[发明专利]一种磁辊同轴度无损测量系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种同轴度无损测量系统及方法，特别是关于一种磁辊同轴度自动化无损测量系统及方法。

背景技术

传统测量同轴度的方法有两种，一种方法是利用接触式探针进行测量，但接触式探针会与待测工件相互接触产生摩擦，使工件表面因摩擦受损，此外，某些材质较软的工件无法以接触式探针测量；另一种方法就是三坐标方法测量同轴度，但是三坐法同轴度误差值在50um，这个精度不能满足我们的生产需求。

发明内容

鉴于以上不足，有必要提供一种适用于精密测量的无损同轴度检测系统计方法。

本发明提供的无损同轴度检测系统包括激光光源系统、光探测系统及转动装置系统组成。其中激光光源系统由激光光源，若干棱镜，起偏器，若干oe双输出棱镜组成，光探测系统由硅光探测器，信息处理模块，显示界面组成，转动装置系统由支架及转动装置组成。

该激光光源为He-Ne激光光源，所发射的光束为基模高斯光束，该激光光束经准直聚焦系统后为平行光束，与待测工件的轴线垂直，转动装置置于激光光源系统和光探测系统之间。

同轴度的测量步骤如下：

A将被测磁辊装于转动装置上；

B开启激光光源，激光光源发射的激光光束经三个oe双输出棱镜分成四束激光，与磁辊的轴线垂直；被分出的四束激光中的一束射向一硅光探测器，其余三束射向被测磁辊然后分别射在三个位于磁辊后面的硅光探测器上；

C开启转动装置，使转动装置带动被测磁辊转动；

D开启光探测系统，上述四束激光经硅光探测器可得到四个光强值，四个光强值通过信息处理模块得出被测磁辊的同轴度数值并显示在显示界面上。

如果所得到磁辊同轴度的数值在20um以内，可以判定该磁辊同轴度合格。

该发明可以实现精确无损测量：测量误差可缩小在5微米以内，测量中磁辊的表面不会被碰伤、沾染、不会发生形变、蠕变，极大地提高测量效率和精度，降低检测成本和返修成本，以适应工业化生产的需要。

下面结合附图对本发明做进一步阐述。

【附图说明】

图1是本发明同轴度无损测量系统示意图；

图2是本发明同轴度无损测量系统的激光光源系统示意图；

图3是本发明同轴度无损测量系统的转动装置系统示意图；

图4是本发明同轴度无损测量系统的光探测系统示意图；

图5是同轴度扫描侧视图；

图6是oe双输出棱镜的光路图。

1为激光光源系统，2为转动装置系统，3为光探测系统；

11为氦氖激光器，12为柱面透镜，13为凸透镜(左)，14为凸透镜(右)，

15为起偏器，16为oe双输出棱镜(左上)，17为oe双输出棱镜(右上)，

18为oe双输出棱镜(左下)；

21为磁辊，22为支架，23为转动装置；

31为硅光探测器(左1)，32为硅光探测器(左2)，33为硅光探测器(左3)

34为硅光探测器(左4)，35为信息处理系统，36为显示界面；

4、5、6、7为激光束；

(1)为oe双输出棱镜的介面，(2)为oe双输出棱镜的介面，(3)为oe双输出棱镜的介面，(4)为oe双输出棱镜的介面，(5)为oe双输出棱镜的介面，(6)oe双输出棱镜的结构角。

本发明oe双输出棱镜分光的原理为：

请参阅图2，图4，图5及图6，当激光以基本的横向电磁模态震荡，则产生的光束强度为高斯空间分布形态，这样的激光束称为高斯光束，其电场分布，若以数学模型来表示，则可写成：