基于激光衍射原理的金刚石刻刀对刀方法研究
发布时间：2021-07-06 19:44
在超精密加工领域,金刚石刀具相对于工件表面间距检测精度低成为制约超精密加工精度的一个重要因素。激光衍射对刀是通过检测一级衍射条纹峰值点间距进行对刀间距测量的方法。但是衍射法测量对刀间距检测精度的影响因素众多,因此,研究安装工艺参数对衍射条纹峰值点分布位置的影响,对于提高超精密加工精度,保证超精密加工质量具有重要意义。本文通过研究安装工艺参数对激光衍射对刀间距检测精度的影响规律,目的是形成一种对刀样机工艺参数的精密调节方法。在查阅大量国内外文献,详细分析国内外研究现状的基础上,主要完成了以下几个方面的研究内容:首先,研究夫琅禾费远场衍射理论,并建立对刀间距检测模型。基于Solidworks设计开发了激光衍射对刀实验样机,并进行相关结构的设计优化,然后进行构件选型搭建相关样机。其中,底座升降机构用以为检测机构提供升降位移、光轴偏转台用以为检测机构提供偏航角度、检测机构用以完成对刀间距检测。通过实验初步确定了相关工艺影响因素。其次,研究了各个安装工艺参数对对刀间距检测精度的影响。建立了激光斜入射角度的衍射光强计算模型、CCD倾斜角度的衍射光强计算模型及矩孔倾斜角度的衍射光强计算模型。并基于相...
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
德国波龙公司Z-NANO对刀仪
只能用来进行对刀间距测量，功能单一。图 1.1 德国波龙公司 Z-NANO 对刀仪 图 1.2 天门精密机械有限公司 DTYⅡ1540 型对刀仪在国内，天津市天门精密机械有限公司生产的 DTYⅡ1540型对刀仪结构如图1.2所示。DTYⅡ1540型对刀仪由底座、立柱、轴系、对刀仪测量系统、对刀仪对准系统组成。在仪器的表座上，装有两块带有平测头的千分表，用于实现对刀仪的接触测量。两个千分表的位置均可调整。通过调整相应的滚花旋钮，实现两个千分表的移动和锁定。其测量精度达到了1μm。在功能方面，该对刀仪不仅可以检测对刀间距，还可以检测刀具切削刃径向和轴向尺寸。虽然功能提高了很多，但是在某些需高精度测量对刀间距的超精密加工方面，其对刀间距的检测精度仍不能满足要求。坐标测量机（Coordinate Measuring Machine,简称 CMM）是在三维空间点测量原理的基础上发展而来的。坐标测量机为了保证一定的测量精度，其检测量程被大大的限制，主要应用于中小尺寸、复杂形状表面轮廓尺寸的测量。但是，在进行对刀间距检测时
刀具参数及对刀间距信息[21-23]。其原理如图1.3所示。该检测方法具有图像处理算法简单的特点。而且通过软件编程，可以自动地对刀具轮廓进行跟踪并且可以识别刀具类型。图 1.3 电子摄像式刀具预调测量仪的检测原理由于采用先进的图像处理算法，电子摄像式刀具预调测量仪的检测及对刀精度较高。在国外市场上，德国 ZOLLER 卓勒公司生产的 Smile400/4-pilot2.0型刀具预调测量仪，可以达到1μm 的显示分辨率、1μm 的重复测量精度，如图1.4所示。在国内市场上，尚没有成熟的电子摄像式对刀间距检测设备。高测量精度的电子摄像式刀具预调测量仪一直被国外所垄断，而且价格昂贵、功能单一。为了满足国内超精密加工的高精度对刀、检刀需求
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光衍射对刀装置的开发与应用[J]. 石广丰,张玉石,史国权. 制造业自动化. 2017(09)
[2]基于MATLAB的光传播特性的数值计算[J]. 郑兴荣,宋小永,郑燕飞,王琪,姜蓉. 陇东学院学报. 2017(05)
[3]基于CCD的装配式铣刀盘精度检测方法研究[J]. 孙学雁,宋鹏飞,徐梦妍. 机械工程师. 2017(09)
[4]轴类工件表面视觉自动检测系统[J]. 孙阔原,蒋理兴,王俊亚,张峰,韩硕. 无损检测. 2016(06)
[5]光的衍射应用研究[J]. 黄金仙. 通讯世界. 2015(24)
[6]采用CCD错位成像技术提高图像质量[J]. 李亚鹏,何斌. 光学学报. 2015(02)
[7]低噪声双波长数字全息及在超精密加工表面检测中的应用[J]. 潘卫清,龚国芳,范玉峰. 光电工程. 2015(01)
[8]利用半导体激光衍射条纹测丝径和缝宽[J]. 许江勇,吴浪,林秋霞,杨建义,周波. 兴义民族师范学院学报. 2014(05)
[9]微小车床对刀间隙检测技术分析[J]. 张明华. 硅谷. 2014(18)
[10]超精密机床研究现状与展望[J]. 梁迎春,陈国达,孙雅洲,陈家轩,陈万群,于楠. 哈尔滨工业大学学报. 2014(05)
博士论文
[1]电子摄像式刀具预调测量仪的研究[D]. 刘力双.天津大学 2006
硕士论文
[1]机械刻划光栅槽面残余应力及回弹变形研究[D]. 田在祺.长春理工大学 2017
[2]超精密车床的光学对刀仪设计与实验测试[D]. 文莉.广东工业大学 2016
[3]基于CCD的大范围直径测量系统研究[D]. 郗珍妹.北京交通大学 2015
[4]图像特征信息提取的算法研究[D]. 王奕婷.西安科技大学 2014
[5]刀具图像轮廓特征检测[D]. 陈琛.西安工业大学 2013
[6]基于机器视觉的线结构光尺寸测量系统[D]. 曹智文.湖北工业大学 2012
[7]激光聚焦式测头在纳米计量系统中的研究与应用[D]. 谢初南.天津大学 2012
[8]图像处理在刀具参数检测系统中的应用[D]. 黄薇薇.中北大学 2009
[9]刀具预调仪总体设计与精度保障研究[D]. 刘刚.中北大学 2008
[10]基于CMOS成像的轮毂节圆检测技术及其装置[D]. 乐莹.浙江大学 2008
本文编号：3268859
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
德国波龙公司Z-NANO对刀仪
只能用来进行对刀间距测量，功能单一。图 1.1 德国波龙公司 Z-NANO 对刀仪 图 1.2 天门精密机械有限公司 DTYⅡ1540 型对刀仪在国内，天津市天门精密机械有限公司生产的 DTYⅡ1540型对刀仪结构如图1.2所示。DTYⅡ1540型对刀仪由底座、立柱、轴系、对刀仪测量系统、对刀仪对准系统组成。在仪器的表座上，装有两块带有平测头的千分表，用于实现对刀仪的接触测量。两个千分表的位置均可调整。通过调整相应的滚花旋钮，实现两个千分表的移动和锁定。其测量精度达到了1μm。在功能方面，该对刀仪不仅可以检测对刀间距，还可以检测刀具切削刃径向和轴向尺寸。虽然功能提高了很多，但是在某些需高精度测量对刀间距的超精密加工方面，其对刀间距的检测精度仍不能满足要求。坐标测量机（Coordinate Measuring Machine,简称 CMM）是在三维空间点测量原理的基础上发展而来的。坐标测量机为了保证一定的测量精度，其检测量程被大大的限制，主要应用于中小尺寸、复杂形状表面轮廓尺寸的测量。但是，在进行对刀间距检测时
刀具参数及对刀间距信息[21-23]。其原理如图1.3所示。该检测方法具有图像处理算法简单的特点。而且通过软件编程，可以自动地对刀具轮廓进行跟踪并且可以识别刀具类型。图 1.3 电子摄像式刀具预调测量仪的检测原理由于采用先进的图像处理算法，电子摄像式刀具预调测量仪的检测及对刀精度较高。在国外市场上，德国 ZOLLER 卓勒公司生产的 Smile400/4-pilot2.0型刀具预调测量仪，可以达到1μm 的显示分辨率、1μm 的重复测量精度，如图1.4所示。在国内市场上，尚没有成熟的电子摄像式对刀间距检测设备。高测量精度的电子摄像式刀具预调测量仪一直被国外所垄断，而且价格昂贵、功能单一。为了满足国内超精密加工的高精度对刀、检刀需求
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光衍射对刀装置的开发与应用[J]. 石广丰,张玉石,史国权. 制造业自动化. 2017(09)
[2]基于MATLAB的光传播特性的数值计算[J]. 郑兴荣,宋小永,郑燕飞,王琪,姜蓉. 陇东学院学报. 2017(05)
[3]基于CCD的装配式铣刀盘精度检测方法研究[J]. 孙学雁,宋鹏飞,徐梦妍. 机械工程师. 2017(09)
[4]轴类工件表面视觉自动检测系统[J]. 孙阔原,蒋理兴,王俊亚,张峰,韩硕. 无损检测. 2016(06)
[5]光的衍射应用研究[J]. 黄金仙. 通讯世界. 2015(24)
[6]采用CCD错位成像技术提高图像质量[J]. 李亚鹏,何斌. 光学学报. 2015(02)
[7]低噪声双波长数字全息及在超精密加工表面检测中的应用[J]. 潘卫清,龚国芳,范玉峰. 光电工程. 2015(01)
[8]利用半导体激光衍射条纹测丝径和缝宽[J]. 许江勇,吴浪,林秋霞,杨建义,周波. 兴义民族师范学院学报. 2014(05)
[9]微小车床对刀间隙检测技术分析[J]. 张明华. 硅谷. 2014(18)
[10]超精密机床研究现状与展望[J]. 梁迎春,陈国达,孙雅洲,陈家轩,陈万群,于楠. 哈尔滨工业大学学报. 2014(05)
博士论文
[1]电子摄像式刀具预调测量仪的研究[D]. 刘力双.天津大学 2006
硕士论文
[1]机械刻划光栅槽面残余应力及回弹变形研究[D]. 田在祺.长春理工大学 2017
[2]超精密车床的光学对刀仪设计与实验测试[D]. 文莉.广东工业大学 2016
[3]基于CCD的大范围直径测量系统研究[D]. 郗珍妹.北京交通大学 2015
[4]图像特征信息提取的算法研究[D]. 王奕婷.西安科技大学 2014
[5]刀具图像轮廓特征检测[D]. 陈琛.西安工业大学 2013
[6]基于机器视觉的线结构光尺寸测量系统[D]. 曹智文.湖北工业大学 2012
[7]激光聚焦式测头在纳米计量系统中的研究与应用[D]. 谢初南.天津大学 2012
[8]图像处理在刀具参数检测系统中的应用[D]. 黄薇薇.中北大学 2009
[9]刀具预调仪总体设计与精度保障研究[D]. 刘刚.中北大学 2008
[10]基于CMOS成像的轮毂节圆检测技术及其装置[D]. 乐莹.浙江大学 2008
本文编号：3268859
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