激光跟蹤儀垂直軸的設(shè)計【轉(zhuǎn)臺承重5kg轉(zhuǎn)速20轉(zhuǎn)分鐘軸中心孔直徑40mm,電機(jī)數(shù)1個轉(zhuǎn)臺半徑160mm】【說明書+CAD】
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激光跟蹤儀垂直軸的設(shè)計論文設(shè)計介紹 1 引言1.2 設(shè)計任務(wù)1.3 總體設(shè)計方案分析有代表性的中/高速運(yùn)動物體在線視覺測量的一種方案,整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理如圖1所示,在實際應(yīng)用中采用了Costar的逐行掃描CCD相機(jī)SI-M310和Matroxmeteor II/MC卡以及OSe的頻閃發(fā)生器與LED光源。2 系統(tǒng)分析2.1什么是姿態(tài) 姿態(tài)指遙感器或遙感平臺對某一參考系所處的角方位。隨著計算機(jī)視覺技術(shù)的不斷發(fā)展,計算機(jī)視覺定位在智能機(jī)器人、智能人機(jī)交互、視覺交通監(jiān)管(電子警察)等方面有著廣泛的應(yīng)用。2.2實驗原理(在線檢測技術(shù)原理)2.2.1 高速的電子快門和可編程積分控制高速的電子快門和可編程積分控制的作用都是讓相機(jī)在很短的一個時間段內(nèi)收集需要的光,避免光積分時間內(nèi)物體運(yùn)動過大造成圖像模糊或拖影,它們所改變的是同樣一個量,都是將在一個時間段光子在CCD成像區(qū)產(chǎn)生的電荷轉(zhuǎn)移到遮擋面的電荷存儲區(qū)域。2.2.2 逐行掃描和場模式逐行掃描和場模式都是為了避免普通隔行掃描相機(jī)對運(yùn)動物體拍照時出現(xiàn)的奇偶錯楨(又稱梳形圖comb)。普通標(biāo)準(zhǔn)視頻制式(NTSC/PAL/CCIR/RS170)的模擬CCD相機(jī)(稱為隔行或交織interlace相機(jī))都是以楨模式掃描,每場都是相隔一行的像素被掃描出去。2.2.3 頻閃照明和觸發(fā)頻閃照明是運(yùn)動采集中常見的手段,通常由頻閃控制器控制閃光時間通常10ns100us,頻閃LED通常有10ns以下的響應(yīng)時間,因此與為了和曝光時間配合,讓閃光最亮?xí)r能夠采光,需要調(diào)整觸發(fā)相機(jī)快門與頻閃器之間的間隔時間,直到配合最佳。2.2.4 在線檢測方案比較在實際應(yīng)用過程,通常有以下幾種比較常見的組合模式(注:以下所說的電子快門包含了可編程積分控制,異步觸發(fā),場模式或逐行掃描被認(rèn)為是默認(rèn)配置)。2.2.5 定速頻閃曝光比較常用也是相對簡單的方法就是不改變曝光速度(20ms/field,CCIR),當(dāng)被測物體物體達(dá)到時,由傳感裝置觸發(fā)頻閃光源,閃光時間根據(jù)被測物體運(yùn)動速度決定。2.2.6 高速快門曝光單單靠高速快門而不加頻閃光是另一種比較常用的方法。高速快門一定要保證進(jìn)入的光足夠,通常需要用很高亮度的光源,高速的鏡頭(高數(shù)值孔徑),光圈調(diào)至最大,也可以增大相機(jī)的增益。用高速快門的一個很大優(yōu)點(diǎn)就是能排除環(huán)境光的干擾。2.2.7 綜合法上面的兩種方法聯(lián)合起來應(yīng)用,不僅能在高速拍照過程中減少環(huán)境光的干擾,而且可以短時間獲得足夠的光能,更重要的是更適合于對運(yùn)動物體進(jìn)行高速采集的需要。2.2.8 注意事項觸發(fā)過程有一點(diǎn)需要注意的是:在普通是觸發(fā)模式下,當(dāng)觸發(fā)后當(dāng)前楨開始曝光和傳輸當(dāng)這個過程沒有完成時采集卡會忽略外部的觸發(fā)脈沖,因此,要保證所有需要的(觸發(fā)點(diǎn))圖像被捕獲,就得保證兩個觸發(fā)脈沖間的間隔時間大于一楨圖像完成曝光與傳輸?shù)臅r間和。3 基本結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1設(shè)計要求主要內(nèi)容和基本要求:(1)電機(jī)的選型及相關(guān)參數(shù)的計算;(2)二維移動平臺的裝配圖及部分主要零件圖。3.2初步確定XY工作臺尺寸及估算重量3.3旋轉(zhuǎn)實驗體設(shè)計 回轉(zhuǎn)體形狀誤差檢測技術(shù)在近10 年內(nèi)有較大的改進(jìn),從傳統(tǒng)的手工檢測發(fā)展到微機(jī)自動化檢測,從接觸檢測發(fā)展到非接觸視覺檢測【1】。4 絲杠傳動系統(tǒng)的設(shè)計計算4.1滾珠絲杠優(yōu)點(diǎn) 絲杠螺母機(jī)構(gòu)又稱螺旋傳動機(jī)構(gòu)。它主要用來將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變換為直線運(yùn)動或?qū)⒅本€運(yùn)動變換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。4.2絲杠選型4.2.1滾珠絲杠副導(dǎo)程的確定4.2.2滾珠絲杠副的傳動效率4.3聯(lián)軸器選取彈性套柱銷聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)比較簡單,制造容易,不用潤滑,不需要與金屬硫化粘結(jié),更換彈性套方便,不用移動半聯(lián)軸器,具有一定補(bǔ)償兩軸相對偏移和減震緩沖性能。5 直線滾動導(dǎo)軌的選型5.1導(dǎo)軌的比較鑲鋼導(dǎo)軌:機(jī)床上最常用的導(dǎo)軌形式是鑲鋼導(dǎo)軌,它的使用已有很長的歷史。鑲鋼導(dǎo)軌是導(dǎo)軌系統(tǒng)的固定元件,其截面為矩形。整體導(dǎo)軌或鑄造導(dǎo)軌,即鋼導(dǎo)軌與底座鑄成一體,加工后再經(jīng)精磨到要求的尺寸和光潔度。滑動導(dǎo)軌:傳統(tǒng)導(dǎo)軌的發(fā)展,首先表現(xiàn)在滑動元件和導(dǎo)軌形式上,滑動導(dǎo)軌的特點(diǎn)是導(dǎo)軌和滑動件之間使用了介質(zhì),形式的不同在于選擇不同的介質(zhì)。直線導(dǎo)軌又稱線軌、滑軌、線性導(dǎo)軌、線性滑軌,用于直線往復(fù)運(yùn)動場合,擁有比直線軸承更高的額定負(fù)載,同時可以承擔(dān)一定的扭矩,可在高負(fù)載的情況下實現(xiàn)高精度的直線運(yùn)動.5.2 直線導(dǎo)軌的選型導(dǎo)軌為直線滾動矩形導(dǎo)軌,本設(shè)計中共用4條導(dǎo)軌,每條導(dǎo)軌用2個滑塊.考慮到切削工件時工作臺受力不均產(chǎn)生起顛覆力矩初步確定選用燕尾形直線滾動導(dǎo)軌.6 伺服電機(jī)及其傳動機(jī)構(gòu)的確定6.1伺服電機(jī)的選用6.1.1伺服電機(jī)上起動力矩的近似計算6.1.2伺服電機(jī)精度驗算6.2 伺服電機(jī)慣性負(fù)載的計算傳動系統(tǒng)是轉(zhuǎn)動慣量是一種慣性負(fù)載,在電機(jī)選用時必須加以考慮。由于傳動系統(tǒng)的各傳動部件并不都與電機(jī)軸同軸線,還存在各傳動部件轉(zhuǎn)動慣量向電機(jī)軸折算問題。7 傳動系統(tǒng)剛度和絲杠穩(wěn)定度的分析7.1剛度分析7.1.1根據(jù)工作臺不出現(xiàn)爬行的條件來確定傳動系統(tǒng)的剛度7.1.2根據(jù)微量進(jìn)給的靈敏度來確定傳動系統(tǒng)剛度7.2 穩(wěn)定性驗算8 裝配與預(yù)壓8.1預(yù)壓處理 滾珠絲杠副在工作臺上的支承方式有兩種。一種是單支承形式;另一種是兩端支承形式,本設(shè)計選用兩端支承形式中的“雙支點(diǎn)各單向固定”的支承方式。8.2 裝配要求 按照傳統(tǒng)的工藝方法,安裝滾珠絲杠副一直沿用芯棒、定位套將兩端支承軸承座及中間絲母座連接在一起校正,用百分表將芯棒軸線與機(jī)床導(dǎo)軌找正平行,并且芯棒傳動自如輕快的方法。
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