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基于平行平板扫描式回转体直径测量系统研究

作　者: 刘如广
导　师: 安志勇
学　校: 长春理工大学
专　业: 光学工程
关键词: 回转体直径测量平行平板激光扫描双光路
分类号: TP216
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

回转体零件在机械制造业中占很大比重,并广泛应用于航空航天、军工武器、交通工具和机械设备等领域,其加工精度的高低直接影响系统的性能。随着现代机械制造业的快速发展,回转体的加工精度和效率日益提高,对回转体测量精度的要求越来越高,而且对测量范围的要求也越来越大。为了满足现代回转体直径高效率、高精度和大范围的测量需求,本文在对常用激光扫描测量方法进行深入研究的基础上,设计了一套利用激光扫描技术、光学原理、精密机械技术、自动控制技术和信号采集与处理技术等的基于平行平板扫描式回转体直径测量系统。本文论述了基于平行平板扫描式回转体直径测量系统的工作原理,在确定该测量系统总体设计方案的基础上,主要研究了测量系统的激光扫描系统设计、系统总体精密机械结构设计、单轴转台设计和光电检测电路设计。利用平行平板获得扫描平行光束和通过分光系统扩大测量范围,提高了测量系统精度,达到了快速准确地测量回转体直径的目的。最后,对系统误差来源进行了分析,满足了测量系统的技术指标要求。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-7
第一章绪论  7-18
  1.1 引言  7
  1.2 国内外研究现状  7-10
  1.3 激光扫描方法概述  10-16
  1.4 主要研究内容及技术指标  16-17
  1.5 本章小结  17-18
第二章测量系统总体设计  18-32
  2.1 测量系统总体方案  18-19
  2.2 测量系统工作原理  19-20
  2.3 激光扫描系统设计  20-22
  2.4 分光及合光系统设计  22-24
  2.5 光电接收系统设计  24-30
  2.6 测量系统精密机械结构设计  30-31
  2.7 本章小结  31-32
第三章单轴转台总体设计  32-45
  3.1 转动惯量计算  32-34
  3.2 驱动元件的选择  34-36
  3.3 测量元件的选择  36-37
  3.4 精密轴系设计  37-43
  3.5 单轴转台结构设计  43-44
  3.6 本章小结  44-45
第四章光电检测电路设计  45-51
  4.1 前置放大电路概述  45-47
  4.2 跨阻前置放大电路设计  47-49
  4.3 整形电路设计  49-50
  4.4 本章小结  50-51
第五章测量系统误差来源分析  51-57
  5.1 主轴回转误差  51
  5.2 平行平板非理想装配引起的误差  51-54
  5.3 入射斜光束引起的误差  54-55
  5.4 非线性误差分析  55-56
  5.5 本章小结  56-57
第六章结论  57-58
致谢  58-59
参考文献  59-61
研究生期间发表论文  61

基于平行平板扫描式回转体直径测量系统研究

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