工件尺寸激光超声测量系统设计研究.pdf

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1、圭■：簟I与一■控一●工件尺寸激光超声测量系统设计研究4单宁①刘雷②(①武警工程大学装备运输系，陕西西安710086；②西北工业大学机电学院，陕西西安710072)摘要：针对零件Jju-r过程中工件尺寸在线测量问题，采用激光超声测量技术，提出了激光超声测量方案，建立了激光超声在线测量工件尺寸的实验系统，并进行了实验研究。实验结果表明。该系统能很好地应用于工件尺寸的在线测量，测量效率高，结构简单，安装调试容易，便于操作，易于实现完全非接触式在线测量，且具有较高精度，实际测量误差为2．64％。关键词：激光超声技术机械加工工件尺寸测量系统中图分类号：TGll5文献标识码：BDesign

2、andstudyoflaserultrasoundmeasuringsystemforworkpiece7SsizeSHANNing①，LIUXia②((!)DepartmentofEquipmentandTransportation。EngineeringUniversityofCAPF，Xi’an710086，CHN；②SchoolofMechatronics，NorthwestPolytechnicalUniversity，Xi’an710072-CHN)Abstract：Accordingtoonlinemeasuringproblemofworkpiece’Ssizet

3、hattheaccessoryisprocessing，laseruhra—soundmeasuringtechnologyisadoptedinthispaper．Themeasuringprojectisputforwardbasedonla—7setultrasoundtechnology．ThelaserultrasoundexperimentalsystemofonlinemeasuringworkpieceSsizeisestablished．Andtheexperimentstudyiscarriedthrough．Theexperimentalresultssho

4、wthissys—temcanbewellusedinonlinemeasuringofworkpiece’Ssize．Itsmeasuringefficiencyishigh．Theex·perimentaldeviceissimply．Itsinstallationanddebugiseasy．Itischaracterizedbysimpleoperation．Anditiseasytorealizecompletenoncontactonlinemeasuring．Thissystemhashighermeasurementpre·cision．Measuringerro

5、ris2．64％formeasuringworkpiece’Ssizeinfact．Keywords：LaserUltrasoundTechnology；MechanicalProcessing；WorkpieceSize；MeasuringSystem零件的机械加工精度是指零件加工后的实际几何大优点是无损、安全、可靠及精度高，且可实现在线实尺寸与理想几何尺寸的符合程度，其符合程度越高，加时检测，因而在工件尺寸测量中具有广泛应用前工精度也就越高。它是零件加工质量的一个重要方景H。5J。传统超声测厚多采用压电换能器产生超声信面，也是保证机械产品质量的基础。随着科学技术和号，需耦合剂

6、，对工件表面要求较高，频带窄，测量精度社会生产力的快速发展，对机械零件的加工质量和生较低。激光超声技术是通过激光激发超声信号，无需产率提出了越来越高的要求。而工件在加工过程中的耦合剂，超声信号又可通过光学方法检测，故可实现完尺寸测量则是保证零件加工精度和提高生产率的一个全非接触激发和接收，便于在高温、高压、高速旋转等重要手段。目前国内多采用投影测量、线阵CCD测量恶劣环境下实现无损检测评估；激光超声的激发和检和立体视觉测量方法用于工件尺寸的测量。这些技术测都是在瞬间完成的，能够实现快速实时检测；另外激测量系统硬件复杂，且只能测量外形轮廓较为简单的光超声技术适于对大型复杂结构进行检

7、测，而不受工工件，自动化程度低，通用性较差，已无法满足机械加件几何形状约束，因此，更为适合于机械制造领域加工工领域的快速发展¨。。。过程的在线监测M‘7j。目前，将激光超声技术应用于超声测厚技术是一门较为成熟的高新技术，其最工件尺寸测量仍处于初始研究阶段。本文基于超声测@木国家糌自然科学基金项目(51145008)-生叠：譬舅与一量整■厚原理建立激光超声测量实验装置，将激光超声技术光，经透镜聚焦为直径约1mm的光斑，直接照射在工应用于工件的尺寸测量，并对工件尺寸进行实验测试。件表