轧辊光电检测系统论文

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1、第一章绪论11.1引言11・2课题来源、研究目的及意义21.3大直径检测的国内外现状21.4本文研究的主要内容及主要技术指标3第二章系统总体方案设计42・1方案分析42.2检测方案的比较分析与选择6第三章系统的总体结构及工作原理83.1系统的组成83.2系统的总体结构及功能83.3系统检测原理93.4系统的基本功能10第四章系统的各分系统设计114.1半导体激光测头设计4.2光栅位移检测系统设计4.3精密机械系统设计4计算机控制与数据处理系统设计“第五章系统的误差分析1系统直径检测主要误差来源及分析1119202425255.2系统直径检测误差的合成305.3系统度检测误差来源与分析3

2、133致谢错误!未定义书签。5.3误差分析结论34第一章绪论1・1引言随着制造技术的迅速发展，各种先进的加工方法的出现，对现代检测技术的要求也越来越高，越来越严。从某种意义上而言，检测技术的发展必须超前于加工技术的发展，才能满足人们对精密加工的要求，检测技术的发展又对加工技术起到了促进作用。目前，高速度、高精度、非接触检测技术己发展成为检测技术中最重要、最尖端的组成部分，而以红外、激光、CCD,PSD等为传感器的光电检测技术也就成为非接触式检测技术的代表。在很多领域已得到了广泛的应用。也取得了显著的技术经济效益。以非接触、高精度、高速度为特征的光电检测技术己成了检测的主要趋势，涌现出一

3、大批适用于各种场合的光电检测仪器巴现在国际上主要利用光电检测方法进行各种形位误差、尺寸要素的测量，采用的原理和方法也是多种多样的。激光检测技术⑵是目前检测领域最先进、应用最广泛的检测技术之-o利用激光的高亮度、高方向性、高单色性和高相干性的特点，可实现多种参数的高精度、高效率的非接触在线检测。而且抗干扰能力强，较高的测量速度和可靠性，便于实现自动化、智能化。对解决国防及民用工业牛产中的产品零件检测难题起到了极其重要的作用。利用激光进行非接触检测的测试设备得到了长足的发展，日益受到世界各国的重视。木文利用激光半导体测头、光栅位移检测技术、精密机械技术和计算机实时控制与数据处理⑶技术，研制

4、了轧辗光电检测系统，实现了对大型工件的外径（450伽〜e2500nini）、圆度误差进行非接触、在线检测。轧银光电检测系统是一种涉及光学、精密机械、电子学、现代传感技术、自动控制和计算机等多学科领域的先进光电检测系统，检测精度高，检测功能多，检测速度快。可对不同结构形状的大直径回转体类零件的外径尺寸、圆度进行非接触、动态或静态检测。1・2课题来源、研究目的及意义1.2.1课题来源木课题是钢铁业技术改造项目，是对轧辘多个参数进行测量的一项重要测试设备。1.2.2研究目的及意义在钢铁工业中，轧机上轧制金属板，金属泊和金属带时，轧辘的工作表面磨损较快.因此，在每台轧机旁都设置有小规模的专用轧

5、银磨床段工，以便随时重磨已磨损的轧鶴。轧银的径尺寸和纵向廓形的测量通常采用手动表式卡规或滚轮式表式卡规进行。这种测量费时，测量精度低•为此提出了一种采用激光测头和光栅位移检测技术对加工中的轧鶴进行在线检测的方法，可实现轧银多个部位的外径尺寸及圆度进行高速、高精度的非接触在线检测。木系统对提高轧鶴的加工质量、减少废品率和保证板材的性能具有重要意义。1・3大直径检测的国内外现状近年来，对径向尺寸的检测出现了许多新的检测方法⑷。测量方法基本上可分为三大类:机械方法、光学方法、其它方法。1、机械测径法机械方法因检测原理简单、使用方便、检测成本低而在检测内外径,特别是大型工件内外径时被广泛釆用，

6、但总的说來检测精度不高，例如:大型外径千分尺和内径千分尺、“尺法、弦高法、滚轮法、卡钳式检测方法、坐标测量机检测法。2、光学测径方法⑸釆用光学原理对径向尺寸进行检测。按瞄准工件的方式可进一步分为:影像法瞄准;衍射法瞄准;接触式瞄准及激光光线瞄准等。3、其它测径方法测量直径除了主要采用光学与机械方法外，近年来还出现了其它一些方法，如气动法、超声波法等。综上所述表明，对大尺寸的测量，特别是大型工件内外径（超过500mm）的测量发展十分缓慢，手段依然停留在传统的机械方法上，满足不了加工现场提出来的越来越苛刻的要求。对于高精度的零件，其尺寸实际上是处于无法测量的状态。己满足不了加工现场提出来的

7、越来越苛刻的要求。1.4本文研究的主要内容及主要技术指标1.4.1本文研究的主要内容木文主要针对大型工件轧辘的外径、圆度误差检测进行研究。主要研究以下内容：1.硏究轧辘外径、圆度误差的光电非接触检测方法；2.轧辘光电检测系统总体方案设计；3.轧辘光电检测系统各分系统设计；4.检测系统测量误差分析，对影响系统精度的误差来源进行讨论，推导dH吴差修正公式，提出改善系统精度方法。1.4.2系统主要技术指标测量范围：50nini〜4）2500mm分辨率