[發明專利]基于二維激光位移傳感器的砂輪三維形貌測量方法

無效

• 申請號: 201210209812.8
• 申請日: 2012-06-25
• 公開（公告）號: CN103424084A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 李郝林;遲玉倫
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

1.一種基于二維激光位移傳感器的砂輪三維形貌測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)機床砂輪表面三維形貌測量

首先是將超高精度2D激光位移傳感器(2)安放于被測機床砂輪(1)表面的前方；

然后在測量開始前，設定該傳感器信號的采樣頻率f_k＝1000Hz，傳感器每次采樣的數據點數為M，測量長度為L_s，并通過計算機軟件輸入傳感器的測量次數參數N；

(2)砂輪表面三維測量數據的處理

該實驗數據處理主要有砂輪三維測量數據的基準平面計算、數字濾波和三維形貌參數計算；

(3)砂輪表面三維形貌結果顯示

(3.1)利用MATLAB軟件編程對上述測量砂輪表面數據計算后可實現三維形貌參數顯示與比較，計算后的三維形貌參數能有效地反映出砂輪表面微觀結合形狀的特性，測量三次后計算的砂輪形貌各參數比較；

(3.2)利用MATLAB軟件編程對上述測量砂輪表面數據實現三維圖形化顯示，使用三維圖形方便直觀地觀測砂輪表面形貌構造。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：

步驟(1)中，調整超高精度2D激光位移傳感器(2)的激光射線垂直于被測砂輪表面，先啟動機床砂輪做低速轉動，通常設置砂輪轉速V_S≤3m/s，再觸發該超高精度2D激光位移傳感器(2)進行數據采樣，同時將超高精度2D激光位移傳感器(2)采集的數據信號通過控制器(3)傳送到PC機(4)里進行處理分析。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：

步驟(2)中，砂輪表面三維形貌基準平面的計算：利用最小二乘法來確定被測三維形貌數據的基準平面，該基準平面是3D表面形貌評定非常合適的參考基準，殘差表面數據ξ(x_i，y_j)將被作為濾波和計算三維形貌參數的數據源。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：

步驟(2)中，砂輪表面三維數據的數字濾波：采用頻譜分析和數字濾波方法對測得的原始數據進行預處理，

砂輪形貌表面的三維形貌數據，如式(9)所示：

fh(xp+1,yq+1)=1MNΣq=0N-1Σp=0M-1G(up,vq)exp(-j2π(pMx+qNy))---(9)]]>

式中，f_h(x_i，y_j)，(x_i＝iΔx，y_j＝jΔy；i＝1，2，...，M；j＝1，2，...，N)，是濾波后的表面殘差數據，其中Δx和Δy是采樣數據點間隔，M和N分別表示在x和y方向的采樣點數，該濾波后的表面殘差數據f_h(x_i，y_j)將被用于砂輪表面三維形貌參數計算。