轴类零件参数综合检测 -(2)

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-07-01 原文发表时间:2007-07-02 人气:1

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图4　系统框图

　　主计算机把采集到的数据进行处理和分析，对被测零件的参数作出判断。合格时，数据保存；不合格时，计算机声光报警，并命令测量机构停机。为了快速响应检测中的硬件中断，更好地实时地采集和处理检测数据，本系统采用了DOS平台下的C语言编程，在图形方式下实现汉字下拉菜单的友好界面，使系统能够方便地控制检测过程，实时地处理检测数据，统计检测报表，并能显示、打印和报告检测结果。

2　实验结果

2.1　轴向尺寸测量结果
　　为了考察发讯传感器与光栅传感器组成的轴向测量系统的测量精度，我们反复进行以下实验：①重复性实验；②与万能工具显微镜测量结果比对实验。对同一个工件进行重复测量5次，得到5个测量结果。各对应点的最大值与最小值之差作为测量结果的重复性数据。限于篇幅，选取一组数据并每隔5个边缘位置录用一次，结果见表1。表1中的数据表明，轴向尺寸测量重复性小于5 μm。

表1　轴向尺寸测量重复性

单位：mm

序号	第1次	第2次	第3次	第4次	第5次	重复性
1	159.347	159.349	159.348	159.347	159.350	0.003
6	149.395	149.393	149.393	149.394	149.393	0.002
11	139.312	139.308	139.309	139.311	139.311	0.004
16	129.373	129.373	129.374	129.373	129.374	0.001
21	119.334	119.332	119.332	119.333	119.334	0.002
26	109.376	109.378	109.376	109.376	109.377	0.002
31	99.317	99.316	99.316	99.318	99.319	0.003
36	89.391	89.390	89.389	89.391	89.387	0.004
41	79.294	79.294	79.295	79.295	79.294	0.001
46	69.377	69.379	69.379	69.376	69.378	0.003
51	59.315	59.315	59.315	59.314	59.315	0.001
56	49.368	49.369	49.369	49.370	49.369	0.002

　　将同一零件在万能工具显微镜上进行测量，得到的测量结果与本仪器的测量结果进行比较，见表2。从表2的比对数据中可以看出，本仪器轴向尺寸测量的偏差小于10 μm，达到了预定的精度要求。

表2　与万能工具显微镜测量结果的比对

单位：mm

边缘序号	实验结果	显微镜测量结果	偏　　差
1	159.349	159.342	0.007
6	149.394	149.396	0.002
11	139.311	139.315	0.004
16	129.374	129.368	0.006
21	119.332	119.341	0.009
26	109.377	109.382	0.005
31	99.318	99.315	0.003
36	89.391	89.397	0.006

2.2　径向尺寸测量结果
　　由于原理上的原因，激光位移传感器的测量结果受被测对象的材料、表面形状等影响较大。本系统的测量对象为金属轴类零件，在数控机床上加工成形时进刀量很大，槽底的表面状态很差。由于测量结果受表面形状的制约，测量精度稍为偏低，但仍在±0.5%左右。
　　与轴向重复性实验一样，对同一工件的径向尺寸重复测量5次，其重复性不超过20 μm。同样，将本系统测得的径向尺寸结果与在万能工具显微镜上的测量结果相比对，见表3。可以看出，本系统的径向尺寸测量偏差小于40 μm，满足了设计要求。

表3　与万能工具显微镜测量结果的比对

单位：mm

边缘序号	实验结果	显微镜测量结果	偏　　差
1 9 17 25 33 41 49 57	2.837 2.880 2.948 2.922 2.845 2.898 2.911 2.942	2.872 2.856 2.915 2.904 2.883 2.927 2.896 2.911	0.035 0.024 0.033 0.018 0.038 0.029 0.015 0.031

2.3　测量误差分析
　　对本系统进行分析，产生测量误差主要因素如下：①定标误差。由于发讯脉冲的产生是通过测量信号与基准电平的比较后整形、微分而来，为了消除基准电平的偏差，系统使用前必须进行定标。定标时必然引入定标误差。②由于制造与安装上的原因，光栅测量系统存在的误差。它主要取决于所采用的光栅尺及相应的数据处理系统。③被测工件表面杂质造成的测量误差。金属切屑等杂质将直接影响光电扫描结果，所以被测工件表面必须经过清理。④光源波动及杂散光的影响带来的误差。⑤测量光束与被测工件相对位置偏差带来的误差。⑥被测件材料与表面形状影响径向测量误差。
　　针对以上分析，系统中采用了相应的措施，使误差抑制在较低的水平。

3　结论

　　(1)本文提出的测量原理与方法满足了被测零件的快速、多参数、非接触测量的要求，达到预定的目标。
　　(2)本方法原则上可以推广到其它轴类零件的测量。
　　(3)实现对被测物体的多参数的综合快速检测，对提高检测效率和自动化水平具有重要意义。