主副双刀机械刻划刀具的位姿检测与试验

发布时间：2025-04-11 02:10

　　主副双刀机械刻划技术是利用两把同型号刻刀形成错刃相对空间位姿关系对衍射光栅精确成槽的新方法,有效抑制了光栅刻槽过程中槽面的弹塑性回弹变形和侧向塑性隆起,并延长了主刻刀的使用寿命;然而传统试刻法刀具位姿调控方式不能满足双刀相对位姿检测的精度要求,是制约该技术进一步发展的重要因素之一。因此,探究高精度新型刀具位姿检测方法,对于提高主副双刀错刃机械刻槽成形精度,保证衍射光栅制备质量具有重要的意义。本文将基于激光衍射测量技术对主副双刀机械刻划刀具在刻划坐标系中的位姿进行检测。首先,建立了刀具坐标系与刻划坐标系,推导出主副双刀相对位置坐标公式;进而又深入研究了矩形孔、直角三角形孔夫琅禾费远场衍射理论,并基于刀具姿态角狭缝衍射条纹信息,建立了激光衍射测量技术刀具姿态角检测模型(正演求解);介绍了刀具残余压痕/划痕显微图像检测技术刀具姿态角计算方法(反演求解),以验证本论文提出的激光衍射测量技术刀具位姿检测方法的可行性与精准性。其次,依据激光衍射法搭建了刀具位姿检测装置试验样机,标定了检测精度;在此基础上,率先利用激光衍射法对单刀位姿进行了检测,并同时进行了单刀原位压痕/划痕试验,分析了衍射法单刀位姿...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1单刀顺序机械刻划衍射光栅的槽形变形现象a)侧向塑性隆起b)弹塑性回弹变形

大自然的必用光学器件[1]。随着现代科技的飞速发展，衍射光栅在生产和生活中越来越重要的作用，目前已广泛应用于激光器、集成光路、光通信以及工业计量域，因此对机械刻划衍射光栅的槽形精度要求也越来越高[2,3]。与此同时，衍射光械刻划工艺又是判定一个国家在纳米级超精密加工技术领域发展水....

图1.2主副双刀错刃机械刻划技术a)主副双刀错刃机械刻划衍光栅示意图b)主副双刀错刃机械刻划衍射光栅槽形标注图

b)图1.2主副双刀错刃机械刻划技术刃机械刻划衍光栅示意图b)主副双刀错刃机械刻划衍射光射光栅超精密刻划领域中，机械重复刻划技术是单刀械刻划工艺转变深入研究的发展趋势[13,14]。然而，在工艺过程中，要求主刀能够在副刀预先刻划的槽形基要求双刀相对位姿精度要非常高，故对刀具....

图1.4激光扫描法检测刀具姿态信息a)检测原理图b)检测系统结构图

强信号转化为电信号，通过对特征电信号进行解析，获得了刀具参数和刀具三维信息，再将刀具坐标系与扫描坐标系之间进行转换，实现对刀具姿态信息的检测[1.4a）和图1.4b），分别为激光扫描法刀具姿态信息检测原理图与检测系统结。易得，激光二极管同时将X方向、Y方向和Z方....

图1.5基于双目视觉测量技术刀具位姿检测模型

如图1.5b）所示，属于双目平行立体视觉模型[39]。2017年，哈尔滨工业大学任秉银、柴立仁、魏坤等人利用双目视觉测量技术完成对长轴类零件装配端位姿的检测，进而反演求解出其加工刀具的位姿，如图1.5c）所示，属于双目正交立体视觉模型[40]。

本文编号：4039338