激光多自由度同時測量方法的研究.pdf

1、進入21世紀，競爭日益激烈，產(chǎn)品的高性能、微型化、低成本要求使機械加工的精密化被提到了各國的重大發(fā)展決策上，而機械加工行業(yè)中必不可少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)—數(shù)控機床和加工中心幾何位置精度的檢測是保證加工精度、產(chǎn)品質(zhì)量及提高生產(chǎn)率的重要手段。特別是在連續(xù)加工生產(chǎn)的環(huán)境下，為了不影響生產(chǎn)過程，把檢測時間壓縮到最短是非常必要的。一臺典型的三軸加工中心，共有21項幾何誤差參數(shù)需要按有關(guān)標準進行分步檢測?，F(xiàn)有成熟的技術(shù)主要是單參數(shù)測量，測量這21項幾何誤差需

2、要使用不同類型的測量附件和重新調(diào)整儀器，所以機床整體檢測費時費力，一般需要幾天甚至一個星期的時間來完成。不僅測量周期十分煩瑣和漫長，造成大量的人力和機時的浪費(因為檢測時，機床不能加工零件)，而且測量精度受測量人員和測量環(huán)境(特別是測量溫度)變化的影響較大。因此，研究機床加工設(shè)備的快速檢測方法和技術(shù)，特別是研究多自由度同時測量方法與技術(shù)己成為國內(nèi)外機械制造及儀器儀表等眾多行業(yè)共同關(guān)注的問題，也是目前未能很好解決的測量難題之一。

3、激光多自由度同時測量是利用穩(wěn)定的激光作為測量參考基準，對直線運動體的三個線位移量(位移和二個方向的直線度)和三個轉(zhuǎn)動量(偏擺、俯仰和滾轉(zhuǎn))的同時測量。針對這一測量問題，本論文在綜合分析國內(nèi)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，分別研究了直線度、滾轉(zhuǎn)角、俯仰角與偏擺等誤差的光學測量方法，著重研究了多自由度同時測量方法，構(gòu)建了幾種不同的多自由同時測量系統(tǒng)，進行了各種實驗研究，驗證了提出的測量方法和研制的系統(tǒng)的有效性。 概括起來，本學位論文主要的創(chuàng)新性

4、成果有： 1.提出了兩種提高直線度誤差分辨率的光學測量方法，在此基礎(chǔ)上提出了一種利用準直和干涉技術(shù)的多自由度同時測量方法，搭建了相對應(yīng)的系統(tǒng)。 2.提出了一種基于偏振的滾轉(zhuǎn)角誤差測量方法，在此基礎(chǔ)上提出了一種利用半導體激光單模光纖準直和偏振技術(shù)進行多自由度同時測量的方法，搭建了相對應(yīng)的系統(tǒng)，分析其中的誤差竄擾與補償問題。 3.提出了一種基于平行反射鏡或五角棱鏡的多自由度同時測量數(shù)學模型，理論上分析了該方法的可行性