黄仕磊,莫庆凯,宋国堃

(四川大学四川成都610065)

1 在线检测系统分析与研究

1.1 被测件的定位和在带传动上的挠度

定位精度的高低直接影响了测量精度,尤其是在精密轮廓方面更要求被测件的准确定位[1]。考虑到在线测量的工件始终在定位面上并且在做连续或间断运动,因此,用V形架或矩形架较合理一些。在实际研究过程中,用同步带作为传动机构,原理如图1。被测件在同步带上,可将其一面视为简支梁,从宏观看受均布荷载作用,如图2所示,若抗弯刚度为EI,则易得两端A、B处的支反力均为向上的用截面法可得弯矩方程:

图1 柱状工件定位示意图

图2 同步带一面受力图

并在中心

其中:E为弹性模量,惯性,b为带长,h 为带高[1-2]。由于这个误差主要使得被测件理论中心线与CCD理论中心线不重合,而对平行度的影响较小,所以此误差可由图像处理程序减小。

1.2 CCD相机与被测件的位置关系对检测的影响

CCD系统的物镜采用变焦物镜,其焦距变化是通过一个或多个子系统的轴向移动、改变光组间隔来实现的[3]。一种典型的结构型式如图3。被测件与CCD的空间位置关系一般有两种,分别是卧式和立式如图4所示。

图3 变焦物镜原理图

图4 镜头与被测件运动方向示意图

卧式使得被测件连续送达CCD镜头前时沿水平方向有跳动(图中箭头),若使物方截距L变大,由于垂轴放大率β和轴向放大率α为:

于是得α恒大于零,因此L′变小,垂轴放大率β变小,像高变小,所以,水平方向的定位不准会导致相同大小的被测件每次的图像大小不同。……