大型回转体件形位误差非接触测量系统研究

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1、学号：S13020143硕士学位论文大型回转体件形位误差非接触测量系统研究研究生姓名：王丹丹学科、专业：光学工程二○一六年三月分类号：TH741密级：可公开UDC：编号：大型回转体件形位误差非接触测量系统研究Studyonnon-contactmeasurementsystemforshapeandpositionerrorsoflargescalerotarybody学位授予单位及代码：长春理工大学（10186）学科专业名称及代码：光学工程（080300）研究方向：光电测控技术与仪器申请学位级别：硕士指导教师：安志勇教授研究生：王丹丹论文起止时间：2

2、014.09—2016.03长春理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，《大型回转体件形位误差非接触测量系统研究》是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：年月日长春理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“长春理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”，同意长春理工大学保留并向国家有关部门或机

3、构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长春理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。作者签名：年月日导师签名：年月日摘要本文针对机械制造行业占比重很大的回转体件，尤其是机床、汽车、装甲车、坦克等车轴类件的形位误差检测需求，研究了一种大型回转体件形位误差非接触测量系统。在分析现有的测量回转体件形位误差方法的基础上，本文根据被测工件的特点及被测参数的定义与指标要求，采用基于激光三角原理的位移检测技术、光栅莫尔条纹角度测量技术、精密机械与液压技术、电子学控制技

4、术，给出了一种大型回转体件形位误差非接触测量系统的总体设计方案。利用半导体激光三角位移传感器作为非接触测头，采用增量式光栅编码器实现工件回转时角度的测量，再配以相应的回转与平移执行机构、控制系统以及实时数据处理系统，实现了大型回转体件的圆度、圆柱度、圆跳动、全跳动形位误差的非接触、实时在线测量。在掌握激光三角原理的基础上对激光三角测头的发射聚焦系统与接收成像系统进行了光学设计；对系统的主体结构进行了机械设计；同时研究设计了相应的控制系统；最后根据测量原理与系统总体方案，对所研制的激光测头进行了实验研究与误差分析。关键词：形位误差非接触激光三角原理光栅编

5、码器ABSTRACTInthispaper,anon-contactmeasuringsystemforshapeandpositionerroroflargerotatingbodyisstudied,especiallyforshapeandpositionerrorsdetectionneedsofmachinetools,automobile,armoredvehicles,tanksandsoon.Basedontheanalysisoftheerrormethodsofmeasuringtheshapeandpositionerroroft

6、herotarybody,thepaperaccordingtothecharacteristicsoftheworkpieceandthedefinitionofthemeasuredparametersandtheindicator,usingthemeasurementisbasedontheprincipleoflasertriangulationdisplacementdetectiontechnology,theangleofthegratingmoiretechnology,precisionmechanicalandhydraulict

7、echnology,electronicscontroltechnology,presentsaoveralldesignofanon-contactmeasuringsystemforshapeandpositionerrorsoflargerotatingbody.Usingasemiconductorlasertriangulationdisplacementsensorasanon-contactprobewithincrementalencoderimplementationgratingmeasuringtherotationangleof

8、theworkpiece,whichtogetherwiththecorrespondingr