光学零件边厚差检测技术研究

发布时间：2017-10-15 12:40

  本文关键词：光学零件边厚差检测技术研究

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【摘要】：光学零件是组成光学系统的重要部分,边厚差是光学零件的重要技术指标之一。目前,商用的适应大范围焦距光学零件的边厚差检测仪器成本高,操作复杂。本文基于位置灵敏探测器(PSD)技术,对比透射法、反射法、干涉法测量中心偏的优缺点,设计并研制了一台透射式、前置调焦的光学零件边厚差检测仪。完成了仪器的光学系统和光机系统的设计、零部件加工、装配和调试。获得的主要结果如下：分析透镜中心偏的测量方法原理,推导了边厚差的检测算法和公式；设计了调焦光学系统,满足PSD探测光斑直径小于3mm的要求。完成了仪器的光机部分设计和加工,主要包括光调焦部分、旋转台部分、光斑探测部分、支撑架部分及箱体盖部分等五部分结构设计。经过试验表明该仪器适用于多种光学零件的边厚差检测。该仪器可以测量焦距在正负5mm到无穷远的光学透镜,边厚差测量精度优于3μm,重复性小于1μm。检测仪器运行可靠,可方便用于工厂生产线上的检测。
【关键词】：光学零件 边厚差 中心偏 前置调焦 PSD
【学位授予单位】：西安工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH74
【目录】：

• 摘要3-4
• abstract4-7
• 1 绪论7-12
• 1.1 研究背景及意义7-8
• 1.2 国内外对中心偏测量仪的研究状况8-10
• 1.2.1 国外研究状况8-10
• 1.2.2 国内研究状况10
• 1.3 本文研究的主要内容10-11
• 1.4 本章小结11-12
• 2 边厚差检测原理及方案设计12-19
• 2.1 边厚差的相关概念12-14
• 2.2 边厚差检测原理14-16
• 2.2.1 边厚差的形成原理14-15
• 2.2.2 边厚差的检测原理15-16
• 2.3 方案的设计16-18
• 2.3.1 边厚差检测方案的对比16-17
• 2.3.2 系统总体方案设计17-18
• 2.4 本章小结18-19
• 3 边厚差检测仪的光机系统设计19-33
• 3.1 聚焦系统的光学设计19-20
• 3.2 调焦系统的光学设计20-23
• 3.2.1 正透镜检测方法21-22
• 3.2.2 负透镜检测方法22-23
• 3.2.3 平面透镜检测方法23
• 3.3 旋转台的工作原理23-25
• 3.3.1 步进电机的选择23-24
• 3.3.2 步进电机的工作原理24-25
• 3.4 光斑探测的设计原理25-29
• 3.4.1 探测器的选择25-26
• 3.4.2 PSD位置探测器的工作原理26-29
• 3.5 软件界面的功能29
• 3.6 光学系统相关元件的选择29-31
• 3.6.1 光源的选择29-31
• 3.6.2 光阑的选择31
• 3.7 本章小结31-33
• 4 光学系统的机械结构设计与装调33-46
• 4.1 光学系统的机械结构总体设计33-34
• 4.2 光调焦部分的设计34-36
• 4.3 检测转台部分的设计36-40
• 4.4 光斑探测部分的设计40-41
• 4.5 支撑架部分的设计41-43
• 4.6 箱体盖部分的设计43-45
• 4.7 本章小结45-46
• 5 实验与分析46-54
• 5.1 仪器参数的分析46-47
• 5.2 实验验证47-50
• 5.2.1 系统稳定性测试47-49
• 5.2.2 工作距离对测试结果的影响49-50
• 5.2.3 系统检测边厚差结果的验证50
• 5.3 误差分析50-53
• 5.3.1 工作距离误差50-53
• 5.3.2 步进电机产生的误差53
• 5.4 本章小结53-54
• 6 结论54-55
• 参考文献55-58
• 致谢58-60

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本文编号：1037186