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随着经济全球化的形成,企业为了提高竞争能力,满足客户在品种、批量和供货时间上越来越苛刻的需求,要求制造技术在不明显增加产品成本的情况下,能够灵活的以小批量甚至单件生产。传统方法已经不能满足市场的要求,快速成形在这样的背景下应运而生,并在当今世界范围内掀起了研究热潮。本课题研究的是面曝光快速成形系统中的树脂液位检测技术。面曝光快速成形是快速成形技术中的一种,它的工作原理为:通过各种手段将三维CAD模型生成二维截面图形,用紫外光为光源将截面图形照射到光敏树脂表面生成视图,以该视图为掩膜,进行选择性固化,如此层层堆积,最终形成零件模型。生成视图的视图发生器有一个最佳成像位置,只有当树脂液面保持在该位置时,才能保证零件的制作精度。为了检测树脂液面是否在最佳成像位置处,本文开发了一套树脂液位检测系统,它是根据激光三角法测量原理,选择红光半导体激光器为光源,利用位置传感器(PSD)获取反射光斑位置变化的信号来检测液位高度。首先,对面曝光快速成形加工过程的误差进行分析,高精度的液位检测系统有助于减小误差。根据树脂的特性及树脂液面波动的因素,最终选择非接触式激光液位检测法,深入的研究该检测法,对一维PSD的工作原理和激光三角法原理进行介绍,并对激光三角法进行改进以满足实验要求。其次,对液位检测系统整体方案进行设计,并根据方案对液位检测系统进行硬件的选型与设计。包括红光半导体激光器的选型,一维PSD的选型,PSD信号处理电路的设计,数据采集和显示电路的设计以及机械安装的设计与调试。将电路设计好后,利用Protel Altium Designer软件绘制原理图,根据原理图绘制并制作PCB电路板,将相应的电子元件焊接后,电路板就制作完成。接着保证这些硬件按照我们的要求精确地、牢固的安装于面曝光快速成形试验台,通过调试可以稳定的运行。接着,根据功能要求和硬件电路开发了激光液位检测系统的软件系统。软件采用模块化结构,实现了数据的采集、处理和显示的基本功能。树脂液位的高度通过LCD在线显示。最后,对PSD采用最小二乘法进行线性标定,得到线性度比较好的部分作为量程。通过树脂液位检测实验测得在2mm的量程内,最大检测误差为48.054μm,检测结果在误差允许的范围内,表明该激光液位检测系统设计的合理性和可靠性。