专用密封圈及模具检测系统技术研究

摘要

密封圈被大量应用在航空航天、武器装备、船舶等制造业中，主要应用于静密封和往复运动密封，对各系统的密封性能起着重要作用。现有密封圈的模具制造精度、配合质量、变形磨损程度都直接决定了密封圈的质量，影响其后续的密封效果，因此必须从模具检测等方面进行改进,以提高密封圈的产品质量。目前对于密封圈模具进行测量的方法并不多，一般都是通过模具的制造工艺保证模具的合格性，在进行密封圈压膜生产过程中，对于尺度、类型多样化的模具并没有一个合适的检测方法来评判模具的质量与合格性。对成品密封圈的检测也同样如此，通常采用随机选取密封圈截面再通过显微镜观察的方法来进行检测，这种方法必须破坏密封圈同时也不能保证选取的截面是否准确，因此设计出一种非接触式的利用光学进行检测的系统是十分必要的。
　　本文针对专用密封圈及其模具进行高效检测的问题，对密封圈及其模具典型特征、检测干扰因素、误差计算等方面进行了研究，对密封圈及其模具检测的原理与组成进行了归纳，在建立检测系统的结构与控制模型基础上，提出了一种基于激光二维扫描传感器的检测系统，通过多截面多角度扫描轮廓离散点数据并进行曲面曲线拟合，从而判断对象的特征参数是否符合要求。该检测系统由自行设计的四维精密运动平台以及高精度三爪卡盘式运动转台组成工件承载定位平台，利用激光二维扫描传感器和NI6229型数据采集卡形成数据采集通道，并分析了该系统测量坐标系的建立和实现方法，提出了基于最小二乘原理的曲面曲线拟合和特征参数提取算法。研究结果表明：该检测系统不确定度达到6.56um，能够有效解决对密封圈及其模具进行高效非接触式检测的问题，从而提高密封圈制造质量。

目录

声明

第一章 绪论

1 .1课题的来源和研究意义

1 .2国内发展现状

1 .3课题的主要研究内容和论文结构

第二章 检测系统总体设计

2 .1 检测系统技术原理

2 .2检测系统需求分析

2 .3 检测系统误差影响因素分析

2 .4 检测系统总体方案设计

2 .5 本章小结

第三章 检测系统机械结构设计

3 .1 机械结构总体设计

3 .2 测量转台

3 .3二维滚珠丝杠直线机构

3 .4激光器旋转基座

3 .5 本章小结

第四章 检测系统硬件电路设计

4 .1 电路模块总体设计

4 .2数据采集与控制回路

4 .3光电编码器电路

4 .4四自由度云台运动控制及其驱动

4 .5无刷直流电机原理与驱动

4 .6 限位开关电路设计

4 .7 本章小结

第五章 检测系统软件设计

5 .1系统相关算法设计

5 .2工控机控制软件设计

5 .3检测系统数据库设计

5 .4 本章小结

第六章 检测系统误差分析与实验验证

6 .1主要功能模块实验分析

6 .2检测系统不确定度分析

6 .3 本章小结

第七章 总结与展望

7 .1 总结

7 .2 展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文