聲光調(diào)Q Nd：YAG脈沖激光整形青銅CBN砂輪測控系統(tǒng)設(shè)計與試驗研究.pdf

1、本文根據(jù)聲光調(diào)QYAG 激光器整形青銅CBN 砂輪的整形精度要求，從硬件和軟件 兩個方面對控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計?；诩す馊菧y量原理，從PSD 光敏表面接受測量激光 源能量的角度，重建激光三角測量公式。分析了誤差產(chǎn)生的原因和提出了誤差補償?shù)霓k 法。 基于朗伯定律重建激光三角測量公式，分析了結(jié)構(gòu)參數(shù)對激光三角測量分辨率的影響和測量誤差產(chǎn)生原因：測量光源的入射光斑直徑越小測量誤差越小；測量光源應(yīng)具有一定的功率范圍，如果

2、測量光源功率過低，PSD 的接收光功率很小,光電信號弱,信噪比降低,信號波動增大,使測量精度降低；并采用擴(kuò)束和非球面透鏡組合光路、恒聚焦激光三角測量光路，減少誤差，提高測量精度。 根據(jù)試驗要求從硬件和軟件兩個方面設(shè)計控制系統(tǒng)。計算了在控制的過程中由于控制裝置的反應(yīng)時間產(chǎn)生的延遲誤差，在系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計中，使用模塊化設(shè)計，根據(jù)不同的功能將系統(tǒng)劃分為不同的功能模塊，并分別對不同的模塊進(jìn)行設(shè)計，調(diào)試，然后調(diào)試整個控制電路板。

3、硬件方面按功能劃分為：二階低通濾波器，A/ D 轉(zhuǎn)換，復(fù)位電路，電源監(jiān)測保護(hù)，晶振電路，D/ A 轉(zhuǎn)換等功能模塊。對于以上功能模塊分別從技術(shù)指標(biāo)和整個試驗設(shè)計的角度進(jìn)行設(shè)計。同時由于本控制系統(tǒng)中既有模擬信號，又有數(shù)字信號，為了防止相互干擾和環(huán)境干擾，采用了濾波，敷銅，接地，數(shù)字地和模擬地分開，旁路電容等抗干擾措施，防止信號失真。 為了實現(xiàn)硬件功能，設(shè)計軟件對硬件功能模塊進(jìn)行控制。在軟件中使用主程序進(jìn)行循環(huán)計算和各個中斷服務(wù)程序分

4、別對上面的硬件功能模塊進(jìn)行管理。同時使用DMA 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸提高A/D ，D/ A 轉(zhuǎn)換器的吞吐量，節(jié)省了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移的時間。采用看門狗軟中斷，提高了系統(tǒng)軟件的穩(wěn)健性。 選用合適的激光參數(shù)和工藝參數(shù)，采用上述測控裝置進(jìn)行聲光調(diào)QYAG 激光器燒蝕整形青銅CBN 砂輪試驗，使用千分表對青銅CBN 砂輪在整形過程中和整形完成后分別按逆時針方向測量其圓度誤差，測量整形后圓度和該砂輪整形前的圓度進(jìn)行比較，可以看出得到較高的整形精度 ；從而驗