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光学精密工程 2024年第15期32卷 2374-2386页

作者：鲁浩林刘卯卯何思宇冯朝张小威唐琳何建华肖晓晖武汉大学动力与机械学院湖北武汉430072 武汉大学先进光源研究中心湖北武汉430072 中国科学院高能物理研究所北京100049

针对双转轮多通道双晶单色器的平行度误差补偿问题,提出一种基于光电自准直仪的多通道双晶单色器准静态双晶衍射面平行度测量方法以及一种S形曲线轨迹规划方法。分析多通道单色器的结构及运动特点,基于光电自准直仪提出多通道双晶单色... 详细信息

针对双转轮多通道双晶单色器的平行度误差补偿问题,提出一种基于光电自准直仪的多通道双晶单色器准静态双晶衍射面平行度测量方法以及一种S形曲线轨迹规划方法。分析多通道单色器的结构及运动特点,基于光电自准直仪提出多通道双晶单色器平行度测量系统的总体框架及测量具体流程。结合多通道双晶单色器运动特点,提出一种S形曲线轨迹规划方法,并基于平行度测量结果对单色器运动轨迹进行优化设计。最后,在搭建的实验平台上开展准静态平行度测量实验及运动轨迹跟踪实验。结果表明:所搭建的平行度测量系统的平行度分辨率达0.5″,相邻两组晶体角度跃迁差值在百角秒量级;所提S形曲线轨迹规划算法将轨迹跟踪误差抑制在6.1″,相比传统5阶多项式及未规划轨迹,跟踪误差分别降低58.7%和63.9%。实验结果验证了所提方法有效性,对改进双转轮多通道双晶单色器性能具有良好的实际应用价值。

关键词：同步辐射X射线双晶单色器误差补偿平行度测量轨迹规划

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PSD-LD在两平面平行度测量中的应用

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矿山机械 2001年第9期29卷 39-40页

作者：高经伍赵凤华张茂川李静王建国东北电力学院自控系基础部吉林吉林132012

介绍日本８０年代的新产品ＰＳＤ“光位敏器”，以及ＬＤ“半导体激光器”，对ＰＳＤ和ＬＤ的工作原理行了分析，讨论了由ＰＳＤ－ＬＤ组成的“光一位置传感器”测量水平度的可行性，并对由ＰＳＤ－ＬＤ组成的“光一位置传感器”在其它... 详细信息

介绍日本８０年代的新产品ＰＳＤ“光位敏器”，以及ＬＤ“半导体激光器”，对ＰＳＤ和ＬＤ的工作原理行了分析，讨论了由ＰＳＤ－ＬＤ组成的“光一位置传感器”测量水平度的可行性，并对由ＰＳＤ－ＬＤ组成的“光一位置传感器”在其它领域的应用作了有意义的探讨。

关键词：平面平行度测量数据处理光-位置传感器 PSD-LD测量系统

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外圈带凸缘的圆柱滚子轴承外圈挡边平行度测量

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轴承 2001年第1期 21-23页

作者：陈东坡洛阳轴承(集团)公司河南洛阳471039

1 测量要求待测零件为外圈带定位凸缘的圆柱滚子轴承外圈，见图1。该套圈外侧带一形状不规则的法兰，内侧有两个挡边。该系列轴承外圈直径范围为30～150mm。

关键词：圆柱滚子轴承外圈挡边平行度测量仪器结构设计测量要求

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轧钢机轧辊平行度测量与校正系统的研究

轧钢机轧辊平行度测量与校正系统的研究

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作者：廖中华西安建筑科技大学

学位级别：硕士

在钢铁生产行业中,轧钢机工作辊的工作环境非常恶劣,容易出现变形、表面剥落等各种损坏。轧钢机工作辊的精准程度将直接影响到轧钢产品的质量,所以定期校正轧钢机工作辊非常重要。本文研究了一种利用线阵CCD测量轧钢机工作辊平行度的系... 详细信息

在钢铁生产行业中,轧钢机工作辊的工作环境非常恶劣,容易出现变形、表面剥落等各种损坏。轧钢机工作辊的精准程度将直接影响到轧钢产品的质量,所以定期校正轧钢机工作辊非常重要。本文研究了一种利用线阵CCD测量轧钢机工作辊平行度的系统,以提高轧辊校正的精度。本课题的研究主要分为两部分,第一部分是利用CCD实现对轧辊平行度的测量;第二部分是利用PLC对轧辊校正车床的电气系统进行的改造。在第一部分中,本文首先对轧辊平行度测量系统选择了合适的测量方案,并且从测量系统的要求出发,选择CCD作为该测量系统的主要测量器件;然后为本系统选择型号为ILX554B的CCD。在分析了ILX554B的参数之后,利用CPLD器件为该CCD设计了驱动电路。最后,设计了测量系统的信号处理与采集电路,包括低通滤波、相关双采样、绝对值电路、过零触发电路;选用MSP430F149型单片机,将采集的信号存储加工后输入LCD中进行显示。在第二部分中,本文是利用PLC对现有的轧辊专用校正车床陈旧老化的电气系统进行改造,同时将原来的刀架进给调速系统改用变频调速。通过这两部分的设计,使得轧钢机工作辊的校正精度以及效率都得到了大大的提高,从而极大地提高了企业的产品质量。

关键词：轧辊平行度测量线阵CCD 二值化处理机床改造

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双面平行度测量方法与评定策略研究

双面平行度测量方法与评定策略研究

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作者：李晨哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着现代高端装备制造业的发展,很多精密零件的加工精度已达到微米甚至亚微米量级,这对相应的几何公差的检测和评定提出了很高的要求。几何公差是反映被测要素功能要求的基本检测项目,对零件的加工制造具有重要影响,其中平行度公差往往... 详细信息

随着现代高端装备制造业的发展,很多精密零件的加工精度已达到微米甚至亚微米量级,这对相应的几何公差的检测和评定提出了很高的要求。几何公差是反映被测要素功能要求的基本检测项目,对零件的加工制造具有重要影响,其中平行度公差往往是一些精密零部件的重要技术指标。它包括线对线、线对面、面对线以及面对面的平行,其中面对面的平行度公差指标应用最为广泛。在最新的产品几何技术规范(Geometrical product Specification,GPS)标准体系中,只有平面度、直线度、圆度以及圆柱度公差形成了比较完善的评定标准,目前国际上平行度公差尚未建立统一的评定标准,这在一定程度上制约了这类精密零部件加工和检测水平的提高。针对这一问题,本文提出了一种基于双频激光干涉原理的面对面平行度测量方法,建立了相应的测量数学模型,根据评定方向公差的定向最小区域原则建立了平行度公差的评价体系,并对长平晶两个工作面的平行度进行了测量,最后用根据《测量不确定度评定与表示》(GUM)评定测量结果的不确定度。本文主要完成的研究内容如下:(1)分析新一代GPS体系中方向公差测量评定的方法和特点,针对被测件的特点设计基于双频激光干涉测量原理的面对面平行度测量系统,实现对被测件的参考面和测量面同时离散采点,并建立相应的测量数学模型,并根据GPS体系规定的用“定向最小区域”原则评定平行度公差。(2)根据测量模型设计二维运动机构,使被测件随位移机构在100mm×100mm的范围内按一定规律运动,并通过有限元分析对运动机构的支撑结构分别作静力学和动力学仿真,优化其结构参数,减小形变量。然后针对运动机构在Z方向引入的耦合位移进行分析,并设计基于MSP430单片机的PSD检测电路以测量和补偿Z向的耦合位移,标定电路板卡的位移分辨力,测量结果优于100nm。(3)基于“GB/T 1958/2004产品几何量技术规范(GPS)形状和位置公差检测规定”中四种体现基准原则中的分析法,建立平行度的评价模型,分别根据最小二乘原则、最小区域原则以及公差原则中的最大实体要求拟合基准平面,然后综合分析比较上述几个评定原则的差异及应用对象。(4)搭建平行度测量系统,对210mm×40mm长平晶的两个工作面间的平行度进行测量,同时用PSD电路板实时测量并补偿运动机构Z向的耦合位移,对测量数据进行处理,然后按四种评定原则分别计算平行度误差值,并以最小二乘法为例,根据《测量不确定度评定与表示》(GUM)对平行度测量结果进行不确定度评定,分析不确定度来源并建立测量模型,确定各不确定度分量及其误差传递系数,计算合成扩展不确定度Ut=2.2μm,k=2。最终得到平行度误差的测量结果为t=(3.8±2.2)μm。综上,本文提出的平行度测量方法适用于具有光学反射面的平行平板结构,建立的测量和评定模型对统一方向公差评定标准有一定指导意义。

关键词：几何公差平行度测量激光干涉不确定度评定

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非透明平面薄壁件平行度测量与评定方法研究

非透明平面薄壁件平行度测量与评定方法研究

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作者：张俊涛大连理工大学

学位级别：硕士

随着现代制造技术向着高精度、高可靠性的方向发展,用于检测零部件加工精度的测量技术也显得越来越重要。为了满足现代制造业发展需求,需要具有更高精度的测量技术来检测关键零部件的加工精度,以指导后续的加工工艺,提高加工质量。平面... 详细信息

随着现代制造技术向着高精度、高可靠性的方向发展,用于检测零部件加工精度的测量技术也显得越来越重要。为了满足现代制造业发展需求,需要具有更高精度的测量技术来检测关键零部件的加工精度,以指导后续的加工工艺,提高加工质量。平面薄壁构件广泛应用于高端装备制造、航空航天、光学等领域,其对平行度的要求很高。工件的形位公差是反映被测要素功能要求的重要指标,对零部件的加工质量具有重要影响。新一代产品几何技术规范规定了面对面平行度评定基本原则-定向最小区域法,但是由于被测工件结构、尺寸、透明性等性质以及基准建立方法的不同,平行度的测量方法并不统一?本文所研究的非透明平面薄壁构件尺寸较大、径厚比大、刚性弱,现有的平行度测量方法难以满足测量要求?因此,针对非透明平面薄壁构件开发一套经济高效的平行度高精度测量系统是一个亟待进行的工作。本文的主要研究内容如下:提出一种非透明平面薄壁件平行度高精度测量方法,该方法通过光学非接触的测量形式分别测取工件的厚度数据和平面度数据。通过数据的筛选、拼接、统一基准、比对、叠加处理,对工件进行面形重构。进而,选择平面度较好的工件表面作为基准平面的拟合对象,利用粒子群优化算法拟合出满足最小条件的基准平面,最后根据定向最小区域原则建立平行度评定数学模型,以计算出工件两表面间面对面的平行度误差?基于所提平行度测量方法,开发了一套针对非透明平面薄壁件的平行度测量系统,主要包括运动单元、测量单元、控制单元、数据处理单元等。运动单元为精密三轴运动平台;测量单元包括同轴激光位移传感器、平面度仪、传感器专用夹具、测量专用夹具;控制单元包括运动控制软件和数据采集软件;数据处理单元是基于Matlab软件开发的数据处理算法。在平行度测量系统的开发过程中进行了结构设计、软件开发、装置搭建、几何精度检测、关键零部件静力学仿真分析等工作。在开发的平行度测量系统上对被测工件(纯铜平面薄壁件)进行了平行度测量实验,验证了测量系统的可行性、稳定性和适用性。利用数据处理算法对数据进行了处理,重构出同一基准下工件两表面的三维面形,并将重构面形与测量面形进行比较,得出最大面形重构误差为0.46μm。根据建立的平行度数学模型计算出工件的平行度为7.41μm,最后,对平行度测量系统进行了不确定度分析,得出平行度测量系统的扩展不确定度U为±0.34μm,k=2,即平行度测量结果为f=(7.41±0.34)μm。

关键词：非透明平面薄壁构件平行度测量厚度测量数据处理测量不确定度

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