激光對(duì)中儀研發(fā).pdf

1、在需要主動(dòng)軸帶動(dòng)從動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)的大型、貴重機(jī)械設(shè)備中，檢測(cè)兩軸的中心線是否重合(即對(duì)中度)是動(dòng)力機(jī)械等裝配工作中十分重要的一步。如果對(duì)中良好，機(jī)器損壞將減少，突發(fā)故障得到防止及維修時(shí)間得到減少。經(jīng)驗(yàn)證明，對(duì)中不準(zhǔn)將造成機(jī)械損壞，嚴(yán)重的將會(huì)危害操作人員生命安全。 在兩軸對(duì)中測(cè)量領(lǐng)域中，目前國(guó)外有多種高技術(shù)、高精度的光測(cè)量?jī)x器，如德國(guó)普魯夫激光對(duì)中儀，瑞典FIXTURLASER激光對(duì)中儀等。本課題由美國(guó)派利斯(北京)有限公司根據(jù)國(guó)內(nèi)無(wú)該

2、產(chǎn)品，而實(shí)際工業(yè)又急需的情況下，在北京工業(yè)大學(xué)建立激光對(duì)中儀研發(fā)項(xiàng)目的。 激光對(duì)中儀是目前較為理想的精密對(duì)中測(cè)量?jī)x器，它與回轉(zhuǎn)軸相連接的是小巧而安全的半導(dǎo)體激光器(LD)和分辨率為6um的光電半導(dǎo)體位置探測(cè)器(PSD)。它的核心算法和人機(jī)交互由單片機(jī)系統(tǒng)完成。本論文在研發(fā)激光對(duì)中儀基礎(chǔ)上形成。首先介紹半導(dǎo)體激光發(fā)生器產(chǎn)生激光的機(jī)理，然后根據(jù)激光的特性，研究了激光在測(cè)量中的不變量——能量中心。再研究了光接收器件位置敏感探測(cè)器PSD

3、探測(cè)機(jī)理和后續(xù)處理電路。依此機(jī)理，通過(guò)將激光束看成理想的直線，利用幾何對(duì)稱(chēng)性，研究并建立雙光束LD/PSD激光對(duì)中儀數(shù)學(xué)模型，給出被測(cè)量參數(shù)坐標(biāo)計(jì)算公式，通過(guò)該公式可得出兩回轉(zhuǎn)軸軸偏差、角偏差。在實(shí)際測(cè)量中，只要測(cè)量雙光束LD/PSD在兩個(gè)角度時(shí)光斑的坐標(biāo)，即可求得兩軸的相對(duì)位置。系統(tǒng)核心MCU是新華龍公司C8051F020單片機(jī)，該單片機(jī)采集經(jīng)過(guò)放大的PSD輸入電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)片內(nèi)模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換后，送入主處理機(jī)進(jìn)行各種處理。最后，