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光栅信号处理与齿轮精密测量

研究目标

       以精密测量过程中的普适性单元技术积累与突破为目标,以与中国计量科学研究院长度所的创新合作为契机,致力于超精密定位、自动光学检测和光栅信号高速处理方面研究,重点就超精密定位误差模型与补偿方法、基于影像法的小模数齿轮检测技术、高速高倍光栅细分电路开展工作,以期输出具有工业应用前景和价值的高性能单元装置和设备。


研究内容

(1)微位移平台驱动与位移监测、平台误差模型、标定和补偿方法

        采用相位跟踪反馈方法构建二维超精密定位系统,就微位移台驱动、位移监测、定位误差模型与补偿方法等环节进行研究,实现纳米级精度定位。

        二维超精密定位系统

        性能指标:

            - 体积大小:150×120×30mm

            - 最大行程:52 um

            - 位移分辨力:5nm

定位系统原理图定位系统实物图

(2)自动光学检测、图像处理

        小模数齿轮精密测量系统

        针对传统齿轮测量机采用的接触法对于小模数齿轮测量的原理局限性,结合精密定位、图像采集与处理、误差补偿等技术,实现基于影像法的小模数齿轮多参数自动光学检测。

        性能指标:

           -  符合国家标准 GB/T 0095-2001

           -  几何参数测量不确定度:优于5um

           -  测量速度:优于30分钟/个

           -  可检测参数:齿距偏差、齿廓偏差

  

(3)光栅信号处理及细分辨向电路

        针对光栅高倍细分与高速度、高频响的矛盾开展研究,致力于具有高精度、高分辨力特征的细分方法和高细分速度算法的研究工作,开发具有工业现场应用价值的光栅信号单元处理模块。

        预期指标:

           -  细分倍数:1024

           -  最高位移速度:10cm/s

           -  最大输入频率:20kHz



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