基于差動(dòng)離焦原理的動(dòng)態(tài)檢測(cè)光學(xué)測(cè)頭的研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)、航空航天等技術(shù)的發(fā)展，對(duì)光學(xué)、電子等器件表面形貌質(zhì)量控制、關(guān)鍵機(jī)械零件表面的精確測(cè)量要求越來(lái)越高，要求測(cè)量傳感器及其儀器的精度越來(lái)越高，結(jié)構(gòu)也要求越來(lái)越小。由于現(xiàn)有測(cè)量精密物體表面形貌的方法存在著各種缺陷，在實(shí)際生產(chǎn)檢測(cè)中，急需一種能測(cè)量非連續(xù)表面且集表面微觀形貌和小尺寸測(cè)量于一體的實(shí)時(shí)、精密的非接觸測(cè)量系統(tǒng)。
　　 本課題采用差動(dòng)離焦動(dòng)態(tài)檢測(cè)的方法，在光學(xué)測(cè)頭的光路中引入調(diào)焦機(jī)構(gòu)，達(dá)到自身調(diào)焦的目的。這種動(dòng)態(tài)

2、調(diào)焦光學(xué)測(cè)頭解決了測(cè)量范圍小的問(wèn)題，且能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、快速、精密的非接觸測(cè)量，在實(shí)際生產(chǎn)的表面微觀形貌和小尺寸檢測(cè)中，可大大提高企業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化水平和生產(chǎn)效率。本文具體的研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面：
　　 (1)介紹了差動(dòng)像散光學(xué)原理以及動(dòng)態(tài)檢測(cè)光學(xué)測(cè)頭的工作原理，推導(dǎo)了聚焦誤差信號(hào)的數(shù)學(xué)模型；對(duì)動(dòng)態(tài)檢測(cè)光學(xué)測(cè)頭的調(diào)焦系統(tǒng)進(jìn)行分析，確定調(diào)焦系統(tǒng)的組成及總體控制方案，為后面的設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。
　　 (2)開發(fā)了動(dòng)態(tài)檢測(cè)光學(xué)測(cè)頭的硬

3、件模塊，具體介紹了各個(gè)模塊的電路原理、電路組成、電路設(shè)計(jì)過(guò)程的關(guān)鍵技術(shù)，為光學(xué)測(cè)頭的集成、測(cè)試提供硬件基礎(chǔ)。
　　 (3)以音圈直線電機(jī)作為調(diào)焦機(jī)構(gòu)，對(duì)音圈電機(jī)的工作原理進(jìn)行闡述，建立運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型，對(duì)其結(jié)構(gòu)及參數(shù)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的討論，并通過(guò)Simulink仿真軟件對(duì)音圈電機(jī)性能進(jìn)行仿真，分析了參數(shù)對(duì)電機(jī)性能的影響。確定電機(jī)外形尺寸并完成了音圈電機(jī)的外形加工，得到光學(xué)測(cè)頭所需的調(diào)焦驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
　　 (4)開發(fā)動(dòng)態(tài)檢測(cè)光學(xué)