高精度非接触式自动外径测量方法研究.pdf

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1、2011芷仪表技术与传感器2011第8期InstrumentTechniqueandSensorNo．8高精度非接触式自动外径测量方法研究王晓丽，段春霞，周阳(1．洛阳理工学院电气工程与自动化系，河南洛阳471023；2．同济大学电子与信息工程学院，上海200092)摘要：针对我国目前零件产品在线检测自动化程度不高，无法完全和零件生产的精度和能力相匹配的问题，在研究非接触式测量原理的基础上，对高精度、大直径的零件产品特点进行分析，采用数字CMOS激光传感器的作为测量工具，提出了多台传感器并行的测量方法。同时，在不增加成本的情况下，分析研究了测量精

2、度提升的改进方法。实验结果与分析表明，此高精度非接触式自动外径测量系统可以完成5m精度的零件测量，自动判定合格并且声光电的方式报告判定结果。此系统提高了零件产品在线检测自动化程度，避免了人工测量的不足。关键词：高精度测量；非接触式；激光传感器；并行测量中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1002—1841(2011)08—0079—03HighPrecisionNon-contactAutomaticDiameterMeasurementMethodsWANGXiao．1．i．，DUANChun．xia，ZHOUYang(1．Depar

3、tmentofElectricalEngineeringandAutomation，LuoyangInstituteofScienceandTechnology，Luoyang471000，China；2．SchoolofElectronicsandInformationEnginering，TongjiUniversity，Shanghai200092，China)Abstract：Theautomationoftheon—linemeasuringpartsisnothighenoughtomatchmanufacturingprecisio

4、nandcapabilitiescompletely．Basedonthenon-contactmeasurementprinciple，thispaperanalyzedtheproductcharacteristicsofthehigh—precision，largediameterparts，utilizedthedistalCMOSlasersensorsasmeasuringtools，andproposedparallelsensormethodsformeasur-ing．Besides，animprovedmethodtoadva

5、ncetheprecisionisstudying，withoutincreasingcosts．Experimentalresultsandanalysisshowthatthehigh-precisionnon-contactautomaticdiametermeasurementsystemcanaccomplishtheoutsidediameterby5pLmpre—-cision，qualifieddeterminationautomatically，andrepofistheresultsbyopticalandsoundway．I

6、tincreasestheautomationdegreeofthepartsOil-linemeasurement，andavoidsthelackofmeasurementmanually．Keywords：high—precisionmeasurement；non—contact；lasersensor；parallelmeasurement0引言室之间不可能间隔太远。而大型设备运行所产生的机械振动目前，我国已有相当多的机械零件加工厂家在零件尺寸生干扰和24h工作环境下太阳光和日光灯等光线干扰对测量设产方面已经达到m级的精度。但是在零件产品

7、检测方面的设备，特别是基于机器视觉和图像处理的设备影响是明显的，并备多以20世纪9O年代的机械接触式或物理接触式测量设备且即使图像经过标定效果仍然不好。所以，选择基于数字为主。非接触式测量方法以其对机械零件无损测量，且安装CMOS激光传感器的非接触式测量方法进行零件外径的自简单、测量效率高等优点得到广泛地研究。非接触式测量方法动测量，此方法具有测量精度高、测量范围大、现场抗干扰能力包括基于机器视觉与图像处理的方法、基于激光传感器的方法强、对零件无损伤等优点，可应用多种机械零件的内外径尺寸两种。检测系统。国外对非接触式测量的研究较早，文献[2]采用

8、正弦振动1非接触式测量原理干涉的方法进行测量，精度可达到0．1mm，但是测量范围较1．1测量原理小。文献[3]采用多传感器融合的高速摄像