机械设计制造及自动化毕业设计大纲本科

1、机械设计制造及自动化专业毕业设计指导书（本科）中国矿业大学继续教育学院201眸2月目录、毕业实习大纲1、毕业设计大纲4、毕业设计（论文）撰写格式及装订要求9一、毕业实习大纲（一）毕业实习目的毕业实习是专业教学计划中理论与实际相结合的一个重要实践性教学环节。其目的是结合毕业设计的主要内容，了解有关的研究、生产、使用情况，包括历史、现状、国内外概况，研究手段和方法、 研究资料以及存在问题和发展趋势。巩固、加深和拓展已学过的基 础理论和专业知识。培养理论联系实际，在生产实际中调查研究、 发现问题，并善于运用所学知识分析、解决实际生产技术问题的能 力。培养学生文献检索的能力。通过毕业实习为毕业设计打下

2、良好 的基础。（二）毕业实习时间毕业实习时间根据学院教学计划统筹安排，一般安排在最后一学 期的课结束、毕业设计之前进行。历时 3周左右。（三）毕业实习地点及方式根据毕业设计的内容、特点和要求，可以就近选择一个或两个具 有专业代表性的公司或工厂进行实习。实习方式可以采用集中实习和 根据学生各自的毕业设计的题目分散实习相结合的方式。（四）毕业实习主要内容通过毕业实习，充分了解所设计课题，了解生产实际情况，建立 感性认识，开阔视野，在毕业设计中能够充分发挥想象力和创造力， 顺利完成毕业设计。对一般性的实习内容主要有：1、了解机电一体化技术的应用及国内外发展水平、动态，尤其是 国内特别是毕业实习工厂的

3、机电一体化技术水平及应用情况。2、了解毕业实习工厂的发展概况和产品结构及发展趋势、前景。3、掌握典型产品的生产技术要求，生产工艺流程，产品的调试检 测手段、方法和有关设备及仪器，对典型的机电一体化产品所采用的 有关专业知识及生产过程和生产工艺有一个全面的认识。4、了解产品从设计、加工、装备、调试到最后合格成品所需的全 部技术文件及后备资料，尽可能多地了解这些文件及资料的规范和内 容，并认真摘录，以供参考。5、较详细地掌握典型机电一体化产品的构成，各组成部分的密切 联系。包括传感部分，分析运算部分，控制部分，执行部分等。6、了解生产过程中容易出现的问题，学习用已学过的有关知识解 决技术生产中所出

4、现的问题的方法。在实习过程中，要根据自己设计题目的类型，重点有针对性地 进行，主要有：(1)工程设计类课题的实习了解产品的整机性能，包括整机主要性能参数、整机构造原理、 部件间相互关系、作业形式与范围等。了解产品的使用情况及要求、 维护保养情况、产品存在问题。了解产品的设计过程、设计构思、设 计方案和设计方法。了解零部件的设计、材料及其选用原则，主要零 部件的材料牌号及其机械性能。了解产品出厂时有关运输、包装的要求。(2)试验研究类课题的实习了解试验装置的组成及实验方法， 主要包括装置组成、控制方式、 测量传感器规格、测量电路与传感器、计算机或A/D板等的连接等。在现场进行或观察相关实验过程，

5、观察和记录现场的测试系统、关键的 测试元件、仪器或设置和操作程序。了解试验结果的显示、打印方式； 实验步骤，实验参数，实验操作，数据记录等。学习数据处理的基本 原理、处理结果评价，误差修正方法。了解各元件、组件、系统的标 定方式及标定用装置。(3)软件工程类课题的实习查阅相关技术资料，了解课题的研究背景、国内外发展现状。了 解软件的开发方法和技术。了解软件系统的总体方案，从专业领域和 软件编程等方面收集相关的关键技术、先进技术。进行可行性研究， 了解软件设计的数据要求及软件测试方法。了解软件质量(可靠性、容错性、安全性等)的评价方法和软件技术方法的评价指标、方法。在毕业设计过程中尽可能多地搜集

6、资料，为毕业设计打下良好的 基础。(五)毕业实习考核方式毕业实习考核是检查实习效果的有效手段，每个学生都要对实习 的全过程进行全面地总结。实习结束后，要提交实习总结报告，教师 应对每个学生进行考查，可以口试或笔试的形式进行。毕业实习成绩的评定，应根据学生在实习期间的表现、实习报 告、文献资料收集、外文资料翻译、运用所学知识独立分析、处理、 解决实际问题的能力，并结合各阶段的考查成绩综合评价。成绩按优秀、良好、中等、及格和不及格评定。毕业实习不及格者不能参加毕业设计。（六）毕业实习注意事项：1、自觉遵守纪律，服从指挥，维护学校和班级的声誉。2、遵守实习单位的各项规章制度，绝对禁止乱模乱动、嘻闹、

7、大 声喧哗和擅自脱离集体而自由活动的现象。3、认真听取有关人员的讲解，做好记录，虚心请教。4、遵循实习单位的有关技术保密的要求和防范措施。5、举止文明，团结协作，注意安全。中国矿业大学继续教育学院2010年2月二、毕业设计大纲（一）毕业设计目的毕业设计是本科教育的一个重要教学环节，是学生完成教学计划 所规定的全部课程及有关实践环节之后所要进行的一项综合性教学活 动。其目的在于综合训练学生运用所学基础理论、基本知识和基本技 能、分析问题和解决问题的能力，完成工程师的基本训练和受到科学 研究方法的初步训练。通过毕业设计（论文）进一步培养学生的创新 能力、调查研究、检索和阅读中外文资料的能力，工程方

8、案的分析能 力、论证、计算和设计能力，试验研究和分析处理数据的能力，计算 机应用能力，工程制图能力，编写技术文件和从事科学研究的能力等。（二）毕业设计时间毕业设计时间根据学期教学计划统筹安排，毕业设计时间安排在 最后一学期的毕业实习之后进行，具体时间以每次布置毕业设计时规 定为准。根据成人教育本科生的培养目标和实际特点，指导教师可以提前布置设计任务。（三）毕业设计的基本要求毕业设计的选题，对能否满足教学要求，保证毕业设计的工作量 和水平有着十分重要的意义。为此，选题时应注意以下原则：1、选题必须符合培养目标的要求，对学生进行较全面的综合能力 培养和训练；设计内容体现本专业的特色，反映本专业所学

9、的基本理 论、基础知识和基本技能要求。2、设计题目在满足教学要求的前提下，应尽量结合生产实际、工 程研究应用等方面内容。 题目及内容优先考虑来自各学员的生产实际。 如生产设备设计、选用、运行控制、安全、改造。生产系统的过程控 制，自动化改造。对实际中遇到的问题进行解决和探讨。3、选题的难度和工作量适当，不可偏重或偏轻，学生经过努力， 可以在规定时间内完成。4、选题可应适当考虑学生之间知识和能力的差别，因材施教。5、毕业设计题目由指导教师提出，并对题目的意义、要求、主要 内容、前期工作及具备的条件进行说明，经院系组织教师讨论确定，以 保证题目的难易程度和设计质量。6、坚持每人一题的原则，对于较大

10、的题目需要多位学生共同参加 的,须明确每个学生应独立完成的部分 ，以保证每人都受到较全面的训 练，又具有各自的特点。7、设计题目一经确定，指导教师要编写毕业设计任务指导书。8、毕业设计指导书的主要内容应包括以下方面：(1)设计题目；(2)设计要求；(3)设计参数； (4)设计内容及工作量;(5)应遵守的法规设计中涉及各种标准、政策和法令，须要特别 指出的，应在任务书中指明。(6)己学过的相关理论知识提要以及与本设计题目有关的新知识;(7)指导方式和大致的进度安排；(8)本题目的重点和难点以及与同组其它学生所做题目的关系；(9)设计说明书撰写要领；(10)答辩之前学生应作的准备工作提要；9、毕业

11、设计论文或说明书用计算机打印，在编排、打印的格式上 必须严格符合成人教育学院的规范要求。说明书编写一般顺序如下:绪论(概述)，包括国内外概况、选题的意义、设计的主要内容 及技术参数等。总体方案论证。包括各种方案的比较、系统的各主要组成部分介 绍、准备实现的技术路线和方法等。详细设计。分若干章详细说明系统各主要部分的设计过程，如选 型计算、机械设计、强度、刚度计算，电路设计、器件选择、精度分 析、控制过程、经济分析等等。结束语。对设计内容的总结分析和展望等。参考文献致谢(四)毕业设计的类型毕业设计(论文)的课题基本分为：工程设计类、工程研究类和 软件工程类等，其设计(论文)的成果形式规定如下：1

12、、工程设计类(1)侧重于设计、计算与绘图能力的培养和工程基本训练。(2)设计说明书的字数万字；【40页】(3)工程绘图量不少于折合成图幅为 A0t的图纸张；(4)积极引导学生应用计算机进行设计、计算与绘图。2、工程研究类(1)侧重于实验、测试能力的培养和科学研究方法的基本训练。(2)设计说明书包括：实验、测试报告或生产、模拟性试验报告 及论文正文，撰写字数万字；(3)工程绘图量一般不少于折合成图幅为 A0t的图纸1张；(4)积极引导学生应用计算机进行实验数据处理与实验结果的分3、软件工程类(1)侧重于软件开发能力的培养。(2)设计说明书字数在万字。(3)软件工程文档应包括：软件设计的指导思想、

13、流程，有效程 序软盘和源程序清单；软件设计说明书；软件使用说明书；软件测试 分析报告，项目开发总结。学生答辩前应申请答辩委员会进行组织软 件验收。(4)软件流程图不少于折合成图幅为 A0t的图纸1张。所有类型的毕业设计均需要 300500字左右的中文摘要和英文摘 要。不少于15篇的参考资料。(五)毕业设计指导毕业设计是对专业基础知识掌握情况的一次综合检验，又是实际 工作能力的锻炼机会，每个同学必须认真对待。毕业设计要求学生在教师的指导下独立完成，实行指导教师或指 导小组负责制，指导教师要注意培养学生独立分析问题和解决问题的 能力，鼓励学生的创新精神。根据毕业设计的内容，在查阅收集资料的基础上，

14、进行总体方案 设计及工程计算。总体方案设计要全面考虑，深入分析，详细论证， 所选方案合理、可行，并能充分体现出自己独特的见解和创新意识。 毕业设计的总体方案必需经过指导教师的审查通过方可继续进行。毕业设计的机械制图或电原理图等要符合技术规范，机械设计图 应采用国家最新的标准进行设计、绘制和标注。电路设计图可采用国 家最新的标准进行绘制和标注，也可以用国际上流行的图库标准进行 绘制。机械设计图应包括装配图和零件图，总装配图一般不小于1号 图纸的大小，部件装配图和零件图根据机构的复杂程度由指导教师批 准可完成部分图纸。电路设计一般应有框图和电原理图。图纸量由指 导教师决定。毕业设计说明书（或论文）

15、要论证严密，条理清晰，重点突出， 论点鲜明，分析透彻，计算准确，语言规范，字迹工整，要有系统性 和逻辑性，结论或结果要合理。对自己新颖的观点和创造要有充分的 依据。引用参考资料要有重点。 对论文中所采用的机构图或电路图一 般应自己画出，不得用复印或誉印图粘帖。但对于较复杂的在概论或 总体方案论证中所采用的一些外来的机构图，经指导教师同意后可以 采用复印或誉印图。 对设计中所编制的软件程序要做必要注释和分段 说明。毕业设计说明书（或论文）论文后面所附的软件程序或者元器件 总表和参考文献不计算论文的总字数。指导教师要应指导学生制定出详细的工作计划，每阶段的任务和 要实现的目标，要有细致的安排。在设

16、计过程中，对每一个环节都必 须严格要求，检查学生的工作态度、工作进度、工作质量，及时对学 生进行指导，检查和记录，作为评定成绩的一个依据。毕业设计完成后，指导教师要认真审阅，并根据学生的工作态度、 工作能力、设计质量等方面对学生在整个设计过程中的表现作出较全 面、准确的评价，写出书面评语，给出成绩。（六）毕业设计评价毕业设计成绩由答辩委员会根据指导教师给定的成绩、学生答辩 成绩和论文质量综合给出毕业设计的建议成绩，报成教院毕业设计领 导小组审批。毕业设计成绩按优、良、中、及格、不及格五个等级评定，其中 优秀人数不超过20%良好人数不超过50%中国矿业大学继续教育学院2010年2月三、毕业设计（

17、论文）撰写格式及装订要求（一）结构要求学生毕业设计（论文）完成后，必须经指导教师同意，方可定稿、 装订。设计说明书的文字稿 单面打印在A4的白色纸上。页边距上、下、 左、右均为2厘米；页眉为厘米；页脚为厘米；装订线为左侧厘米。论文装订成册一般包含12个部分：1、封面（继教院提供）2、任务书（继教院提供）3、指导教师评语（继教院提供）4、答辩记录（继教院提供）5、中文摘要6、英文摘要（只本科需要）7、目录8、正文9、结束语10、参考文献11、附录（必要时）12、致谢（二）毕业论文版面要求及其他1 .毕业设计说明书及毕业论文一律用计算机打印。2 .论文版面一律用A4复印纸。页面上、下边距各2cm,

18、左、右边 距各留2cm,装订线留并置于页面左边。3 .正文文字为小四号宋体，行距为固定值 20磅。正文开始加入页 眉，格式为：继续教育学院本科毕业设计第X页（小五号宋体）。4 .论文页码从序言部分开始至附录，用阿拉伯数字连续编排，页码位 于页眉右侧。 【特别提醒】任务书、评语、摘要和目录不编入论文 页码。5 .毕业论文封面使用米黄色皮纹纸，由学生输入相关内容后打印。封面应当字迹工整，专业名称填写本专业的全称；封面格式参照学校 规定执行。6 .任务书、指导教师评语、答辩记录任务书页：除了指导教师签名栏外，全部由学生填写。任务下达 时间为老师第一次布置任务的时间【2017年1月16日】；毕业设计开

19、始 时间为老师第一次布置任务的时间【2017年1月16日】；毕业设计结束 时间为答辩时间的前5天左右。以上时间全班统一。指导教师评语页：该页由教师填写答辩记录页：前两行由学生填写。7. “摘要”二字“三号黑体（加粗），字间空四格，居中，段前2 行，段后行”；摘要正文为“小四号宋体，行距20磅”。摘要内容下空一行打印“关键词”三字，字体字号为“四号黑体”，居左；关键词内容为“小四号宋体”，每两个关键词之间空两格。摘要（ABSTRA。T、关键词（Keywords）的字体、字号与中文同； 英文摘要及关键词的正文为“ Times New Roma整体、小四号，行距20 磅”。【特别提醒】中文摘要、关键

20、词和英文摘要、关键词各打印一页。8. “目录”为“三号黑体（加粗），字间空四格，居中，段前 2 行，段后行”，一级标题为“小四号宋体，行距20磅，加粗”；二级标题为“小四号宋体，行距 20磅”；三级标题为“五号宋体，行距 20 磅”；页码放在行末，目录内容和页码之间用虚线连接。9. 论文正文标题为“小二宋体加粗，段前空 2行、段后空行”，居 中；（前言两字四号黑体，中间空两格，段前空 2行、段后空行）每章 标题以“四号黑体字居中”打印 （段前空2行、段后空行，单倍行距）； “节”的标题为“小四号宋体，段前、段后行”，居左（空两格）； “小节”标题为“小四号楷体，段前、段后行”，居左；正文为“小

21、 四号宋体，行距20磅”。10. “注释”二字为“三号黑体，居中，段前2行，段后行”，正文为“五号宋体，行距18磅”。尾注的序号用数字加方括号表示，如1、 2、。11. “参考文献”四字为“三号黑体，居中，段前2行，段后行”，内容为“五号宋体，行距18磅”。参考文献的序号用数字加方括号表 示，如1、2、。参考文献要另起一页，一律放在正文后，不得放在各章之后。标 题“参考文献”用黑体三号字居中打印，参考文献内容用宋体小四号 字打印。参考文献只列出作者直接阅读过或在正文中被引用过的文献 资料。参考文献的编写格式应符合GB7714-87文后参考文献着录规则。人文社会科学学科常用参考文献编写项目和顺序

22、规定如下：(1)连续出版物序号责任者.文献题名J.刊名，出版年份，卷号(期号)：起 止页码.例：1佟 强.侵害债权制度法律性质考察J.现代法学，2005, 27 (2): 8990.(2)着作序号责任者.文献题名M.版次.出版地：出版者，出版年：起 止页码.例：m陈万柏.思想政治教育载体论M.武汉：湖北人民出版社,2003: 4558.引用翻译着作时，将译者作为第二责任者置于文献题名之后。例：2实藤惠秀.中国人留学日本史M.谭汝谦，林启彦译.香 港：中文大学出版社，1982: 1112.引用马克思恩格斯选集等经典着作应使用最新版本。(3)析出文献序号责任者.析出文献题名M.文集责任者.文集题名

23、.版次. 出版地：出版者，出版年：起止页码.文集责任者与析出文献责任者相同时，可省去文集责任者.例：3鲁迅.中国小说的历史的变迁M.鲁迅全集第9册.北京： 人民文学出版社，1981:325326.(4)论文集序号责任者.文献题名C.主编.论文集名.出版地：出版者， 出版年：起止页码.例：4孙品一.高校学报编辑工作现代化特征C.中国高等学校 自然科学学报研究会.科技编辑学论文集(2).北京：北京师范大学出版 社，1998: 10 22.(5)报纸？序号责任者.文献题名N.报纸名，出版日期(版次).例：5谢希德.创造学习的思路N.人民日报，1998-12-25(10),(6)学位论文序号责任者.文

24、献题名D.保存地：保存单位，年份：起止页 码.例：6夏柏年.大学生网络道德建设研究D.徐州：中国矿业大 学，2006:124 128.(7)电子文献序号责任者.电子文献题名.电子文献的出版地：出版者，出 版年(或获取和访问路径).例:7扬之水.两宋茶诗与茶事.http :关键词35个)（本科需要英文摘要，专科不需要）ABSTRACTWith the rapid development of mechanics electronics and optics industries, the precision requirement of work piece sparameters is inc

25、reased. The traditional inspected instruments cant achieve some new requirement. Laser-scanned Measuring for the Diameter can measure circular objects on production line in high speed, high precision, and this measurement is untouched. Because of untouching, there is no interference with the objects

26、 being measurered. So it is fit for the moving or vibrating objects that may be hot or soft.Laser-scanned Measuring for the Diameter system involved optics,laser, electronics 、computer and mechanics etc, In the systern,a visible laser is taken as its light source, the geometric parameter of the meas

27、ured object is transformed into the electrical signals by a scanning optical system and an optic-electronic transformation system,the measured result is given and displayed by the computer real time data processing. In the paper we expound the total structure design of the diameter measurement, In p

28、recision mechanical structure design, about the use of fine-tuning the accuracy of the 2D-um fine-tuning and fine-tuning-lens reflector mounts; can be broken down since the definition of several sub-Chopper Stepper Motor Driven Design, based on LPC932 signal acquisition, showed the smallest andcommu

29、nications system design; using visual programming tools VBSCM system and the PC interface control and data processing functions; At last, the accurate of laser beam on line measuring instrument has been analyzed.The low-cost measurement system can be linked with the computer, the measured data can b

30、e centralized collection and analysis, for the quality of analysis and statistics, and in the production process as a result of quality problems for the police and tips facilitate the achievement of the production process control and automation.Keywords: Laser-scanned of the diameter ; Non-contact m

31、easurementFine-tuning agencies;LPC9321绪论 错误!未定义书签前言 错误!未定义书签激光扫描测径仪的背景及国内外的发展状况 .错误!未定义书签研究的目的和意义 错误!未定义书签2总体方案设计 错误!未定义书签激光扫描测径仪基本原理 错误!未定义书签扫描法的特点 错误!未定义书签光学系统设计 错误!未定义书签主体精密机械系统设计方案 错误!未定义书签单片机实时控制与数据采集系统设计 错误!未定义书签回转体其它参数测量方案 错误!未定义书签3光学系统设计 错误!未定义书签光源的选择 错误!未定义书签多面体反射镜 错误!未定义书签f透镜的设计 错误!未定义书签4精

32、密机械名构设计 错误!未定义书签激光扫描测径仪机械结构的设计思路 错误!未定义书签二维微调透镜架设计 错误!未定义书签反射镜的微动结构 错误!未定义书签机械结构中电机的选择 错误!未定义书签箱体及底座的设计 错误!未定义书签5硬件电路设计 错误!未定义书签光电接收器件 错误!未定义书签模拟信号分析 错误!未定义书签前置放大电路 错误!未定义书签低通滤波电路 错误!未定义书签比较电路设计 错误!未定义书签步进电机斩波细分驱动硬件实现 错误!未定义书签LPC932数据采集模块 错误!未定义书签电源电路 错误!未定义书签超差报警电路 错误!未定义书签6系统软件设计 错误!未定义书签主程序设计 错误!

33、未定义书签数据通讯模块设计 错误!未定义书签步进电机驱动模块设计 错误!未定义书签软件抗干扰模块设计 错误!未定义书签系统仿真调试 错误!未定义书签7仪器误差分析 错误!未定义书签基本参数对测量精度的影响 错误!未定义书签误差分析 错误!未定义书签改进方案 错误!未定义书签结束语 错误!未定义书签参考文献 错误!未定义书签附录一 错误!未定义书签附录二 错误!未定义书签致谢 错误!未定义书签前言随着现代科学技术以及复杂的自动化控制系统和信息处理理论技 术的提高，光电信号变换与检测技术的不断涌现，综合性的自动化、智能化的光电系统得到了进一步发展，形成了包括光学、精密机械、电子学和计算机科学技术的

34、高度知识集中的新学科一光学精密机械电子学 (Optomecharonics )。这种跨学科的边缘技术就是光电技术，现在己经 广泛应用于工业、农业、国防、科研以及家庭生活等各个领域。光电检测技术是光电技术的核心和重要组成部分，它是一种非接触式测量的高新技术，以激光、红外、光纤等现代光电器件为基础，通 过对载有被检测物体信息的光辐射进行检测，即通过光电检测器件接受光辐射并转换为电信号，由输入电路、放大滤波等检测电路提取有用信 息，输入到单片机中运算、处理，最后显示或打印输出所需检测物体的 几何量或物理量等参数。光电检测技术是现代检测技术最重要的手段和 方法之一，是计量检测技术的一个重要发展方向。光

35、电检测技术作为现代测试技术的一种最具代表性的高新技术，它具有某些其它检测技术无法比拟的特点。现代生产要求具有柔性、非接触性、高速度和高精度的检测技术， 而光电检测技术由于与计算机和新型传感器的紧密结合，恰好能满足现代生产的要求。目前，国内对回转体零件同一截面不同方向直径的检测 多数采用接触式方法进行测量。 为确保生产出的回转体零件合乎要求并 达到高精度在线检测的目的， 迫切需要研制一种用于回转体零件同一截 面多个方向的径向尺寸和椭圆度等参数尺寸的快速自动检测设备，从而 有必要进行多向激光扫描检测系统的研究。激光扫描测径仪的背景及国内外的发展状况目前，高新技术产业逐渐向技术密集型转轨，测试技术面

36、临着越来越多的复杂问题，不但要有较高的测量速度及可靠性，而且还要向自动化、数字化、智能化方向发展。这势必将使原有的静态、接触测量转向 动态、非接触、在线测量.激光扫描尺寸检测技术作为一种非常有效的 非接触检测方法在国外被广泛地应用于工件尺寸的在线检测2.在单向激光扫描方面，日本 Kenyence公司生产的产品，扫描式 Ls-7000系列其测量范围为30mm测量精度为土 3um外型尺寸为，取 样速度为2400次/s,当测量范围为0. 04-6mm时，测量精度达土，重 复性精度为土。美国BetaLaserMike公司为了满足不同用户的使用要求， 设计了不 同测量范围和测量精度的单向激光扫描产品，如

37、型号 510-195,其测量 范围为0. 38-5 O mm，重复性精度 0. OOO5mm如图1-1所示；英国 Scantron Industrial Products Ltd也有多种激光扫描产品，如 表1-1 所示。图510-195型激光扫描仪美国TSI公司研制了一种新的检测仪表SA5050,其测量范围为.0mm测量速度达1167次/秒/轴，重复性精度为土 医m,线性度达到0. 0l%。其采用了全息激光扫描技术以快速精确地测量物体的尺寸。其核 心部件是专利号为 4, 329, 326的全息光碟。全息光碟里包含了许多全 息光单元（HOE）,每一个HO弹元都起一个折射透镜的作用。激光束通过光碟

38、和HOE产生折射，第一束折射光以大约22。离轴角折射，当光碟旋转时，HOE成的栅角也同时旋转，使光束从测量域的一边扫描到 另一边。这种仪器的测量基本原理与激光扫描系统基本一致，同样采用激光二极管，产生激光束并投射到全息光碟上，产生扫描光束。扫描光束通过校准透镜，产生测量域，最后由聚焦透镜聚焦并被接收器件接收。光接收器接收的光信号转变为电信号并进行数模转换，并通过复杂的边缘探测法的分析，从而测得每一次扫描时物体的确切位置。在双向激光扫描方面，美国BetaLaserMike公司的直径测量仪器达 到了当今激光扫描的最高水平之一，测量范围为0-25mm时，测量精度为1lum,外型尺寸为380x360x

39、80mm美国TS工公司现在制造出了名叫 holix量具的双直径激光扫描器， 其所采用的全息激光扫描检测技术处 于世界领先水平，使这种仪器成为世界上最好的直径测量量具，而不受已存在技术的限制，这种量具能达到每轴每秒2833次测量，采用这种专利技术，holix量具可以在每次扫描时提供如今所能达到的最高精度。 而其它量具必须在平均多次测量之后才能得出一个精确的量值。图双向激光测径仪我国在光电检测技术研究方面起步较晚，但发展迅速，从八十年代末、九十年代初国内一些单位开始研究激光扫描直径测量技术，到目前为止，北京、上海、南京等地的一些单位均采用激光扫描法研制出测量 直径的设备。如河北激光研究所研制的JC

40、J-1激光测径仪3,其测量范我国对一些关键技术已取得进展，并研制了多种激光、光电检测仪器和设备。激光扫描测径仪的研究代表了非接触测量的发展方向。 近年来利用 光学原理设计的测量仪器非常多， 随着大量非接触测量仪器的出现， 21 世纪测量技术的发展方向大致如下随着标准化体制的确立。总之，测量技术必须实现高精度化， 同时也要求实现高速化和高效 率化，因此，非接触测量和高效率测量也就必然成为新世纪精密测量技 术的重要发展方向。而激光扫描测径仪的发展正适合了这种新的趋势。研究的目的和意义在查阅分析国内外多种直径在线检测方法的基础上，提出了激光扫描法检测直径的方案，解决了许多生过程中工件需要在线测量的问

41、题。激光扫描测径仪基本原理激光扫描测径系统是集激光技术、光学技术、计算机技术、精密机械技术、电子技术于一体光机电系统。由激光器，棱镜，反射镜 f透镜，光电接收器，信号处理电路，单片机，键盘，数码显示组成。直径测量大都是接触测量，而其非接触测量主要是基于计算机视觉的测量。但对于小直径、非回转工件的直径检测，例如：采用拉制技术生产的电线电缆类等，这些测量技术就不能解决了。图激光扫描法测径系统原理1.半导体激光器2.反射棱镜3.八面体反射棱4.前透镜5.聚焦透镜6.光电二极管从激光器1发出的激光光束，经反射镜 2射向扫描转镜3,再经扫描 转镜3的反射面反射经过准直透镜 4后，光束成为平行于光轴的平行

42、光束 对工件7进行扫描，经聚光镜5聚光后进入光电接收器6,最后经光电变 换和电子学数据处理系统处理，便可得到被测工件的测量结果。从图中可以看出激光扫描法。系统工作的理论扫描速度V=2wf, w扫描转镜角速度；f为扫描光学系统焦距。用此原理测量被测工件的直径 D,此时被测工件直径值D可由(2-2) 式给出：D=VT(2-1)式中：V为扫描速度，T为扫描时间。假设采集系统的脉冲周期为To,频率为，则在T时间内被测件的被测直径所包含的高频脉冲个数A为：T A 一 To(2-2)由式(2-2)可得：T D(2-3)V从式(2-3)中可以看出，激光扫描检测系统的直径测量原理只涉及V和t两个参数，而式(2

43、-6)又表明实际扫描速度 V并不等于理论扫描速度 2fcv ,而是随着的变化而变化的，并与 ，R, f有关，当v0时，就会引起测量误差；而且扫描时间也和系统的时钟频率、电机转速等有关。可见，v和t都不是绝对独立的参数。扫描法的特点至此我们已对激光扫描法作了深刻的剖析， 通过采用激光扫描技术， 能够把空间尺寸测量转换为脉冲时间间隔测量， 从而明显地提高测量精 度和抗干扰性能，它适用于在线测量。根据光学系统的光学行为特性，一般光学系统满足不了这两个要求。 由式(2-6)可知在系统结构参数确定后，扫描速度是的函数，及扫描速度v随 的变化而变化，并不是常数。另一方面，由于采用多面体棱镜，扫描光束在转镜上的反射点、回 转中心和光学系统的焦点三者不重合，从而产生离焦现象，在光轴方向的离焦量由下式给出3光学系统设计光源的选择激光光源与普通光源相比，因具有能量集中、方向性好、单色性好 和相干性好等优点，已成为高精度测量的