激光平面度仪关键技术研究
发布时间：2020-12-27 07:34
本文从大齿轮在线测量坐标系难以准确建立的问题出发,提出一种将激光平面作为测量基准平面的方法,用于大齿轮在线测量坐标系建立。通过研究激光平面的生成技术、激光平面的平面度检测技术,预研为大齿轮或超大齿轮的精密测量提供技术支持。本文提出了一种激光扇形平面的生成方案。将PSD传感器作为位置检测器件,通过PSD实现激光平面的平面度检测,为测量坐标系和被测齿轮坐标系的建立提供一个高精度、稳定性好的过度基准平面。主要完成了四个方面的内容:首先搭建激光平面测量系统试验平台。其次设计基于单片机的信号数据采集系统,实现光斑位移的实时测量。接着标定光斑位置传感器PSD。最后对激光平面进行检测及精度分析。通过大量测试,标定出PSD中心区域-900～900μ这一范围线性度最好,线性度为0.26%,且其最小分辨力可达2μm;通过分析激光焦点位置对测量精度的影响,验证了线宽越粗,能量越发散,引入的测量误差越大,测量精度也随之降低;通过系统的稳定性测试,系统定点测量时波动偏差控制在0.5μm以内,且系统稳定性良好;测量的重复性精度优于3.8μm。在高精度测试条件下,得出了扇形激光面沿射线方向呈波浪形前进。故建立激光平...
【文章来源】：西安工业大学陕西省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
TBF-L730激光平面度测量系统
的激光对中仪，拥有诸多的几何量测量功能，能够完成平面度等的测量，也能够测量心轴。又比如，D600-D670 系列的，其检测精确度优于 10um[11]。业界技术较为先进的还有德国注于研发一些与平面度测量相关的激光检测设备，这些检测设孔中心测量等用途。公司开发了一套平面度检测体系，该检测体系具有特有的两件的平面度状况。该套检测系统的最小分辨能力为 0.01um，激光双光束扫描法[12]，用双光束代替激光光束的目的在于：当光器探头在旋转过程中出现摆动或是晃动的情况时，双光束的旋转生成的光基准面均基本呈现稳定的态势，这样可以使检测自动补偿系统，自动补偿系统则基本上能够补偿由于激光束的，并能够自主采集数据，然后对数据进行处理，能够用在对尺尺寸大小一般在 3～5m 的范围，平面度的检测误差可达±2.5
实验中对精度进行分析以及尝试使用了仪器，并且和其它出激光平面度检测仪的精度满足设计需求，且数据可靠由黑龙江八一农垦大学工程学院，肇东万通机械厂及克研发的 1PJ-3 型激光平地机[15]，被应用在实际中各种工是将激光器发射生成的激光平面作为基准平面，这样的，极大地缩短了作业过程中测量的时间。海船舶重工有限公司发明了一项专利[16]，采用测微准直望（平面度要求为 0.3mm）的大型零件平面度测量。图 1.看出光轴通过转向棱镜，形成一个光基准平面。这个光平法测量时，首先把待测平面调成水平，接着控制瞄准靶并相对于基准面的坐标值。采用此方法去检测单个环带，得于两个环带以上平面度数量的测量，因其需调焦而致使量规格为Φ5m 的单环带平面度，得其不确定度 20μm，测定度为 30μm[19]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]大齿轮测量:现状与趋势[J]. 石照耀,林虎,林家春,张白. 机械工程学报. 2013(10)
[2]三点法检测环形平面的平面度误差[J]. 戴晓磊,曹学东,杨文志,吴时彬. 光电工程. 2010(05)
[3]激光光束入射角度变化对角锥棱镜测量精度的影响[J]. 刘万里,欧阳健飞,曲兴华. 光学精密工程. 2009(02)
[4]激光平面度仪的研究[J]. 杨文志,景洪伟,曹学东,吴时彬. 红外与激光工程. 2008(S1)
[5]精密转台在平面度检测中的应用[J]. 景洪伟,吴学巧,曹学东,匡龙,吴时彬. 红外与激光工程. 2008(S1)
[6]大尺寸三坐标测量方法与系统[J]. 黄桂平,钦桂勤. 宇航计测技术. 2007(04)
[7]基于PSD的位置测量系统[J]. 吴赛燕. 科技情报开发与经济. 2007(02)
[8]基于位置敏感探测器和激光技术对大型轴系中心线检测方法的研究[J]. 曹国华,苏成志,徐洪吉. 兵工学报. 2006(04)
[9]基于激光平面的高精度平面测量系统的研究[J]. 卢剑光,林玉池,黄银国. 航空精密制造技术. 2005(05)
[10]“JPJ-Ⅱ”型激光平面度仪随动系统设计原理[J]. 刘文汉,陈清明,刘璐. 现代电子技术. 2004(01)
硕士论文
[1]基于激光跟踪仪的大型精密零件平面度检测技术研究[D]. 朱文.中国科学院研究生院（光电技术研究所） 2014
[2]一种基于液面基准的大平面平面度测量方法的研究[D]. 方波.东华大学 2012
[3]激光平面度测量系统光斑位置检测技术的研究[D]. 王雷.大连海事大学 2009
[4]大齿轮在位检测测量系统的开发[D]. 龚宁博.西安理工大学 2007
[5]基于PSD的测距系统研究[D]. 张华.浙江大学 2005
[6]基于激光平面的平面测量系统的研究[D]. 卢剑光.天津大学 2005
本文编号：2941344
【文章来源】：西安工业大学陕西省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
TBF-L730激光平面度测量系统
的激光对中仪，拥有诸多的几何量测量功能，能够完成平面度等的测量，也能够测量心轴。又比如，D600-D670 系列的，其检测精确度优于 10um[11]。业界技术较为先进的还有德国注于研发一些与平面度测量相关的激光检测设备，这些检测设孔中心测量等用途。公司开发了一套平面度检测体系，该检测体系具有特有的两件的平面度状况。该套检测系统的最小分辨能力为 0.01um，激光双光束扫描法[12]，用双光束代替激光光束的目的在于：当光器探头在旋转过程中出现摆动或是晃动的情况时，双光束的旋转生成的光基准面均基本呈现稳定的态势，这样可以使检测自动补偿系统，自动补偿系统则基本上能够补偿由于激光束的，并能够自主采集数据，然后对数据进行处理，能够用在对尺尺寸大小一般在 3～5m 的范围，平面度的检测误差可达±2.5
实验中对精度进行分析以及尝试使用了仪器，并且和其它出激光平面度检测仪的精度满足设计需求，且数据可靠由黑龙江八一农垦大学工程学院，肇东万通机械厂及克研发的 1PJ-3 型激光平地机[15]，被应用在实际中各种工是将激光器发射生成的激光平面作为基准平面，这样的，极大地缩短了作业过程中测量的时间。海船舶重工有限公司发明了一项专利[16]，采用测微准直望（平面度要求为 0.3mm）的大型零件平面度测量。图 1.看出光轴通过转向棱镜，形成一个光基准平面。这个光平法测量时，首先把待测平面调成水平，接着控制瞄准靶并相对于基准面的坐标值。采用此方法去检测单个环带，得于两个环带以上平面度数量的测量，因其需调焦而致使量规格为Φ5m 的单环带平面度，得其不确定度 20μm，测定度为 30μm[19]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]大齿轮测量:现状与趋势[J]. 石照耀,林虎,林家春,张白. 机械工程学报. 2013(10)
[2]三点法检测环形平面的平面度误差[J]. 戴晓磊,曹学东,杨文志,吴时彬. 光电工程. 2010(05)
[3]激光光束入射角度变化对角锥棱镜测量精度的影响[J]. 刘万里,欧阳健飞,曲兴华. 光学精密工程. 2009(02)
[4]激光平面度仪的研究[J]. 杨文志,景洪伟,曹学东,吴时彬. 红外与激光工程. 2008(S1)
[5]精密转台在平面度检测中的应用[J]. 景洪伟,吴学巧,曹学东,匡龙,吴时彬. 红外与激光工程. 2008(S1)
[6]大尺寸三坐标测量方法与系统[J]. 黄桂平,钦桂勤. 宇航计测技术. 2007(04)
[7]基于PSD的位置测量系统[J]. 吴赛燕. 科技情报开发与经济. 2007(02)
[8]基于位置敏感探测器和激光技术对大型轴系中心线检测方法的研究[J]. 曹国华,苏成志,徐洪吉. 兵工学报. 2006(04)
[9]基于激光平面的高精度平面测量系统的研究[J]. 卢剑光,林玉池,黄银国. 航空精密制造技术. 2005(05)
[10]“JPJ-Ⅱ”型激光平面度仪随动系统设计原理[J]. 刘文汉,陈清明,刘璐. 现代电子技术. 2004(01)
硕士论文
[1]基于激光跟踪仪的大型精密零件平面度检测技术研究[D]. 朱文.中国科学院研究生院（光电技术研究所） 2014
[2]一种基于液面基准的大平面平面度测量方法的研究[D]. 方波.东华大学 2012
[3]激光平面度测量系统光斑位置检测技术的研究[D]. 王雷.大连海事大学 2009
[4]大齿轮在位检测测量系统的开发[D]. 龚宁博.西安理工大学 2007
[5]基于PSD的测距系统研究[D]. 张华.浙江大学 2005
[6]基于激光平面的平面测量系统的研究[D]. 卢剑光.天津大学 2005
本文编号：2941344
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