小直径轴管类零件圆度激光在线检测技术研究.pdfVIP

文章编 号 ：1672—0121(2015)o5—0038—03 小直径轴管类零件 圆度激光在线检测技术研究 陈善奇 ，翟 华 1,2，刘 洋 ，宥抟睿 (1．合肥工业大学 机械 与汽车工程 学 院，安徽 合肥 230009； 2．合肥工业大学 合锻研 究院，安徽 合肥 230009) 摘要 ：提 出一种基于激光三角测量法 的圆度误差在线检测系统 ，分析 了检测系统 的误差 ，并采取措施 降 低检测误差。本检测系统经过运转测试，检测精度可达 51xm，可满足 8mm~20mm 中小直径的轴管类零件非 接触在线检测要求。 关键词 ：在线检测系统 ；激光 ；三角测量法 ；圆度 中图分 类号 ：TN247 文献标 识码 ：A DOI：10．16316／j．issn．1672—0121．2015．05．010 1 引言 式 中： 一 接收透镜焦距 ； 激光检测技术具有非接触 、无损伤 以及检测速 — — 光学测量系统像距 ； 度快等优点 ，在零件尺寸 、形位误差 的检测 中发挥 出 厂 光学测量系统物距 ； 越来越重要 的作用 。 — — 反射光线与法线之 间的夹角 ； 已有工 作针 对小尺寸 零件 在线检 测 问题 ，采用 反射光 线 与光 电接收器 之 间 的夹 角 。 杠杆接触式系统进 行测量 ll_3]，由于杠杆接触式系统 部件尺寸相 比零件本身要大很 多 ，相应 自动化输送 6 装置较大 ，设计存在 困难 ，难 以形成批量生产 。本文 提 出 的基 于激 光 三 角测 量 法 的 圆度 et在 线 检 测 系 统 ，能够准确测量 出工件半径变化量 ，结构简单 、运 行平稳 ，适用于小直径轴 管类零件 圆度在线检测 。 2 激 光三 角测量 原理 本文选用基于激光三角测量原理制造 的松下 HL—G1型激光位移传感 器 ，分辨率 0．5txm，测量 范 图1 激光三角测量原理 围+4mm，安装位置在距被测工件 中心 30mm处 ，人 1．激光发射器 2．准直透镜 3．参考面 射激 光束光斑直径 1001xm。其测量 原理如 图 1所 4．检测面 5．接收透镜 6．光电接收器 示 ，激光发生器 1发射 出激光束经过准直透镜 2垂 直照射在被测工件表面 3，漫反射光经过接 收透镜 5 3 激 光在 线检 测 系统设计 落在 光 电接收器 6上 ，被测 表 面位置 的不 同 ，相 应 反 本文设计 的小直径轴 管类零件 圆度在线检测系 射光线在光 电接收器 的位置也会发生变化 ，由光 电 统如 图 2所示 。主要 由三 圆定心式夹紧机构 ，松 下 接 收器上像 点相对基准 的位移量为 ，根据激光三 HL—G1激光位移传感器和工作 台组成 。测量过程 中 角测量原理可得 出被测表面相对传感器参考零点 的 可利用工作 台对传感器 的位置进行调节使其达 到理 想 的工作位置 。采用三 圆定心式夹紧机构对被测工 x (L2一f)sinB 件进行夹紧和定位 ，工件 2由三 圆定心式夹紧机构