锥体零件形位公差的激光测量

　　生产中有一零件，其外形简图如图1所示，它是-个圆锥型零件，但锥度不大，其底部为较厚的材料制造，即为实体，上部为薄板卷制而成，通过焊接把上下两体联在一起。零件成形后，要测量以下几项精度:①轴线的垂直度;②各个截而上的圆度;③各个截而上的最大最小直径;④各个截而上的实际周长。

　　由于要测量该零件需20多个截而的数据，人工测量工作量大，采样点少，测量慢且精度差。为了克服这些缺点，决定采用测量精度高，容易实现自动化测量的激光测量技术。

　　1激光测距原理

　　由于激光具有方向性好、亮度高等优点，利用激光进行测量的技术发展很快，应用越来越广，用其进行距离测量的方法就有多种，可以适用于多种不同场合，这里采用激光二角法测量距离。

　　激光三角法的测量原理如图2所T，激光器1发出的光线，经聚透镜2聚焦后垂直射入到被测物体表而3上，物体移动或表面变化，导致入射光点沿入射光轴移动。接收透镜4接收来自入射光点处的散射光，并将其成像在光电位置探测器5的敏感而上。如果光点在成像而上的位移为x'，则可按下式求出被测而位移:

　　式中:

　　α—激光束光轴和接收透镜光轴的交点到接收透镜前卞而的距离;

　　b—接收透镜后主面到成像而中心点的距离;

　　θ—激光束光轴与接收透镜光轴之间的夹角。

　　由激光发生器和光电接收器组成的测量仪，其α、b、θ为结构参数，是己知的，在测量时，光投影到光电位置探测器的敏感面上，可以得到光点偏离光轴的位移，此位移是以敏感面上的像素点数及两像素点间距离来表示的，所以，像素点间距大小是能否测量准确的 一个关键;其次是放大倍数，在同样的像素点间距情况下，放大倍数越大，则测量误差越大，测量范围越大。为了达到一定的测量精度，这种测量方法的测量范围-般较小。而此处要求的测量范围并不大，约50mm.所以采用这种测量力一法完全可以满足测量要求。

　　2零件数字化原理

　　根据欲测量的形位误差所需要的信息，只要知道该零件若干截而的数字化形状即可，所以用图3所不的测量不意图进行零件截而的数字化。图3中，1是被测零件;2是数控伺服驱动系统，使零件回转;3也是数控伺服驱动装置，它使激光三角测量仪4沿零件轴向移动，以便测量零件不同截而的信息，测点数量及位置可根据要求具体确定;5是计算机。

　　在测量时，由计算机进行集中控制开始与结束，并完成数据的采集、存储与处理。激光测量仪直接将激光器到被测零件表面距离的数字信号输出，利用数控伺服驱动系统则可以获得零件的转角，从而获得零件若干截而的数字化信息即零件截面极坐标数据。