基于三坐标测量机新型非接触激光跟踪测头的研究

摘要

随着现代工业的不断发展,对广泛应用于航空航天、汽车、叶轮机械等行业的各种自由曲面的质量要求不断提高,实现自由曲面的快速、精确测量已成为一个重要的研究课题。目前,主要都是应用三坐标测量机进行测量。三坐标测量机是用测头来拾取瞄准测量信号,测头的功能、工作效率、精度与三坐标测量机密切相关。三坐标测量机的发展促进了新型测头的研制,新型测头的出现又使测量机的应用范围更加广泛。随着现代测量技术要求的不断提高,要求不断推出各种新型非接触式测头。本课题在实验室以前理论和实践研究工作的基础上,通过分析论证,提出了半光斑成像式跟踪原理,研制了一种新型光学非接触跟踪测头。本课题涉及到精密机械、光学、电子技术和自动控制等多个学科领域。运用半光斑成像的光学原理获得跟踪信号,跟踪信号由高精度两象限光电二极管进行拾取、然后采用专门的差动电路进行信号调理,并且采取闭环控制调节激光光强而自适应不同表面的测量。在理论分析的同时,做了大量实验并给出了实验数据。

目录

独创性申明及保护知识产权申明

1 绪论

2 非接触跟踪测头方案论证及原理

3 光路布局概述

4 信号拾取及调理电路设计

5 跟踪测头的测量实验及误差分析

6 结论

致谢

参考文献

附录A 原理图

附录B 实验数据

附录C 测头实物图

附录D 作者简介