隨著科技的進步和現(xiàn)代裝備的需求,精密加工正成為高端制造領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。為了檢驗精密零件的加工精度,需要對其精密測量。面型元件是常見的精密零件。由于其曲面復(fù)雜、表面光滑,因此很難檢測。本文提出一種單軸法線跟蹤式測量系統(tǒng)。單軸法線跟蹤式測量系統(tǒng)以差動共焦理論為基礎(chǔ),結(jié)合準直系統(tǒng)以及伺服驅(qū)動系統(tǒng)來實現(xiàn)測量部分隨待測表面傾斜角度變化從而實現(xiàn)對大曲率表面的測量。準直部分和伺服驅(qū)動與軸向測量系統(tǒng)的結(jié)合解決了傳統(tǒng)意義上的差動共焦系統(tǒng)在待測面傾斜角度過大的情況下測量效果不理想的問題。本文研究任務(wù)是深入分析單軸法線跟蹤測量理論,完成該測量系統(tǒng)光路搭建并達到預(yù)期的分辨力。本文建立了高斯光束作為光源下差動共焦系統(tǒng)的理論模型,盡管在高斯光束下的差動共焦理論模型與點光源不同,但是從模型證明共焦理論依然成立,因此可以據(jù)此建立單軸法線跟蹤式測量系統(tǒng)的探針部分。對單軸法線跟蹤式測量系統(tǒng)的伺服驅(qū)動部分進行含誤差項的理論建模,證明單軸法線跟蹤式測量系統(tǒng)的整體可實現(xiàn)性。在此基礎(chǔ)上對影響系統(tǒng)分辨力的針孔參數(shù)進行理論分析,研究了在測量光路靈敏度最大時針孔的最佳尺寸和最佳偏移距離。對傾斜狀態(tài)時高斯光束對整個差動共焦系統(tǒng)的影響進行... 

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景、目的及意義
    1.2 表面形貌測量研究現(xiàn)狀
        1.2.1 接觸式測量
        1.2.2 非接觸測量
    1.3 探針型非接觸輪廓測量方法
    1.4 課題來源及主要研究內(nèi)容
    1.5 本章小結(jié)
第2章 單軸法線跟蹤式測量系統(tǒng)建模和特性分析
    2.1 單軸法線跟蹤式測量系統(tǒng)的工作原理
    2.2 測量部分系統(tǒng)介紹
        2.2.1 高斯光束理論簡介
        2.2.2 測量光軸與待測面垂直情況下的測量系統(tǒng)建模
    2.3 機械控制系統(tǒng)介紹
        2.3.1 準直部分
        2.3.2 電機控制部分
    2.4 本章小結(jié)
第3章 單軸法線跟蹤式測量系統(tǒng)參數(shù)及定位算法研究
    3.1 單軸法線跟蹤式測量系統(tǒng)針孔參數(shù)選擇
        3.1.1 單軸法線跟蹤式測量系統(tǒng)針孔偏移最佳化距離
        3.1.2 單軸法線跟蹤式測量系統(tǒng)針孔最佳尺寸
    3.2 傾斜狀況時高斯光束對測量結(jié)果的影響分析
        3.2.1 傾斜產(chǎn)生原因分析
        3.2.2 待測面傾斜狀態(tài)下高斯光束對測量結(jié)果的誤差分析
    3.3 過零觸發(fā)算法研究
    3.4 本章小結(jié)
第4章 單軸法線跟蹤式測量系統(tǒng)測頭整體設(shè)計及實驗
    4.1 單軸法線跟蹤式測量系統(tǒng)設(shè)計及實現(xiàn)
        4.1.1 系統(tǒng)非光學部分整體設(shè)計
        4.1.2 系統(tǒng)光學部分整體設(shè)計
    4.2 實驗結(jié)果與分析
        4.2.1 測頭分辨力實驗步驟及數(shù)據(jù)
        4.2.2 實驗結(jié)果分析
    4.3 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3691482