可用于工件内腔尺寸测量的共焦式激光测量方法研究
发布时间：2021-07-22 18:07
工件内腔尺寸的测量一直都是生产企业的难点,因此开展工件内腔尺寸测量方法的研究至关重要。非接触式测量技术广泛应用于工件尺寸的测量,而其中激光共焦测量方法因其独特的光学层析能力和良好的测量精度具有独特的优势。本文主要针对内腔式零部件尺寸的测量开展了一种共焦式激光测量方法研究。论文的主要工作如下:1.介绍了激光共焦测量原理,在分析动态主动调焦法测量原理的基础上,进一步阐述了单光路共焦技术的理论。与此同时,为了更好地研究激光共焦技术的检测特性,先期对激光测量系统的光路进行了相关仿真与设计,在后文中再用实验进一步说明理论的正确性及实验的可行性。并从理论上分析了点探测器轴向偏移量及针孔光阑尺寸对共焦测量系统的影响。2.对器件进行了选型。重点对光电信息转换与处理系统进行了深入的研究和探讨,设计了光电信号处理电路、A/D采集电路和单片机控制电路,并通过单片机编程实现了光强信号的检测。3.设计了自动调焦系统,采用宏动与微动相结合的调焦控制方法,实现了大行程、高精度的自动调焦。设计了两级进给台的单片机控制电路及驱动电路,同时进行了两级进给台的机械结构设计,使得聚焦透镜可以快速精确的进行调焦。4.搭建了共焦...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
复杂内孔
和几何要素的形状，值得注意的是，零件表面的尺寸测量是至关重要的关键点种程度上决定了零部件的互换性，产品的质量也因此被影响[1]。因此，表面尺复制、记录和比较物体形态特点的基础，它在机械加工、工业检测、生物及医有十分重要的意义和极其广阔的应用前景。而内腔式零部件由于接触式探头不易伸进去，如图 1-1 及图 1-2 所示，零件内孔及内槽的情况，其内壁尺寸难以测量，因此一直是生产企业的难点。内腔式内腔表面尺寸测量的精度要求非常高，但是大多数传统测量方式是通过探针和触来进行测量，这种方法有非常多的限制，就像它在测量中无法规避地会损伤面从而引起测量误差，同时这种方法测量效率低下，对测量速度造成很大困扰工件内腔尺寸检测的研究一种非接触测量方法是极其重要的[2]。它能有效解决件的尺寸检测问题，这对确保精密零件的质量、增强精密零件的竞争力有举足。非接触式测量技术中的光电检测技术因为其精度高、量程大和更加智能化等越来越多的青睐。其使用光学器件作为基础，光电检测器件检测包含被测信息计算机再处理光电检测器件输出的电信号，最后得到需要的几何量。
式零部件轮廓非接触测量方法的国内外研零部件内壁轮廓非接触测量的国内外研究现状进行分激光三角法、光环截面法及激光共焦测量法，进行优作为本课题的系统测量方法。量法式零部件内壁轮廓的测量，大部分采用光电检测技术同。激光三角法最常被使用。原理是测量探测器与光光器发射 LD 光线，经会聚透镜，产生散射，L2 接成像。如果被测物体表面产生位移，就会引起光线产变，其变化值就为测量位移值，就可计算得到实际位
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于51单片机的步进电机控制系统[J]. 孔祥煜. 内燃机与配件. 2019(05)
[2]基于单片机的步进电机系统设计方法探究[J]. 姜昊,郑颖. 南方农机. 2019(04)
[3]单片机控制步进电机研究[J]. 黄兆波,李姿. 南方农机. 2019(04)
[4]高精度共焦自准直中心偏测量装置[J]. 葛洪,王允,邱丽荣. 光学技术. 2018(06)
[5]一种应用于数字共焦显微系统的压电陶瓷物镜驱动器控制电源[J]. 邱钊鹏,范晶彦,张莉莉. 电子器件. 2018(04)
[6]压电陶瓷微位移的光干涉测量与控制系统[J]. 齐艳强,赵晓丹,李孟阳,张明达,陈智辉,杨毅彪. 太原理工大学学报. 2018(04)
[7]差动共焦显微成像高稳定三维扫描技术与系统[J]. 舒攀,盛忠,邱丽荣,赵伟瑞,赵维谦. 光学技术. 2017(03)
[8]光电检测技术的发展趋势及应用前景[J]. 王紫,陈杰,艾若涵. 四川水泥. 2017(03)
[9]共焦法在不同环境对定焦间距精度的影响[J]. 原泉,任寰,杨一,张霖,石振东,马骅. 科学技术与工程. 2016(11)
[10]激光差动共焦显微成像中的轴向快速定焦方法[J]. 毛新越,赵维谦,王允,刘大礼,王蕾. 光学技术. 2015(05)
博士论文
[1]微靶装配在线监测系统关键技术研究[D]. 王婷.天津大学 2009
[2]多功能共焦表面测量系统研究[D]. 李海燕.哈尔滨工业大学 2009
硕士论文
[1]基于空间光调制器的结构探测共焦横向超分辨方法研究[D]. 周梦姣.哈尔滨工业大学 2016
[2]激光差动共焦传感器传感特性研究[D]. 路晓明.北京理工大学 2015
[3]步进式精密直线压电驱动器的设计与研究[D]. 连安志.长安大学 2015
[4]基于聚焦光针干涉和共焦成像的多功能表面形貌测量系统[D]. 林芬芬.华中科技大学 2015
[5]单片机控制的步进电机文检系统[D]. 李晴.北京交通大学 2014
[6]高精度内径测量系统的研究与设计[D]. 崔唯佳.中北大学 2013
[7]激光雷达的激光自动聚焦控制系统研究[D]. 回英超.长春理工大学 2013
[8]共焦测头中音叉振动与时间差检测问题的研究[D]. 陈本轩.天津大学 2009
[9]光探针测量系统中瞄准信号的检测与处理的研究[D]. 刘卿卿.哈尔滨工业大学 2008
[10]基于时间差法的光学共焦测头的研究[D]. 吕东伏.天津大学 2007
本文编号：3297636
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
复杂内孔
和几何要素的形状，值得注意的是，零件表面的尺寸测量是至关重要的关键点种程度上决定了零部件的互换性，产品的质量也因此被影响[1]。因此，表面尺复制、记录和比较物体形态特点的基础，它在机械加工、工业检测、生物及医有十分重要的意义和极其广阔的应用前景。而内腔式零部件由于接触式探头不易伸进去，如图 1-1 及图 1-2 所示，零件内孔及内槽的情况，其内壁尺寸难以测量，因此一直是生产企业的难点。内腔式内腔表面尺寸测量的精度要求非常高，但是大多数传统测量方式是通过探针和触来进行测量，这种方法有非常多的限制，就像它在测量中无法规避地会损伤面从而引起测量误差，同时这种方法测量效率低下，对测量速度造成很大困扰工件内腔尺寸检测的研究一种非接触测量方法是极其重要的[2]。它能有效解决件的尺寸检测问题，这对确保精密零件的质量、增强精密零件的竞争力有举足。非接触式测量技术中的光电检测技术因为其精度高、量程大和更加智能化等越来越多的青睐。其使用光学器件作为基础，光电检测器件检测包含被测信息计算机再处理光电检测器件输出的电信号，最后得到需要的几何量。
式零部件轮廓非接触测量方法的国内外研零部件内壁轮廓非接触测量的国内外研究现状进行分激光三角法、光环截面法及激光共焦测量法，进行优作为本课题的系统测量方法。量法式零部件内壁轮廓的测量，大部分采用光电检测技术同。激光三角法最常被使用。原理是测量探测器与光光器发射 LD 光线，经会聚透镜，产生散射，L2 接成像。如果被测物体表面产生位移，就会引起光线产变，其变化值就为测量位移值，就可计算得到实际位
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于51单片机的步进电机控制系统[J]. 孔祥煜. 内燃机与配件. 2019(05)
[2]基于单片机的步进电机系统设计方法探究[J]. 姜昊,郑颖. 南方农机. 2019(04)
[3]单片机控制步进电机研究[J]. 黄兆波,李姿. 南方农机. 2019(04)
[4]高精度共焦自准直中心偏测量装置[J]. 葛洪,王允,邱丽荣. 光学技术. 2018(06)
[5]一种应用于数字共焦显微系统的压电陶瓷物镜驱动器控制电源[J]. 邱钊鹏,范晶彦,张莉莉. 电子器件. 2018(04)
[6]压电陶瓷微位移的光干涉测量与控制系统[J]. 齐艳强,赵晓丹,李孟阳,张明达,陈智辉,杨毅彪. 太原理工大学学报. 2018(04)
[7]差动共焦显微成像高稳定三维扫描技术与系统[J]. 舒攀,盛忠,邱丽荣,赵伟瑞,赵维谦. 光学技术. 2017(03)
[8]光电检测技术的发展趋势及应用前景[J]. 王紫,陈杰,艾若涵. 四川水泥. 2017(03)
[9]共焦法在不同环境对定焦间距精度的影响[J]. 原泉,任寰,杨一,张霖,石振东,马骅. 科学技术与工程. 2016(11)
[10]激光差动共焦显微成像中的轴向快速定焦方法[J]. 毛新越,赵维谦,王允,刘大礼,王蕾. 光学技术. 2015(05)
博士论文
[1]微靶装配在线监测系统关键技术研究[D]. 王婷.天津大学 2009
[2]多功能共焦表面测量系统研究[D]. 李海燕.哈尔滨工业大学 2009
硕士论文
[1]基于空间光调制器的结构探测共焦横向超分辨方法研究[D]. 周梦姣.哈尔滨工业大学 2016
[2]激光差动共焦传感器传感特性研究[D]. 路晓明.北京理工大学 2015
[3]步进式精密直线压电驱动器的设计与研究[D]. 连安志.长安大学 2015
[4]基于聚焦光针干涉和共焦成像的多功能表面形貌测量系统[D]. 林芬芬.华中科技大学 2015
[5]单片机控制的步进电机文检系统[D]. 李晴.北京交通大学 2014
[6]高精度内径测量系统的研究与设计[D]. 崔唯佳.中北大学 2013
[7]激光雷达的激光自动聚焦控制系统研究[D]. 回英超.长春理工大学 2013
[8]共焦测头中音叉振动与时间差检测问题的研究[D]. 陈本轩.天津大学 2009
[9]光探针测量系统中瞄准信号的检测与处理的研究[D]. 刘卿卿.哈尔滨工业大学 2008
[10]基于时间差法的光学共焦测头的研究[D]. 吕东伏.天津大学 2007
本文编号：3297636
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