简易轮廓测量装置的设计

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1、浙江工业大学毕业设计（论文）简易轮廓测量装置的设计学生姓名：指导教师：25浙江工业大学毕业设计（论文）目录摘要······················································ⅠAbstract··················································Ⅱ目录······················································Ⅲ表列································

2、·····················Ⅳ图例······················································Ⅴ第一章绪论···············································11.1引言···············································125浙江工业大学毕业设计（论文）1.2轮廓测量仪在国内外的发展···························11.3轮廓测量装置的分类和构造·

3、··························1.4课题的背景及研究的目的和意义·······················1.5本课题研究的内容···································第一章简易轮廓测量装置设计总体方案2.1原则制定及规划2.1.1方案的制定原则第一章绪论1.1引言轮廓测量仪是测量各种机械零件素线形状和截面轮廓形状的精密设备。当今信息技术已经成为推动科学技术和国民经济高速发展的关键技术。著名科学家钱学森先生曾指出：“信息技术包括测量技术、计算机技术和通讯技术。

4、测量技术是关键和基础。”采用适度先进的信息化数字测量技术和产品来迅速提升装备制造业水平，是当前一个重要的发展方向。25浙江工业大学毕业设计（论文）非球面轮廓测量是制作非球面镜过程中的一项关键技术。传统的测量方法对镜子的放置有极严格的要求。镜子中心与探测头零点间微小的偏移，镜子轴线与测量仪旋转平台的不垂直等因素都会造成很大的测量误差；测量时提供的镜子的曲率半径与实际镜子的曲率半径往往有很小的偏差，也会影响测量结果；另外，在实际工程应用中发现，轮廓仪的零点会在某一极小的范围内波动，这一因素在三维轮廓的测量中造成的误差会

5、直接影响测量结果的重复性。对位置放置所造成的误差，传统的方法是在测量过程中尽可能地调整镜子中心位置与探测头零点相一致，然后对测量结果做去倾斜处理。这一方法在精度要求不高的测量过程中可勉强应用，但这一方法在每次测量时，都要花大量时间来调整镜子，且因为镜子中心与探测头中心不可能严格一致，所以测量精度不能达到很高。对衄率半径不准确这一点，实际应用中经常的做法是人工调整这一半径，由主观判断来找到一个合适的曲率半径。这一方法不但增加了测的时间，同时使测量结果带有一定的主观性。对轮廓仪的零点会在某一极小的范围内波动这一点，普通

6、的轮廓测量中都会忽略这一误差，但随着测量精度的提高，这一误差是不可忽略的。在某些高精度的测量仪中，采用每次测量前重新校正零点的方法来提高测量精度，但这一方法显然会增加测量过程的复杂性。为解决上述问题，本文对接触式非球面轮廓测量仪进行了较为全面的误差分析，以确定上述因素会造成什么样的测量误差；在此基础上，在X轴和Y轴方向采用极坐标形式，避免了单独测量X轴和Y轴的时安装的垂直度影响的误差。1.2轮廓测量装置在国内外的发展研究现状它是以1968年美国J.B.P.Williamson首次推出三维表面触针式轮廓仪[1][2]

7、。近二十年来，随着微电子技术、计算机技术、光学技术、传感器技术、信号分析和处理技术的飞速发展，基于各种原理的测量仪器纷纷面世，其测量范围小至亚纳米，大到毫米级，这主要表现在以下几个方面[3]：（1）传统的触针式仪器朝着高分辨率、大量程方向发展；（2）非接触式光学测量方法得到迅速发展，光学探针仪器、相移式扫描干涉显微镜、光外差干涉测量仪等相继出现；（3）扫描隧道显微镜、原子力显微镜的出现和发展使表面检测突破了传统的局限，实现了原子级尺度的检测。根据测量原理的不同，表面测量技术基本上可以划分为以下三类：接触式测量方法，

8、光学测量方法和非光学式扫描显微镜测量方法。根据测量原理的不同，表面测量技术基本上可以划分为以下三类：接触式测量方法，光学测量方法和非接触式测量。随着现代科学技术的飞速发展和对测量方法的深入研究，在机电行业中人们对三维坐标测量技术的要求也越来越高。物体的三维轮廓以及形位测量已被广泛应用于机械制造、航海、航空航天、反求工程等领域。目前物体三维轮廓测量的主要方法有