基于CCD传感器的砂轮轮廓测量系统设计.pdf

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1、2014年第33卷第l期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)101基于CCD传感器的砂轮轮廓测量系统设计袁勃，张桂香，陈根余，周聪，邓将(湖南大学机械与运载工程学院，湖南长沙410082)摘要：为实现激光修整砂轮过程中的砂轮轮廓测量，分析了激光三角法的测量原理，并选用基于三角法的CCD激光位移传感器、精密电控移动平台和数字信号处理器(DSP)等搭建了砂轮轮廓测量系统。系统采用DSP设计传感器控制和数据处理电路，以实现其在激光修整砂轮过程中的应用。传感器测量精度验证实验和激光修整砂轮实验结果表明：CCD位移传感器的测量精度达

2、7I．Lm，所设计的轮廓测量系统能准确测量出砂轮轮廓，并成功应用于激光修整砂轮系统，具有良好的实用价值和应用前景。关键词：激光三角法；砂轮轮廓测量；CCD激光位移传感器；数字信号处理器；激光修整中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1000--9787(2014)0l-0101-04DesignofgrindingwheelprofilemeasuringsystembasedonCCDsensorYUANBo，ZHANGGui—xiang，CHENGen—yu，ZHOUCong，DENGJiang(CollegeofMechanicalandVehicleEngin

3、eering，HunanUniversity，Changsha410082，China)Abstract：Tomeasuregrindingwheelprofileinlasertruingprocess，agrindingwheelprofilemeasuringsystemconsistsofCCDlaserdisplacementsensor，precisemovingtableandDSPisdesignedbasedonlaser—triangulation．TheDSPdesignisusedforsensorcontrolanddataprocessingcir

4、cuit，torealizeapplicationinlasertruingprocess．ThesensormeasuringprecisionverificationexperimentandlaserturingexperimentshowthatCCDdisplacementsensorcanachieveprecisionof7m，andthedesignedprofilemeasuringsystemcanaccuratelymeasurethegrindingwheelprofile，andissuccessfullyappliedinlasertruinggr

5、indingwheelsystem，andhasgoodapplicationvalueandprospect．Keywords：laser—triangulation；grindingwheelprofilemeasuring；CCDlaserdisplacementsensor；DSP；laser0引言激光三角法测量原理的基础上，采用基于三角法的CCD激激光修整砂轮是利用激光的热去除作用对砂轮进行整光位移传感器、精密电控移动平台和DSP等搭建砂轮轮廓形和修锐，使砂轮获得良好的几何形状精度和地形地貌，从测量系统。利用DSP芯片设计传感器控制和数据处理电而改善其磨削加工性能J

6、。激光整形砂轮时，为使砂轮获路，以使砂轮轮廓测量系统能满足激光修整砂轮过程中的得良好的轮廓形状，需要根据砂轮的实际轮廓信息对其表轮廓测量要求。通过传感器测量精度验证实验和电镀金刚面的高点进行选择性地激光去除或损伤。砂轮轮廓的精确石砂轮激光修整实验，分别验证传感器的测量精度和砂轮测量是实现激光整形砂轮的关键。砂轮轮廓的测量方法有轮廓测量系统在激光修整砂轮中的实用性。接触式和非接触式两大类。由于接触式测量方法测量1激光三角法测量原理分析时存在机械作用力，因此，其主要适用于静态或低速转动的激光三角法的基本测量原理如下：由光源发出的一束情况下测量砂轮轮廓。非接触式砂轮轮廓测量方法不存

7、在激光照射在待测物体表面上，通过反射最后在检测器上成测量工具与砂轮的直接接触，更适合于动态测量砂轮轮廓。像。当物体表面的位置发生改变时，其所成的像在检测器激光三角法结构简单、测量实时性好，在工业中的长上也发生相应的位移。通过像移和实际位移之间的关系度、距离和三维形貌等检测中应用广泛。本文在分析了式，真实的物体位移可以由对像移的检测和计算得到。收稿日期：2013-06—17基金项目：国家工信部高档数控机床与基础制造装备科技重大专项资助项目(2012ZX04003101)102传感器与微系统第33卷典型的激