理。
2、本专利技术解决上述问题的技术方案如下：
3、一种大幅面木质板件表面粗糙度测量方法，具体包括以下步骤：
4、(1)：记激光轮廓传感器扫描木质板件表面得到的点云数据为：
5、z＝z(x,y)(x,y)∈d；
6、其中d为评定区域，其面积为a；
7、(2)计算评定基准面：平行于木质板件进给方向将扫描区域均分成连续的p个部分；在p个区域上分别选取最低的q个点，记录其z轴高度值，将所获得的共计p×q个点用于确定评定基准面方程，记为：
8、z＝f(x,y)(x,y)∈d；
9、其中z轴高度值表示的是木质板件表面上各点距离工作台基准的高度；
10、(3)将三维表面初始轮廓数据与评定基准面的z轴高度值做差，将其中结果为负值的点的z轴数据设置为0，消除木质板件的生物性不平度、局部结构缺陷以及厚度不均对表面粗糙度整体轮廓特征的影响，得到接近反映被测表面真实轮廓特征的表面粗糙度特征数据，记为：
11、e(x,y)＝z(x,y)-f(x,y)(x,y)∈d；
12、(4)计算最小二乘中位面：最小二乘中位面是一个具有理想轮廓的基准面，在取样面内，轮廓上各点至该面的距离平方和最小；设最小二乘中位面的z轴高度值为ε，实际轮廓表面上所有被测点(共k个点)的z轴高度为z1,z2,z3,…,zk，则：
13、
14、其中，(xi,yj)表示扫描平面在工作台平面上投影的位置，k＝mn；
15、即为：
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、最小值在对称轴处取得：
20、
21、(5)计算三维表面算数平均高度sa：即为在取样区域d上，被测实际轮廓上各点至具有理想轮廓的基准面高度差的绝对值的算术平均值；
22、
23、即：
24、
25、本专利技术上述技术方案中，扫描区域在平行于木质板件进给方向将被均分成连续的p部分，取各部分最低的q个点(共计pq组三维坐标数据)来确定评定基准面(依据幅面大小确定p、q取值，以保证精度和效率要求)；接下来，将初始轮廓数据与评定基准面的z轴高度值做差，将少许差值为负值的点位高度设置为0，得到反映板件表面轮廓特征的表面粗糙度点云数据；计算最小二乘中位面的z轴高度值；最后计算表面粗糙度点云数据中z轴高度值至最小二乘中位面高度差的绝对值的算术平均值，即为面粗糙度中的高度参数sa(算术平均高度)。
26、综上所述，本专利技术具有以下有益效果：
27、本专利技术所提供的方法适用于大幅面木质板件的表面粗糙度快速测定，且适用于连续测定。所提供的表面粗糙度测量方法可通过基准面校正，消除木质板件经砂光后存在的局部表面微观倾斜影响，从而得到反映板件真实表面粗糙度轮廓特征的算术平均高度sa值。
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1.一种大幅面木质板件表面粗糙度测量方法，具体包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种大幅面木质板件表面粗糙...
【专利技术属性】
技术研发人员：张健，周鑫林，赵建忠，李延军，姜全建，沈云芳，俞燕芬，
申请(专利权)人：浙江升华云峰新材股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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