文档介绍：摘要
在现代企业的质量保证体系中,在线检测设备具有重要的地位。随着精密
加工和超高速加工的发展,对在线测试的精度和速度都提出了新的要求,高精
度高速度小角度测量方法的研究成为此领域研究的一项重要内容。传统的小角
度测量仪器如激光干涉仪,光电自准直仪等,由于具有体积大、系统复杂、造
价昂贵、对测量环境要求高、较难组成多维测角系统等特点而很难用于工业高
精度在线测量。
为了解决上述向题本课题基于光学内反射效应,设计并试制了一种新型二
维微小角度传感器,可实现实时二维角度的测量,为下一步研制出多自由度位
移检测系统奠定基础。本系统采用基于的检测电路进行高速数据采
集处理,使系统的测量精度和响应速度满足了当前在线检测的需求。以下是本
论文的主要研究内容
论述了本文研究的目的和意义,查阅了大量的有关技术资料,综合
评述了角度测量技术的国内外现状和发展趋势。
从理论上分析了基于光学内反射效应测角法的原理。
基于理论分析,完成了传感器的机械结构设计,并试制了样机。
设计制作了基于的高速数据采集处理电路,对其技术性
能、工作方法进行了实验研究,并对该角度传感器进行校正。
提出该传感器的评价方法,对弓起测量的误差因素进行了比较系统
地分析。
关键词二维角度测量,内反射,,数据采集
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第一章绪沦
第一章绪论
本章从整体上介绍了微小角度传感器的发展概况、产品类型、应用领域以及
超精加工在线检测的发展概况。讨论本课题研究高速、高精度二维微小角度传感
器的出发点、意义。介绍本文完成的任务、系统的具体指标以及论文章节安排。
本课题的提出及其研究意义
在现代企业的质量保证体系中,在线检测设备即直接控制产品工序质量以及
工艺过程运行的检测系统具有重要的地位。在线检测设备一般都指位于生产现
场、工序间,用于检测零部件或运动平台的某些重要参数的专用设备。随着现代
工业及生产制造技术的飞速发展,生产加工技术已经从精密加工时代进入到超精
密加工时代,与之相应的测量技术也从精密测量发展到超精密测量和纳米测量,
而超精密加工机床及其评价检测技术则在超精密加工技术的发展中起着关键作
用。加工精度取决于机械的运动精度、机械对于热和振动的刚性、工具的形状误
差及损耗等。对于机床、三坐标测量机等精密机械的运动精度评价,主要有主轴
的旋转精度、直线运动精度、机床的圆运动精度等等。
机床是发展机器制造业以至整个工业必不可少的复杂生产工具,既是生产力
要素,又是重要商品。具有高精度高分辨率的驱动定位平台是精密加工机床的基
本要素。为了保证该平台的驱动精度,需要有高精度检测平台角度、位移的测量
装置。从测量范围和测量精度考虑,一般采用干涉仪或线性编码器。但由于它们
都是一个自由度的位置检测装置,不能对二维移动平台的位置进行直接测量。利
用干涉仪和由形状精度保证的正交直尺进行组合,虽然使二维测量得以实现,但
随着俯仰角、侧滚角和偏转角等必须检测的自由度的增
加,干涉仪的数目也必须增加。本研究就是在这样的背景下提出来的,围绕天津
市自然基金项目“在线加工用高精度二维角度传感测控系统”的研制,设计一种
适合于工业在线测量的小角度传感器。
超高速加工是目前发展的一个方向,主轴的最高转速都已经达到
,因此,如何实时准确的对超高速加工机床主轴单元、进给单元系统
和机床支承及辅助单元系统等功能部位和驱动控制系统进行监控,对超高速加工
用刀具磨具的磨损和破损、磨具的修整等状态以及超高速加工过程中工件加工精
度、加工表面质量等的在线监控技术,都成为迫切需要解决的