連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)中,凸輪曲線決定變焦精度,其檢測(cè)是難點(diǎn)。為了解決傳統(tǒng)接觸式檢測(cè)凸輪曲線精度低且自動(dòng)化度低的工程問(wèn)題,通過(guò)對(duì)連續(xù)變倍過(guò)程中凸輪帶動(dòng)變倍組和補(bǔ)償組產(chǎn)生位移的規(guī)律進(jìn)行分析,設(shè)計(jì)了凸輪曲線檢測(cè)的方法,并搭建起凸輪檢測(cè)的傳動(dòng)與反饋結(jié)構(gòu),通過(guò)對(duì)比理論計(jì)算與實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù),可以測(cè)量出凸輪曲線的精度。分析測(cè)量過(guò)程中的各種誤差,得出該檢測(cè)方法測(cè)量誤差為6.2μm以內(nèi),能夠滿足變倍過(guò)程中凸輪曲線的測(cè)量精度需求,證明了該檢測(cè)方法的合理性,為連續(xù)變倍光學(xué)系統(tǒng)提供過(guò)程控制。 

【文章來(lái)源】：機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新. 2020,33(04)

【文章頁(yè)數(shù)】：2 頁(yè)

【部分圖文】：

連續(xù)變倍光學(xué)示意圖

為了對(duì)某連續(xù)變焦系統(tǒng)凸輪曲線進(jìn)行檢測(cè)，搭建如圖2、圖3所示的傳動(dòng)系統(tǒng)，系統(tǒng)由直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)減速器把動(dòng)力傳遞給固定于凸輪的帶動(dòng)齒輪，從而帶動(dòng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪安裝于主體軸上，主體軸設(shè)計(jì)有精密研磨的環(huán)帶，凸輪設(shè)計(jì)有精密研磨的錐面，對(duì)應(yīng)主體軸環(huán)帶與凸輪錐面處設(shè)計(jì)有經(jīng)過(guò)三坐標(biāo)篩選出的精密鋼球，能夠嚴(yán)格保證鋼球的等徑差，從而保證凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)跳動(dòng)在允差范圍內(nèi)。主體軸上安裝有三條導(dǎo)向軸，變倍和補(bǔ)償滑架內(nèi)裝直線軸承，在帶動(dòng)釘?shù)膸?dòng)下沿滑桿滑動(dòng)，帶動(dòng)釘位于凸輪槽中。當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)釘沿凸輪槽滑動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)變倍和補(bǔ)償滑架運(yùn)動(dòng)，完成由長(zhǎng)焦到短焦的變焦過(guò)程。轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反時(shí)，完成由短焦到長(zhǎng)焦的變焦過(guò)程。為了測(cè)量凸輪變倍組和補(bǔ)償組之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，采用兩個(gè)光柵尺反饋的測(cè)量方式，每個(gè)光柵尺的讀數(shù)頭均通過(guò)轉(zhuǎn)接板與處于凸輪槽內(nèi)的帶動(dòng)釘相連接，通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡對(duì)兩個(gè)光柵尺的數(shù)據(jù)進(jìn)行同步采集，并發(fā)送給上位機(jī)，調(diào)整直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速，可以得到凸輪全行程范圍內(nèi)變倍組和補(bǔ)償組若干個(gè)位移點(diǎn)的數(shù)據(jù)值。為了保證凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)釘嚴(yán)格沿直線運(yùn)動(dòng)，保證凸輪曲線的測(cè)量誤差，在變倍組和補(bǔ)償組滑架中分別設(shè)計(jì)有高精度平面反射鏡，在連續(xù)變倍組件正前方放置自準(zhǔn)直儀，在凸輪運(yùn)動(dòng)的全行程范圍內(nèi)，測(cè)量反射鏡的擺角，保證變倍組和補(bǔ)償組全行程10s的偏擺。若擺角超差，則調(diào)整三根導(dǎo)向桿的方向，使誤差均化，保證變倍組和補(bǔ)償組運(yùn)動(dòng)的直線性。同時(shí)為了保證光柵尺讀數(shù)頭與帶動(dòng)釘行進(jìn)方向平行度和直線度，減小阿貝誤差，每個(gè)光柵尺讀數(shù)頭與轉(zhuǎn)接板之間留有調(diào)整墊片，能夠調(diào)整讀數(shù)頭沿著帶動(dòng)釘行進(jìn)方向平行度。通過(guò)讀數(shù)頭兩個(gè)固定孔與螺釘?shù)拈g隙，可以調(diào)整其與帶動(dòng)釘行進(jìn)方向的直線度。為了保證齒殼與讀數(shù)頭安裝相對(duì)位置準(zhǔn)確，在齒殼與固定座之間留有調(diào)整墊片，并通過(guò)螺釘孔間隙調(diào)整其兩個(gè)方向角度保證與讀數(shù)頭相對(duì)位置的準(zhǔn)確。通過(guò)兩個(gè)光柵尺分別對(duì)變倍組和補(bǔ)償組進(jìn)行位移反饋，利用公式（3）計(jì)算出對(duì)應(yīng)于變倍組位移的補(bǔ)償組位移一系列理論值，對(duì)比補(bǔ)償組位移理論值與光柵尺實(shí)測(cè)值，能夠得出凸輪曲線的誤差。

為了保證凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)釘嚴(yán)格沿直線運(yùn)動(dòng)，保證凸輪曲線的測(cè)量誤差，在變倍組和補(bǔ)償組滑架中分別設(shè)計(jì)有高精度平面反射鏡，在連續(xù)變倍組件正前方放置自準(zhǔn)直儀，在凸輪運(yùn)動(dòng)的全行程范圍內(nèi)，測(cè)量反射鏡的擺角，保證變倍組和補(bǔ)償組全行程10s的偏擺。若擺角超差，則調(diào)整三根導(dǎo)向桿的方向，使誤差均化，保證變倍組和補(bǔ)償組運(yùn)動(dòng)的直線性。同時(shí)為了保證光柵尺讀數(shù)頭與帶動(dòng)釘行進(jìn)方向平行度和直線度，減小阿貝誤差，每個(gè)光柵尺讀數(shù)頭與轉(zhuǎn)接板之間留有調(diào)整墊片，能夠調(diào)整讀數(shù)頭沿著帶動(dòng)釘行進(jìn)方向平行度。通過(guò)讀數(shù)頭兩個(gè)固定孔與螺釘?shù)拈g隙，可以調(diào)整其與帶動(dòng)釘行進(jìn)方向的直線度。為了保證齒殼與讀數(shù)頭安裝相對(duì)位置準(zhǔn)確，在齒殼與固定座之間留有調(diào)整墊片，并通過(guò)螺釘孔間隙調(diào)整其兩個(gè)方向角度保證與讀數(shù)頭相對(duì)位置的準(zhǔn)確。通過(guò)兩個(gè)光柵尺分別對(duì)變倍組和補(bǔ)償組進(jìn)行位移反饋，利用公式（3）計(jì)算出對(duì)應(yīng)于變倍組位移的補(bǔ)償組位移一系列理論值，對(duì)比補(bǔ)償組位移理論值與光柵尺實(shí)測(cè)值，能夠得出凸輪曲線的誤差。3 凸輪曲線檢測(cè)誤差分析

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]圓柱凸輪軸數(shù)控銑削加工的應(yīng)用工藝研究[J]. 余軼,韓紅宇.  機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新. 2016(03)
[2]連續(xù)變焦光機(jī)系統(tǒng)凸輪輪廓設(shè)計(jì)[J]. 石彰,楊春紅.  激光與紅外. 2010(09)



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