基于光学扫描法的长导轨直线度测量方法研究

发布时间：2017-08-29 04:15

  本文关键词：基于光学扫描法的长导轨直线度测量方法研究

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【摘要】：直线度误差是导轨加工件的主要形位误差。对于运动平台导轨，直线度误差直接影响着机床、测量机的精度。随着超精密加工技术的不断进步，对导轨直线度测量的要求也越来越高。传统的以直尺，重锤线等简易工具为测量手段的方法，虽然具有检测器具简单、实施简便的优点，但测量精度不高、性能无法保证；而以激光准直技术作为测量手段的现代测量方法，，虽然具有测量精度高、速度快的优点，但激光在现场环境中的应用受到限制，且不便于已安装到位的导轨的在位测量。 本论文采用基于位移传感器的多测头扫描法对长导轨的直线度误差的在位测量方法进行研究，提出一种采用倾角补偿的3测头扫描方法，可对被测导轨实施非接触和连续快速扫描测量，重构出的形状可精确反映直线度误差的高频成分且对测量噪声有较好抑制能力。本文首先对现有的导轨直线度扫描测量方法进行介绍，接着详细说明了倾角补偿式3点法的测量原理和仿真验证结果，随后搭建实验系统对提出方法进行了验证。针对开发的实验系统编写了相应的数据采集程序和采用最小二乘法的直线度重构程序。对叠加量块的导轨直线度实验结果表明，所提出方法可以准确地还原出台阶状的直线度形状，测量精度在10微米以下。
【关键词】：扫描测量 直线度 3测头法 倾角补偿 最小二乘法
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH161;TG806
【目录】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 研究的背景8-9
• 1.2 导轨的直线度测量研究现状9-13
• 1.2.1 直线度的基本概念9
• 1.2.2 导轨直线度传统的测量方法9-11
• 1.2.3 基于激光准直的导轨直线度测量方法11-12
• 1.2.4 基于双频激光干涉法的导轨直线度测量方法12
• 1.2.5 基于光学扫描法的导轨直线度测量方法12-13
• 1.3 研究内容13-14
• 第二章 导轨直线度测量的扫描方法研究14-23
• 2.1 基于扫描方法的导轨直线度测量概述14-18
• 2.1.1 反转法14-15
• 2.1.2 移位法15
• 2.1.3 2 点法15-17
• 2.1.4 3 点法17-18
• 2.2 反转 6 点法18-22
• 2.2.1 调零误差18-19
• 2.2.2 反转 6 点法测量原理19-22
• 2.2.3 方法分析22
• 2.3 小结22-23
• 第三章 倾角补偿式 3 点法23-42
• 3.1 倾角补偿式 3 点法原理23-25
• 3.2 估计精度25-30
• 3.3 仿真实验30-40
• 3.3.1 连续平滑曲线的仿真结果32-36
• 3.3.2 阶跃突变曲线的仿真结果36-40
• 3.4 小结40-42
• 第四章 倾角补偿式 3 点法实验研究42-65
• 4.1 实验系统总体说明42-43
• 4.2 实验系统硬件部分43-50
• 4.2.1 工作台44
• 4.2.2 被测导轨44
• 4.2.3 标准量块44-45
• 4.2.4 光电开关45
• 4.2.5 位移传感器45-47
• 4.2.6 倾角传感器47-48
• 4.2.7 扫描平台48
• 4.2.8 扫描驱动机构48-49
• 4.2.9 研华数据采集器49
• 4.2.10 工控机49-50
• 4.3 实验软件部分说明50-57
• 4.3.1 数据采集程序50-53
• 4.3.2 数据分析程序53-57
• 4.4 实验结果57-64
• 4.5 小结64-65
• 第五章 总结与展望65-67
• 5.1 总结65-66
• 5.2 展望66-67
• 参考文献67-70
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文70-71
• 附录71-72
• 致谢72-73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 李醒飞,张晨阳,郭丽峰,张国雄;电梯导轨表面轮廓的在线检测与分析系统[J];光电工程;2004年02期

2 裴先登,罗春,黄浩;PSD高精度位置测量系统的研究与设计[J];华中科技大学学报(自然科学版);2004年02期

3 张军峰;王燕燕;;EST法测量机床导轨直线度误差分析[J];机床与液压;2010年03期

4 何平;万丹;戴鹏;;基于最小二乘拟合的轮对轮缘在线检测系统研究[J];机电工程技术;2007年07期

5 尹自强,李圣怡,王卓;直线度的高精度测量[J];计算机测量与控制;2004年02期

6 严杰文;司卫征;;大长尺寸光滑精密导轨直线度测量[J];河南科技;2013年04期

本文编号：751253