大尺寸工件直径光电检测控制系统毕设论文.doc

学号 2012301200097 密级 武汉大学本科毕业论文 大尺寸工件直径 光电检测控制系统设计 院（系）名 称：电子信息学院 专 业 名 称 ：通信工程 学 生 姓 名 ：宋琨琨 指 导 教 师 ：郧建平 教授 二○一六年五月  郑 重 声 明 本人呈交的学位论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本学位论文的知识产权归属于培养单位。 本人签名： 日期：  摘 要 对大尺寸工件直径的精密测量，是很多大型机器设备加工质量的重要保证之一。随着现代工业技术的快速进步，各种工业设备中系统的自动化程度、工件的精密度越来越高，所以人们对大型工件的精密测量也有了越来越苛刻的要求。与中、小尺寸零件的精确测量相比，大型工件内、外径的精密测量还存在一些有待解决的难点，所以本论文在激光三角位移检测原理、光栅位移检测原理、精密机械技术和计算机控制与数据处理技术的基础上，设计了一种用于测量大尺寸工件直径及圆度误差的光电测量控制系统,用以解决大尺寸工件直径及圆度误差的精密测量问题，能够有效地促进精密加工技术的发展。本文详细叙述了该光电检测系统的总体结构组成、检测系统的工作原理与过程、控制系统的结构组成及设计实现、误差的来源与纠正。 基于光电测量原理，本文介绍了一种采用半导体激光测头的移动和旋转与光栅位移检测技术相结合的测量方法，并设计了对应的光电检测系统。 本文分别对半导体激光测头的激光三角检测原理、光电位置传感器PSD的工作过程与特点、光栅位移检测原理和计算机控制与数据处理技术进行了详细的阐述。按照要求设计了一个高性能的控制系统来进行测量控制、数据处理、结果显示等，把计算机技术、单片机术和电子技术相结合起来，来完成本测量仪的控制系统设计。 通过仿真测试，对该光电检测控制系统的测量精度进行了检验，结果证明，该系统的内、外径测量精度小于±(30+D/100)（D为被测直径）,圆度误差小于±0.05，符合大尺寸工件内外径的测量要求。 关键词： 大尺寸直径；控制系统；光电检测；光三角法；圆度误差  ABSTRACT Precision measurement for large size workpiece diameter, is a lot of large machinery and equipment processing one of the important guarantee of quality.With the rapid progress of modern industrial technology, the automation of various kinds of industrial equipment system, the precision of the workpiece is higher and higher, so the precision measurement of large workpieces have more and more stringent requirements.Compared with the precise measurement of the medium and small size parts, precision measurement of large workpiece inside and outside diameter there are some diffic