激光三角法测量原理可有效应用于三维曲面的非接触精密测量,测量数据的统计处理结果直接关系到测量精度的提高,同时也与测量系统结构、被测物体特性及环境条件等因素有关。从激光三角法的测量机理出发,针对易拉罐罐盖开启口压痕残余厚度测量中影响测量的关键问题进行分析和研究,包括激光光点尺寸、激光散斑、精细结构、被测物体表面的光泽、颜色等。
随着现代工业的不断发展,对各种罐盖容器表面微小刻痕测量的质量要求越来越高,根据原理的不同,可分为接触式测量和非接触式测量。接触式测量方法发展比较成熟,但有其局限性。非接触测量是罐盖容器测量的发展方向,其中的光学非接触测量法是一个非常活跃的研究领域。目前常见的非接触光学测头有:激光三角法测头、激光聚焦测头、光栅测头等。相对其他测量方法而言,激光三角法测量系统在物体形貌检测以及物体体积测量当中得到广泛的应用,它具有大的偏置距离和大的测量范围,对待测表面要求较低,不仅适合小件物体的轮廓测量,也非常适合大型物体的形貌体积测量,而且测量系统的结构非常简单,维护非常方便,是一种高速、高效、高精度、具有广阔应用前景的非接触测量方法。 激光位移传感器使用激光束进行位移和振动测量,可以测量微小的变化。高频位移传感器的用途
激光三角法测量不仅具有大的偏置距离和大的测量范围,而且测量系统结构相对简单,维护方便,可有效应用于三维曲面的非接触精密测量中;但同时由于其测量精度与被测物体表面结构、特性及环境条件等因素有关,当激光三角法应用于易拉罐罐盖开启口压痕残余厚度测量时,要求测量精度达到1μm,从上面的分析可以看到,由于激光光点尺寸、激光散斑和精细结构对测量精度的影响,导致激光三角法测量结果失去实际的参考价值。所以为了提高测量精度,必须针对罐盖微小刻痕的具体结构选用适当的激光尺寸、尽可能抑制激光散斑及环境因素对测量精度的影响。非接触式位移传感器激光位移传感器可以实现物体的倾斜度、线性位移、角度、振动等参数的精确测量。
实验前先调整实验装置,使转轴轴心线与平移台行进方向平行,每次采集数据前将转轴回到编码器设置的机械原点,再进行轴承孔内表面信息的采集,然后求出两端轴承孑L理想轴心线相对于转轴轴线的位置即可。图6给出轴承孑L与转轴轴心线的简图形式。圆柱为圆柱孔内表面,0Z为转轴轴心线,X0y为转轴旋转一周数据点所在的横截面,沿着轴OZ,二维激光传感器X轴测量范围内有多少个采样点就有多少个垂直于轴OZ的平面。0Z。为圆柱孔理想轴心线。易知,当传感器绕着转轴OZ旋转,激光在圆柱孔截面XOy将会是类椭圆的形状。所求的目标是在坐标系XyZ中,理想轴心线o。Z。所在的直线方程。一种方法是用椭圆公式,对在截面X0y上的数据点利用小二乘法拟合出截面中心,然后通过各截面的中心点,再利用小二乘法拟合出理想轴心线0。Z。,进而计算出同轴度。另一种方法直接对全部点用小二乘法拟合出理想轴心线。本文采用后一种思路,因为后一种只采用了一次小二乘法,且小二乘法用的公式是圆函数方程,能更加精确地求出圆柱的理想轴心线。
随后安装在贴装台单元上的激光位移传感器403检测键合头370上拾取的芯片的倾角,结合两位移传感器360和403的初始角度差值,利用调平机构340对芯片做出与贴装台401上贴装位间的平行调整;其调平的具体实现过程如下:音圈电机343动作,从而实现音圈模组341产生平行于电机轴向的位移,继而导致下方动平台342产生绕u轴或者v轴(与u轴垂直)方向的转动,从而实现动平台342倾角的调整,使得连接在动平台上的键合头370与贴装台401上基板贴装位平行,保证键合压力均匀;激光位移传感器的研究对于提高工业生产质量具有重要作用。
用CMM来测量同轴度是一种不错的选择,但当采样点数庞大时,CMM测量费时。当被测孑L表面到传感器的距离,以及被测孔的高度在传感器测量范围内时,二维激光位移传感器法适合此类孔的同轴度测量。二维激光位移传感器采用线扫描,具有采集数据点快的优势,但用激光位移传感器时需要特殊器具固定,需转动工件或传感器进行孔表面数据采集。本文的实验对象是车桥减速器,其两端轴承孔的直径为180mm,上偏差为o.026mm,下偏差为O.014mm,左边孑L为基准孔,右边孔相对于左边孔的同轴度要求为西o.05mm。本文提出一种基于激光位移传感器检测减速器同轴度的方法,设计了一种实验装置,对采集到的实验数据进行解析,对数据处理算法进行详细说明,利用高斯一牛顿小二乘迭代法求出两端轴承孔轴线以及公共轴线,进而实现同轴度的计算,为减速器同轴度的检测提供一种思路。本实验具有测量速度快、检测精度高、测量便捷等优势。激光位移传感器可分为点、线两种。位移传感器的原理
激光位移传感器利用光学三角法原理工作。高频位移传感器的用途
位移传感器测量频率是指在一定时间内测量到的位移次数。激光位移传感器测量频率的定义是单位时间内测量到的位移次数。通常,激光位移传感器的测量频率与其采样率相关,采样率越高,测量频率越高。测量频率是激光位移传感器重要的性能参数之一,其测试方法主要包括两种:一是采用外部振动台进行实验测量,通过改变振动台的频率从而得到激光位移传感器的测量频率;二是利用计算机模拟实验方法,通过模拟不同频率的位移信号,计算激光位移传感器的测量频率。为了优化激光位移传感器的测量频率,需要从多个方面入手。一是优化激光发射光源的频率稳定性,保证激光发射的稳定性和一致性;二是优化激光位移传感器的光学系统,使其能够更好地接收被测物体的反射光;三是提高激光位移传感器的信号处理技术,通过优化信号处理算法,提高测量精度和测量频率;四是改进激光位移传感器的机械结构,提高测量速度和稳定性,从而实现更高的测量频率。高频位移传感器的用途