激光檢測(cè)技術(shù)論文
采用激光檢測(cè)技術(shù)，不僅解決了人工測(cè)量的誤差，消除了現(xiàn)場(chǎng)、設(shè)置環(huán)境的影響，而且具有檢測(cè)距離遠(yuǎn)、調(diào)試方便、精準(zhǔn)度高、靠性高等特點(diǎn)。 下面是學(xué)習(xí)啦小編整理了激光檢測(cè)技術(shù)論文，有興趣的親可以來(lái)閱讀一下!
激光檢測(cè)技術(shù)論文篇一
激光檢測(cè)技術(shù)在膠輥檢測(cè)中的應(yīng)用
【摘要】膠輥的加工與金屬不同，在加工中和加工后的測(cè)量往往會(huì)有差別。如磨削中的溫度變化、檢測(cè)用力大小等諸多因素都將影響到膠輥幾何尺寸的準(zhǔn)確性。以印刷膠輥為例，印刷膠輥是印刷機(jī)械中的關(guān)鍵部件，要想提高其使用壽命，最重要的一點(diǎn)就是提高其幾何尺寸的精度 ，比如圓度、錐度等。而膠輥產(chǎn)品質(zhì)量的控制除了依靠先進(jìn)的設(shè)備、先進(jìn)的工藝、操作者的技術(shù)水平等，利用檢測(cè)手段控制產(chǎn)品的質(zhì)量也是必不可少的重要方法。采用激光檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)膠輥，不僅解決了人工測(cè)量的誤差，消除了現(xiàn)場(chǎng)、設(shè)置環(huán)境的影響，而且具有檢測(cè)距離遠(yuǎn)、調(diào)試方便、精準(zhǔn)度高、靠性高等特點(diǎn)。
【關(guān)鍵詞】膠輥;激光;檢測(cè);接觸式測(cè)量
一、什么是膠輥
膠輥是以外層橡膠包覆圓柱金屬(或其他材料)芯組成的輥狀制品。膠輥一般由外層膠、硬質(zhì)膠層、金屬芯、輥頸和通氣孔組成，其加工包括輥芯噴砂、黏合處理、貼膠成型、包布、鐵絲纏繞、硫化罐硫化及表面加工等工序。膠輥主要應(yīng)用于造紙、印染、印刷、糧食加工、冶金、塑料加工等方面。
由于膠輥直接與金屬接觸，并且金屬芯承受了較大的張緊力，因此使得膠輥與金屬芯之間產(chǎn)生摩擦，導(dǎo)致膠輥發(fā)生磨損。因此，利用檢測(cè)手段控制膠輥的質(zhì)量是必不可少的重要方法。
二、膠輥的檢測(cè)方法
目前國(guó)內(nèi)外采用的膠輥測(cè)量方法主要有接觸式測(cè)量和非接觸式測(cè)量。
1.接觸式測(cè)量方法
(1)人工測(cè)量
人工測(cè)量一般采用游標(biāo)卡尺、千分尺和千分表進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量結(jié)果誤差大，效率低，耗費(fèi)人力。
以印刷膠輥為例，由于印刷膠輥表面質(zhì)地較軟， 采用千分尺以及千分表進(jìn)行測(cè)量時(shí)，對(duì)儀器的精度要求很高，在測(cè)量時(shí)產(chǎn)生的測(cè)量壓力容易損傷膠輥面，造成較大誤差，直接影響到印刷品的質(zhì)量， ，會(huì)導(dǎo)致印刷品色彩不穩(wěn)定、顏色不均勻或出現(xiàn)色斑。
(2)接觸式觸針測(cè)量
接觸式測(cè)量一般是采用機(jī)械式觸針與被測(cè)物體表面接觸，對(duì)膠輥進(jìn)行逐點(diǎn)掃描后獲得相關(guān)數(shù)據(jù)。這種測(cè)量方法測(cè)量范圍大，測(cè)量精度高，測(cè)量穩(wěn)定可靠、重復(fù)性較好，對(duì)應(yīng)的測(cè)量工具有三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、輪廓儀、圓度儀和形狀測(cè)量?jī)x等。但這些儀器的價(jià)格比較昂貴，測(cè)量項(xiàng)目比較單一，而且對(duì)環(huán)境要求較高，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的提高造成了很大的影響。
圖1 接觸式輪廓儀
2.非接觸式測(cè)量
非接觸測(cè)量是采用光學(xué)測(cè)量技術(shù)，利用聚焦探測(cè)法，將光束匯聚成光學(xué)探針，利用光電探測(cè)器接收返回的光線，并將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸出，反映被測(cè)膠輥的相對(duì)于物鏡焦點(diǎn)的位移量。此方法對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品有非接觸式輪廓儀、3D共聚焦顯微鏡、白光干涉儀，激光檢測(cè)儀等。
目前，國(guó)內(nèi)比較常用的兩種非接觸測(cè)量方法，一種是基于CCD器件接收光信號(hào)的測(cè)量方法，另一種是激光掃描測(cè)量方法。
(1)CCD尺寸測(cè)量
CCD尺寸測(cè)量系統(tǒng)由CCD圖像傳感器、光學(xué)系統(tǒng)、微機(jī)數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)組成，其基本原理為：
將線陣CCD置于平行光路，被測(cè)膠輥放于CCD前方的光路中，射向CCD的光就會(huì)被物體擋住一部分，利用CCD攝像頭拾取膠輥圖像，經(jīng)圖像采集卡送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像處理;再經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)采集軟件(如LabVIEW7.1虛擬儀器軟件等)和圖像處理軟件(如IMAQ Vision等)實(shí)現(xiàn)圖像平滑、圖像增強(qiáng)、邊緣檢測(cè)等預(yù)處理;通過(guò)形位誤差檢測(cè)算法，得出膠輥的直徑、圓柱度誤差和跳動(dòng)誤差;最后經(jīng)系統(tǒng)標(biāo)定，將測(cè)量所得的像元數(shù)轉(zhuǎn)化為實(shí)際值，從而計(jì)算出被測(cè)物體的尺寸。這種測(cè)量方法要求CCD光敏區(qū)的長(zhǎng)度大于被測(cè)物體的尺寸，而大尺寸的CCD特別昂貴，所以必須通過(guò)其他方法來(lái)實(shí)現(xiàn)光的接收。
(2)激光掃描測(cè)量
圖2 激光掃描測(cè)徑原理
激光掃描測(cè)量是將激光器發(fā)出的光束通過(guò)掃描轉(zhuǎn)鏡多面體和掃描光學(xué)系統(tǒng)處理后變成平行光，對(duì)被置于測(cè)量區(qū)域的工件進(jìn)行高速掃描，被測(cè)膠輥只要擋住光束，就會(huì)在接收器上產(chǎn)生信號(hào)，所以通過(guò)分析光電接收器輸出的信號(hào)，獲得與膠輥直徑有關(guān)系的數(shù)據(jù)。為保證測(cè)量的高精度以及可靠性，光掃描計(jì)量系統(tǒng)必須滿足以下三點(diǎn)基本要求：
(1)激光束應(yīng)垂直照射被測(cè)物體表面;
(2)光束對(duì)物體表面的掃描必須是直線掃描;
(3)保證掃描時(shí)間的準(zhǔn)確性。
而在現(xiàn)實(shí)情況下，掃描速度并不是常數(shù)，而是隨掃描轉(zhuǎn)鏡的角位移的變化而變化，這樣就會(huì)產(chǎn)生原理誤差。
三、膠輥的檢測(cè)方法比較
1.接觸式測(cè)量
使用游標(biāo)卡尺、千分尺測(cè)量進(jìn)行測(cè)量，雖然成本比較低，但是誤差大，測(cè)量精度達(dá)不到要求。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、圓度儀和形狀測(cè)量?jī)x等測(cè)量?jī)x器價(jià)格比較昂貴，測(cè)量成本高，測(cè)量效率低，對(duì)膠輥表面容易造成損傷。
2.CCD尺寸測(cè)量法
CCD尺寸測(cè)量法它具有一些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，是一般機(jī)械式、光學(xué)式、電磁式測(cè)量?jī)x器無(wú)法比擬的，這與CCD本身的自掃描高分辨率高靈敏度結(jié)構(gòu)緊湊位置準(zhǔn)確的特性密切相關(guān)，其中關(guān)鍵的技術(shù)就是光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和CCD輸出視頻信號(hào)的采集與處理，但是也存在著很多常見的問(wèn)題，
(1)測(cè)量的精度受限于CCD像元的大小，由于CCD像元的任何部位接收到光以后都會(huì)將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，從而制約了CCD測(cè)量方法的測(cè)量精度。采用盡量小的CCD像元，可以使它的測(cè)量誤差盡量減小。但是CCD的像元越小，CCD的成本就越高。
(2)CCD光敏區(qū)一般為28mm，這直接限制了被測(cè)物體的大小，是的采用CCD尺寸測(cè)量法生產(chǎn)的設(shè)備的型號(hào)受限。
(3)還有一個(gè)就是衍射，CCD像元不是連續(xù)的，是一個(gè)一個(gè)像元互相緊密排列組成的，而由于衍射造成的光的傳播不是直線的，結(jié)果就很容易出現(xiàn)很大的誤差。
綜上所述， CCD尺寸測(cè)量法具有它的優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也有諸如結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高等它自己無(wú)法克服的缺點(diǎn)。
3.激光掃描測(cè)量法
激光掃描檢測(cè)具有檢測(cè)距離遠(yuǎn)、調(diào)試方便、精準(zhǔn)度高等特點(diǎn)，而且不受現(xiàn)場(chǎng)、設(shè)置環(huán)境的影響，可靠性高。利用激光掃描測(cè)量直徑的方法，雖然會(huì)出現(xiàn)如掃描速度達(dá)不到均勻而產(chǎn)生的原理誤差，但是我們可以利用算法的不同降低這部分誤差。
所以，現(xiàn)在的膠輥檢測(cè)多用激光檢測(cè)法。
參考文獻(xiàn)
[1]田毅強(qiáng)，蔣庭佳，高鵬飛，田媛，姜曼，郭漢明，莊松林.像散法離焦檢測(cè)中的像散透鏡參數(shù)設(shè)計(jì)[J].光學(xué)技術(shù)，2012(04).
[2]魏桂爽，張效棟，房豐洲，胡小唐.基于超精密機(jī)床的光學(xué)自由曲面原位測(cè)量方法[J].光學(xué)技術(shù)，2010(06).
[3]王道檔，楊甬英，駱永潔，劉東，卓永模.基于模板匹配算法的壓電微位移器位移量原位測(cè)量技術(shù)[J].儀器儀表學(xué)報(bào)，2010(03).
[4]孫佳，張鐳.大直徑工件的測(cè)量方法[J].機(jī)械與電子，2006(03).
[5]賁春雨，鄭宇，郭蘊(yùn)紋，陳禮華，張國(guó)玉，方楊，宋鴻飛.大尺寸直徑非接觸光電檢測(cè)系統(tǒng)研究[J].儀器儀表學(xué)報(bào)，2006(01).
[6]郭元龍.運(yùn)動(dòng)體非接觸式測(cè)量技術(shù)研究與應(yīng)用[D].西安電子科技大學(xué)，2010.
作者簡(jiǎn)介：張榮榮(1982―)，中國(guó)海洋大學(xué)在讀碩士研究生，山東省輕工工程學(xué)校講師，長(zhǎng)期從事機(jī)電、電工電子課程的教學(xué)、輔導(dǎo)與研究工作，主要研究方向：現(xiàn)代檢測(cè)與控制技術(shù)。
點(diǎn)擊下頁(yè)還有更多>>>激光檢測(cè)技術(shù)論文