论文部分内容阅读
轴承被称为“机械关节”，随着机械、电子，尤其是航空航天和精密机械制造技术的快速发展和产品精度的提高，其加工精度和质量也随之提高。薄壁轴承是轴承尺寸系列中壁厚最薄的一种，常用在需要精确控制或者旋转轴拆卸位置苛刻的地方，其检测精度的要求也极高。为满足轴承套圈外轮廓的检测需求，通过对比分析现有检测方法及未来检测发展趋势，着重研究了光透过式检测方法测量的原理，并采用该方法拟定测量方案，对测量仪的组成及结构进行了研究，并对其中关键部件进行选型，搭建测量仪；对测量仪各子系统间通讯形式进行分析研究，对测量数据的滤波处理进行理论研究，在此基础上对套圈轮廓进行测量实验，最终对实验数据进行分析并验证方案的可行性。对光透过式方法三维轮廓测量原理进行了深入分析及研究。对薄壁轴承套圈待检测参数及技术特点的分析，研究了光透过式和光栅测量的原理、亚像素定位算法，得出测量点在CCD上投影信息；对测头组件的光源类型、照明方式及检测光路进行了对比分析，设计了两组光透过式测头均采用LED固体光源进行背面照射进行测量的方案。通过测量方法的分析和构件结构原理研究，搭建了专用薄壁套圈轮廓检测平台，系统检测工作台采用旋转气场在套圈内表面形成的压力差进行定位，确保套圈位于测头有效检测范围内，带动测头上下移动的平移台采用步进电机驱动，平移台由高精密滚珠螺杆与高精密线性滑块导轨相结合，保证了测头扫描时高度方向上的平稳、精确地定位。研究了光学测头组件的标定技术、计算机与光学测头组件及电机运动控制器间的通信原理，在对测量系统数据采集过程中出现的噪声做出分析后，采用有限冲击响应(FIR)滤波器对信号进行滤波处理。进行薄壁轴承套圈测量实验，根据实验数据进行对比分析，验证检测仪设计的可行性。对检测仪可能产生的主要误差及来源进行分析，基于误差理论分析，提出了对本系统的几种改进和完善措施用以提高检测精度。