基于激光三角法零件表面直线度测量系统设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.研究基础----直线度和激光三角法的简单介绍

直线度误差是实际直线对理想直线的允许变动量，用于限制平面内或空间直线的形状误差，属于形状公差中的一种。其中，实际直线指零件上实际存在的直线，理想直线指具有几何学意义的直线。实际评定直线度误差时，用按规定方法由实际直线提取有限数目的点所形成的直线（即测得直线）替代实际直线。

常用的直线度测量方法有平尺法、光学准直法、重力法和直线法等。激光三角法属于光学测量的一种。激光二极管发射出激光束，经过准直系统以一定的角度聚焦到被测物体表面，激光在被测物体表面上发生散射。从另一角度上，物体表面上的散射激光经过接收透镜进行汇聚，最终散射光斑成像在线阵 ccd 上。当被测物体表面的位置沿着激光轴方向发生改变时，在其表面上的散射光斑的位置也会发生变化，从而导致在线阵 ccd 上成像的位置发生变化，在 ccd 上的位移距离和物体实际的位移是一一映射的关系。通过计算线阵 ccd 上的光斑位移，来计算出物体的实际位移距离，从而实现用激光测量物体位移的目的。投影光束方向上的位移变化 Δz 可以通过计算成像点在线阵 ccd 上的位置变化 Δp 而得到，如图1所示。激光三角法结构简单、测量实时性好，在工业中的长度、距离和三维形貌等检测中应用广泛。

2. 研究的基本内容与方案

1.基本内容及目标

设计一种基于激光三角法的零件表面直线度测量系统，采用激光位移传感器对零件表面的直线度误差进行测量，对被测零件实施非接触和连续快速扫描测量，重构出的形状可精确反映直线度误差的高频成分且对测量噪声有较好抑制能力。针对开发的实验系统编写了相应的数据采集程序和采用最小二乘法或其他方法的直线度重构程序，保证测量精度，测量误差5um内，并进行系统性能测试。

3. 研究计划与安排

第五周（3月23日-29日）：制定具体元器件清单并采购，熟悉单片机和各芯片的引脚、操作和烧录；

第六周（3月30日-4月5日）：利用matlab和simulink搭建模拟电路并仿真；编写计算机前台交互界面框架；

第七周（4月6日-12日）：编写电机控制器程序；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]苏涵，任永杰，杨凌辉,等.基于激光三角法的同步扫描形貌测量传感器[j].传感技术学报,2016,29(12):1791-1796.

[2]南卓江,陶卫,赵辉.激光三角测量技术的应用与前景[j].自动化仪表,2019,40(12):1-5.