轴类零件激光在线检测系统关键技术研究

发布时间：2017-09-02 03:39

  本文关键词：轴类零件激光在线检测系统关键技术研究

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【摘要】：轴类零件是机械产品中广泛应用的重要零件,其直线度有较高要求。针对小直径轴管类零件实际生产的需要,研究设计了一套完整CJA40-20M型自动校直机激光在线检测系统,主要研究内容包括激光传感器输出特性研究、检测系统理论方法研究、结构设计、程序设计、系统的误差分析等方面。 激光在线检测系统采用激光三角法测量轴管类零件的半径变化量,运用最小二乘法计算零件的圆度；考虑到小直径轴管类零件的特点,研究分析采样点数对测量结果的影响,确定合理采样点数,减少采样成本。根据激光位移传感器的工作原理和实际需要,设计了位移可调工作台,完善了测量环境。以Siemens S7-1200PLC为控制核心,设计了在线检测控制系统,编写Siemens S7-1200PLC的主控程序和检测程序,实现工件的自动检测和采样数据的快速处理。针对测量过程中的倾斜度误差,进行了相关的理论研究和计算,减小了倾斜度误差对测量结果的影响。通过试验对激光位移传感器进行相关输出特性的研究,分析影响传感器测量精度的多种因素,提出了减少误差的措施,提高了检测系统的精确度。本检测系统经过运转测试,检测精度可达到5um,可以满足8-20mm中小直径的轴管类零件非接触在线检测任务。
【关键词】：在线检测 圆度 采样点数 倾斜度误差
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP274;TH13
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-10
• 目录10-12
• 插图清单12-13
• 表格清单13-14
• 第一章 绪论14-21
• 1.1 校直设备与在线检测技术14-16
• 1.1.1 校直与校直设备14
• 1.1.2 在线检测技术14-15
• 1.1.3 激光位移传感器15-16
• 1.2 轴类零件激光在线检测系统主要存在的问题16
• 1.3 激光检测技术国内外研究现状16-20
• 1.3.1 尺寸测量16-17
• 1.3.2 公差测量17-19
• 1.3.3 三维表面测量19-20
• 1.4 本论文主要研究内容与方法20
• 1.5 论文研究的背景与意义20-21
• 第二章 轴类零件激光在线检测系统原理21-29
• 2.1 激光三角测量法21-23
• 2.1.1 激光三角测量法原理21
• 2.1.2 斜射式激光三角法21-22
• 2.1.3 直射式激光三角法22-23
• 2.2 小型轴类零件截面圆度检测方法23-26
• 2.2.1 最小二乘法原理23-24
• 2.2.2 圆度计算公式24-26
• 2.3 轴类零件径向采样点数的研究26-28
• 2.3.1 采样点数对测量结果的影响26
• 2.3.2 圆度采样点数合理性分析26-28
• 2.4 小结28-29
• 第三章 轴类零件激光在线检测系统设计29-43
• 3.1 CJA40-20M校直机工作流程29-31
• 3.1.1 校直机工作对象29
• 3.1.2 校直机的工作流程29-31
• 3.2 在线检测系统的机械结构设计31-34
• 3.2.1 激光检测系统设计31
• 3.2.2 激光传感器工作台的设计31-32
• 3.2.3 工件夹紧方式的选择32-34
• 3.3 在线检测系统的装置选择34-38
• 3.3.1 激光传感器的选择34
• 3.3.2 PLC的选择34-37
• 3.3.3 驱动电机的选择37-38
• 3.4 在线检测系统程序设计38-42
• 3.4.1 程序设计软件38
• 3.4.2 检测程序38-41
• 3.4.3 检测过程异常情况处理41-42
• 3.5 小结42-43
• 第四章 轴类零件激光在线检测系统的误差分析43-52
• 4.1 工件表面特征对检测结果的影响43-48
• 4.1.1 工件表面粗糙度和光泽的影响43-44
• 4.1.2 工件表面颜色的影响44-45
• 4.1.3 工件表面倾斜的影响45-48
• 4.2 激光传感器误差分析48-50
• 4.2.1 激光光强和直径的影响48-49
• 4.2.2 外界环境的影响49-50
• 4.3 在线检测系统综合误差分析50
• 4.4 小结50-52
• 第五章 实验分析与验证52-58
• 5.1 轴类零件径向采样点数的实验研究52-54
• 5.1.1 被测对象52
• 5.1.2 实验过程52
• 5.1.3 实验结果与分析52-54
• 5.2 工件表面特征和外界环境对检测结果影响的实验研究54-57
• 5.2.1 工件表面粗糙度的影响效果54-55
• 5.2.2 工件表面颜色的影响效果55-56
• 5.2.3 外界环境的影响效果56-57
• 5.3 小结57-58
• 第六章 总结与展望58-59
• 6.1 工作总结58
• 6.2 论文的不足与展望58-59
• 参考文献59-62

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：776212