本文關(guān)鍵詞：擺臂式輪廓儀測(cè)頭空間位置檢測(cè)技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 擺臂式輪廓儀 偏心誤差 有效臂長(zhǎng) 光譜共焦傳感器 點(diǎn)源顯微鏡 激光跟蹤儀

【摘要】：伴隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,光學(xué)非球面由于其優(yōu)異的光學(xué)性能,在大型光學(xué)系統(tǒng)、空間目標(biāo)探測(cè)與識(shí)別和紅外導(dǎo)引等技術(shù)領(lǐng)域有著較為廣泛的應(yīng)用。然而,目前光學(xué)非球面面形加工以及相應(yīng)的在位檢測(cè)依然存在一定的難度,為此提出了擺臂式輪廓儀的測(cè)量方法。擺臂式輪廓儀具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、測(cè)量范圍大和測(cè)量精度高等優(yōu)點(diǎn),可以實(shí)現(xiàn)光學(xué)非球面的在位檢測(cè),避免加工中的鏡面在搬運(yùn)中帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)提高了鏡面面形的檢測(cè)精度和加工效率。但是在實(shí)際的檢測(cè)中,擺臂式輪廓儀測(cè)頭空間位置中的測(cè)頭偏心誤差以及有效臂長(zhǎng)均對(duì)其測(cè)量面形的精度產(chǎn)生一定的影響。本論文的主要工作是圍繞擺臂式輪廓儀測(cè)頭空間位置檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行研究,提出了光譜共焦傳感器測(cè)量測(cè)頭偏心誤差的方法以及點(diǎn)源顯微鏡標(biāo)定測(cè)頭系統(tǒng)空間坐標(biāo)位置關(guān)系和激光跟蹤儀測(cè)量橫臂轉(zhuǎn)臺(tái)軸心線的聯(lián)合測(cè)量有效臂長(zhǎng)的方法。本論文的主要研究?jī)?nèi)容圍繞以下幾部分展開(kāi):1.調(diào)研了擺臂式輪廓儀的國(guó)內(nèi)外研究發(fā)展?fàn)顩r,對(duì)擺臂式輪廓儀的測(cè)量原理進(jìn)行了介紹,分析了測(cè)頭空間位置對(duì)面形檢測(cè)的影響,得出需要將擺臂式輪廓儀測(cè)頭偏心誤差控制在10μm,即測(cè)頭偏心誤差測(cè)量不確定度不超過(guò)3μm,同時(shí)有效臂長(zhǎng)的測(cè)量不確定度不超過(guò)10μm。對(duì)目前一些偏心誤差測(cè)量方法和有效臂長(zhǎng)測(cè)量方法進(jìn)行了2.介紹了擺臂式輪廓儀測(cè)頭偏心誤差的測(cè)量原理及光譜共焦傳感器的測(cè)量原理,對(duì)測(cè)頭偏心誤差的誤差因素及測(cè)量不確定度進(jìn)行了相應(yīng)理論分析,利用Monte-Carlo模擬方法得到理論擴(kuò)展不確定度ULg=0.8μm。3.對(duì)有效臂長(zhǎng)的測(cè)量方法進(jìn)行了研究,提出了點(diǎn)源顯微鏡標(biāo)定測(cè)頭系統(tǒng)空間坐標(biāo)位置關(guān)系以及激光跟蹤儀測(cè)量橫臂轉(zhuǎn)臺(tái)軸心線的方法,分別介紹了點(diǎn)源顯微鏡的工作原理、激光跟蹤儀的工作原理以及兩種測(cè)量方法的原理。利用Monte-Carlo模擬方法得到實(shí)驗(yàn)中有效臂長(zhǎng)擴(kuò)展不確定度UL=8.2μm。4.針對(duì)光譜共焦傳感器測(cè)量擺臂式輪廓儀測(cè)頭偏心誤差,進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn),對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了光譜共焦傳感器測(cè)量測(cè)頭偏心誤差的測(cè)量方法是可行的,測(cè)量數(shù)據(jù)是可5.針對(duì)點(diǎn)源顯微鏡標(biāo)定測(cè)頭系統(tǒng)空間坐標(biāo)位置關(guān)系及激光跟蹤儀測(cè)量橫臂轉(zhuǎn)臺(tái)軸心線來(lái)測(cè)量擺臂式輪廓儀有效臂長(zhǎng),設(shè)計(jì)了對(duì)比實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明該測(cè)量方法的可行性與可靠性。
【關(guān)鍵詞】：擺臂式輪廓儀 偏心誤差 有效臂長(zhǎng) 光譜共焦傳感器 點(diǎn)源顯微鏡 激光跟蹤儀
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院（光電技術(shù)研究所）
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TH74
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 目錄8-11
• 1 緒論11-31
• 1.1 課題研究的背景11-13
• 1.2 擺臂式輪廓儀國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1 擺臂式輪廓儀國(guó)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 擺臂式輪廓儀國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 課題研究目標(biāo)與意義15-24
• 1.3.1 擺臂式輪廓儀的工作原理15-19
• 1.3.2 傾斜測(cè)量模式測(cè)頭空間位置對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響19-23
• 1.3.3 課題的提出和主要研究任務(wù)23-24
• 1.4 偏心誤差測(cè)量方法綜述24-28
• 1.4.1 芯軸和百分表測(cè)量法24
• 1.4.2 等高V形塊和千分表測(cè)量法24-25
• 1.4.3 兩頂尖孔和千分表測(cè)量法25
• 1.4.4 千分表和高度游標(biāo)卡尺測(cè)量法25
• 1.4.5 V形塊間接測(cè)量法25-26
• 1.4.6 千分表對(duì)中測(cè)量法26-27
• 1.4.7 激光對(duì)中測(cè)量法27-28
• 1.4.8 偏心誤差測(cè)量方法小結(jié)28
• 1.5 擺臂式輪廓儀有效臂長(zhǎng)綜述28-29
• 1.5.1 旋轉(zhuǎn)測(cè)量法28
• 1.5.2 激光跟蹤儀測(cè)量法28-29
• 1.5.3 擺臂式輪廓儀有效臂長(zhǎng)測(cè)量方法小結(jié)29
• 1.6 主要工作和論文組織安排29-31
• 2 擺臂式輪廓儀測(cè)頭偏心誤差測(cè)量方法研究31-41
• 2.1 光譜共焦傳感器測(cè)量擺臂式輪廓儀測(cè)頭偏心誤差原理31-33
• 2.2 光譜共焦傳感器測(cè)量原理33
• 2.3 光譜共焦傳感器測(cè)量擺臂式輪廓儀測(cè)頭偏心誤差算法仿真33-34
• 2.4 擺臂式輪廓儀測(cè)頭偏心誤差方法的影響因素34-36
• 2.5 光譜共焦傳感器測(cè)量擺臂式輪廓儀測(cè)頭偏心誤差精度理論分析36-39
• 2.5.1 擺臂式輪廓儀測(cè)頭偏心誤差實(shí)驗(yàn)器材選擇及相關(guān)參數(shù)36-37
• 2.5.2 Monte-Carlo模擬方法37-38
• 2.5.3 測(cè)頭偏心誤差測(cè)量不確定度理論分析38-39
• 2.6 本章小結(jié)39-41
• 3 擺臂式輪廓儀有效臂長(zhǎng)測(cè)量方法研究41-55
• 3.1 點(diǎn)源顯微鏡標(biāo)定擺臂式輪廓儀測(cè)頭系統(tǒng)空間坐標(biāo)位置關(guān)系42-45
• 3.1.1 點(diǎn)源顯微鏡的工作原理42-43
• 3.1.2 點(diǎn)源顯微鏡標(biāo)定擺臂式輪廓儀測(cè)頭系統(tǒng)空間坐標(biāo)關(guān)系的原理43-44
• 3.1.3 擺臂式輪廓儀測(cè)頭系統(tǒng)空間坐標(biāo)關(guān)系的實(shí)驗(yàn)器材及精度分析44-45
• 3.2 激光跟蹤儀測(cè)量擺臂式輪廓儀橫臂轉(zhuǎn)臺(tái)軸心線45-49
• 3.2.1 激光跟蹤儀的結(jié)構(gòu)和工作原理45-47
• 3.2.2 激光跟蹤儀測(cè)量擺臂式輪廓儀橫臂轉(zhuǎn)臺(tái)軸心線的原理47-49
• 3.2.3 激光跟蹤儀測(cè)量的誤差因素組成49
• 3.3 擺臂式輪廓儀有效臂長(zhǎng)的測(cè)量49-53
• 3.3.1 擺臂式輪廓儀有效臂長(zhǎng)的測(cè)量方法49-50
• 3.3.2 Monte-Carlo模擬方法評(píng)價(jià)有效臂長(zhǎng)測(cè)量不確定度50-51
• 3.3.3 擺臂式輪廓儀有效臂長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)儀器及參數(shù)51-52
• 3.3.4 擺臂式輪廓儀有效臂長(zhǎng)算法及仿真分析52-53
• 3.4 擺臂式輪廓儀測(cè)頭系統(tǒng)設(shè)計(jì)53
• 3.5 本章小結(jié)53-55
• 4 擺臂式輪廓儀測(cè)頭偏心誤差實(shí)驗(yàn)研究55-59
• 4.1 擺臂式輪廓儀測(cè)頭偏心誤差對(duì)比實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建55
• 4.2 擺臂式輪廓儀測(cè)頭偏心誤差對(duì)比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集及處理55-57
• 4.3 擺臂式輪廓儀測(cè)頭偏心誤差實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論57-58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 5 擺臂式輪廓儀有效臂長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)研究59-67
• 5.1 激光跟蹤儀測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)環(huán)半徑60-61
• 5.2 點(diǎn)源顯微鏡標(biāo)定測(cè)頭系統(tǒng)空間位置坐標(biāo)關(guān)系61-62
• 5.3 激光跟蹤儀測(cè)量橫臂轉(zhuǎn)臺(tái)軸心線62-64
• 5.4 對(duì)比實(shí)驗(yàn)有效臂長(zhǎng)和激光跟蹤儀測(cè)量有效臂長(zhǎng)64-65
• 5.5 擺臂式輪廓儀有效臂長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論65
• 5.6 本章小結(jié)65-67
• 6 總結(jié)與展望67-69
• 6.1 論文總結(jié)67
• 6.2 研究展望67-69
• 參考文獻(xiàn)69-72
• 作者簡(jiǎn)介及在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果72-73

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：731704