想要經濟地處理能源和資源問題,機床和設備就必須在連續的使用過程中被監控。為(wei) 此,一種易於(yu) 集成的傳(chuan) 感器技術便成為(wei) 及時進行機床和設備維護保養(yang) ,保證產(chan) 品生產(chan) 質量,避免停機故障和改善生產(chan) 過程穩定性的關(guan) 鍵因素。
高精度的生產(chan) 過程監控需要直接來自生產(chan) 過程的數據作為(wei) 保障,這些數據應該由那些安裝在機床設備上的傳(chuan) 感器來提供。而負責這種檢測監控任務的傳(chuan) 感器大多數都是光纖傳(chuan) 感器,即有著極高檢測精度得微型化光纖傳(chuan) 感器,使其能夠方便得集成在機床、設備和檢測儀(yi) 器中,能夠很好得完成監控和數據傳(chuan) 輸的任務。

基於(yu) 光纖的光纜外徑隻有0.4~3mm的傳(chuan) 感器適合在高精度的機床加工中使用
利用由Fraunhofer IPT研究所研發設計的間距檢測傳(chuan) 感器,能夠在多個(ge) 不同的檢測位置同時完成對被加工零件的形狀和位置誤差的納米級精度檢測。這種技術在航空航天、汽車製造、印刷機械製造和光學設備製造領域中都能夠得到很好的應用。
這種檢測技術適合於(yu) 那些傳(chuan) 統檢測解決(jue) 方案因安裝使用空間有限,以及傳(chuan) 統檢測技術無法滿足檢測精度的場合。這種傳(chuan) 感器的檢測頻率很高,檢測誤差明顯的小於(yu) 高精度檢測儀(yi) ,能夠實現機床和設備在超精密級範圍內(nei) 的在線檢測,如機床運動軸和導軌移動的監控以及傳(chuan) 動軸的監控。
Fraunhofer研究所研發的這種檢測係統基於(yu) 短波激光幹涉原理,主要由兩(liang) 個(ge) 相幹性激光部件組成。其中的第一個(ge) 是純光學的全光纖技術元件(SLD1),第二個(ge) 則是Michelson激光幹涉器(SLD2)。這種檢測儀(yi) 器的檢測距離大約為(wei) 500μm,清晰度達1nm的檢測範圍約80μm。

Fraunhofer IPT研究所研發的這個(ge) 係統是基於(yu) 激光短相幹的工作原理,其主要部件為(wei) 兩(liang) 個(ge) 相幹性激光部件單元,其中的第一個(ge) 是純光學的全光纖技術元件(SLD1),第二個(ge) 則是Michelson激光幹涉器(SLD2)這種傳(chuan) 感器用光波電纜(LWL)連接,電纜的外徑尺寸為(wei) 0.4~3mm。對於(yu) 剛性要求較高的傳(chuan) 感器,可以將其安裝在CFK或鎳鈦複合材料的金屬殼中。
最後,將兩(liang) 種信號在Michelson幹涉器中進行解碼。微型傳(chuan) 感器和檢測裝置集式在一起而檢測結果的最終評判裝置無需安裝在檢測現場。另外,這種檢測係統的結構還允許在一個(ge) 檢測評判單元中使用多個(ge) 檢測傳(chuan) 感器。利用光纖轉換開關(guan) 可以快捷方便地在各個(ge) 傳(chuan) 感器之間進行切換。
由此在Michelson幹涉器中而得到的光柵圖將用CCD電荷耦合式攝像機進行解碼,利用計算機進行下一步的數據處理。檢測間距和檢測範圍取決(jue) 於(yu) 傳(chuan) 感器信號(焦距)和折光鏡的角度以及其與(yu) 激光射束之間的間距。與(yu) 其他的檢測係統相比較,這種檢測係統的優(you) 點在於(yu) 它沒有類似於(yu) 線性調節器或壓電發生器之類的區別檔位的機械零部件。
CCD電荷耦合式攝像機的特性解碼
當被測物體(ti) 進入到檢查範圍之內(nei) 後,將會(hui) 產(chan) 生一個(ge) 由CCD電荷耦合式攝像機解碼的固有特征幹涉光樣本。利用幹涉信號的橫向位置在CCD芯片中對被測物體(ti) 的間距進行補償(chang) ,並把間距調節量換算成圖像的像素點數。
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