基于2d-psd的长导轨直线度测量系统的研究

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1、分类号：UDC：密级：可交流编号：基于2D-PSD的长导轨直线度测量系统的研究ResearchonStraightnessMeasurementSystemofLongRailsBasedon2D—PSD学位授予单位及代码：长春理工大学(10186)学科专业名称及代码：扭越电壬王程(Q璺Q2Q星2研究方向：垄线捡型堡途皇堇莶申请学位级别：亟±指导教师：王红平论文起止时间：2012．09—2013．12长春理工大学硕士学位论文原囱性声明删本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，《基于2D—PSD的长导轨直线度测量系统的研究》是本人在指导教师的指导下，独立进

2、行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。、'’一_’·r作者签名：速筮2业年上月笪日长春理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“长春理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”，同意长春理工大学保留并向中国科学信息研究所、中国优秀博硕士学位论文全文数据库和CNKI系列数据库及其它国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长

3、春理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。新签名：丑绛雌年2月丛日摘要直线度误差是导轨的主要形位误差之一，是决定导轨质量的最主要因素，直接影响着导轨的工作性能。导轨直线度的检测具有采样数据多、测量距离长、实时可靠性高、需要现场测试等特点，传统所采用的诸如平尺法、钢丝法等，检测器具虽简单，但具有精度低、效率低等缺点，而新型的测量仪器虽具有高精度但价格昂贵，难以普及。鉴于此，本课题以长导轨直线度为研究对象，兼顾精度和经济性的要求，提出了基于双二维位置敏感器件(PSD)和激光空间

4、偏角校正的新型测量方法。合理的直线基准是实现直线度误差正确测量的一项关键因素，本文根据导轨直线度的检测要求，阐述了检测方案并对方案中的测量原理进行了抽象分析，建立了基于激光空间偏角校正的导轨二维直线度的数学模型。依据所建立的数学模型，论文对系统进行了总体设计，采用二维PSD作为传感器，通过PI微位移工作台对其进行了标定，并运用人工神经网络BP优化算法实现了PSD的非线性校正，降低了枕形失真；研究了背景光互相关消除技术，克服了背景光的影响。应用LabVIEW软件编写了二维PSD的数据采集程序，应用MATLAB软件编写了基于最小二乘法的直线度误差评定程序

5、。通过理论分析、系统搭建及实验，论证了系统原理的可行性，并对可能引起系统测量误差的各种因素进行了分析。所选激光器内含整形、扩束与准直系统，在lOm范围内具有良好的稳定性和准直性，光斑大小亦在允许的波动范围内，系统测量测量分辨力达0．002mm。本系统能够有效地解决精密长导轨直线度检测与高精度测量的难题，为大范围长导轨直线度测量提供了一种新的检测方法。关键词：导轨直线度误差PSD激光准直BP优化ABSTRACTStraightnesserrorwhichiSoneofthemainformandpositionerrorsofguiderails．iS

6、themostimportantfactorindeterminingthequalityofrailsandaffectsitsworkperformancedirectly．111einspectionofstraightnesserrorhasthecharacteristicsofmanysamplingdata,longmeasuringdistance，real—time，hi．ghreliability,fieldtestneededandSOon,suchasthetraditionalruler,steelwire，etc．Thes

7、emethodsaresimple．buthavethedisadvantageoflowprecisionandlowefficiency．Althoughthenewtypeofmeasuringinstrumentshavehighprecision，theyareexpensiveanddifficulttopopularize．Inviewofthis，thestraightnesserrorofguiderailsischosenastheresearchobjectwithaccuracyandeconomicrequirements．

8、Anewmeasuringmethodisproposedbasedondoubletwo．dimensio