轴承是精密机械零件，对滚动体和轴承套圈的圆度、波纹度和表面粗糙度有很高的要求，生产过程必须满足亚微米级公差。为了验证生产质量，采用了最先进的接触测量技术，对如圆度和波纹度进行测量以及根据ISO 4287标准对表面粗糙度进行测量。为了测量圆度和波纹度，使用了特殊的测量仪，同时也可用来测量表面粗糙度。测量主要是在实验室环境中以随机抽样的方式检查零件。同时，为了满足日益增长的轴承质量要求，必须增大样本尺寸，但这增加了质量检查所需的时间。散射光光学测量技术有助于解决这些矛盾的要求。这项技术基于光从表面的反射，可在一次操作中测量圆度、波纹度和表面粗糙度。提供洁净的环境，就可使用散射光进行自动测量，并将其集成于如超精和磨削等生产过程中。此外，周期时间远比接触测量短。散射光测量的结果可校准。通过校准圆度和波纹度可达到国际标准。Aq是从表面粗糙度的光学结果得来的新参数，虽然其与已知的Ra和Rz值无关，但与偶尔使用的Rdq值有关。

散射光技术的基本原理

散射光技术是一种检测表面微观形貌的新方法，其由VDA 2009定义。本标准描述了散射光角分辨率的测量方法，该法特别适用于摩擦因数要求非常低的光滑表面，其基于光散射定律和镜面模型。入射光以粗糙表面的微观形貌角φ反射。通过Fourier光学，反射光在聚焦平面上传输。探测器记录散射角的强度分布，也就等同记录了频率分布。

在计算表面粗糙度轮廓的梯度分布时，必须使用λs低通滤波器。此外，还必须考虑测量仪器的横向分辨率。

滚动轴承行业通常在一种理想条件下，在精密测量室里用形貌仪测量形状和波纹度。这种测量在生产环境的应用是不可取的，因为环境振动会使测量结果失真。这些畸变的测量极易导致代价昂贵的误读。

散射光技术在轴承工业中的应用

轴承套圈的100%测量，轴承生产中的质量保证需要精密测量，目的是在大批量和短周期生产时满足最严格的公差。由于实验室测量费用高，例如到实验室的步行距离长且测量周期长，传统的测量方法只能通过测量样品来监测过程，生产过程中的随机误差极易被忽略。因此，100%在线过程监测将成为主要优势。如果这些误差位于滚动零件的接触区域，则轴承在将来的运行中极有可能产生噪声。在随机抽样检验中，这些误差仅能被偶然发现。

汽车工业对滚动轴承的质量要求越来越高。表面粗糙度和波纹度公差精确到亚微米。幅值分布和角度分布的统计值能很好地描述表面粗糙度。然而，在形状轮廓的Fourier分析的幅值谱中可发现产生的波纹。散射光提供了一种可追踪的测量技术，可计算表面粗糙度的参数Aq。散射光可区分超精和磨削等不同的加工过程。同时，利用形状轮廓的积分可确定形状轮廓的宏观梯度。这项技术稳健、快速、非接触，可用于在生产场地进行加工过程的100%监测。