Hao ZhangLaser Interference Sensor for 4D Shape and Vibration Measurement with Camera Based Uncertainty Reduction | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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ISBN: | 978-3-8440-7237-2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Series: | Dresdner Berichte zur Messsystemtechnik Herausgeber: Prof. Dr.-Ing. habil. Jürgen Czarske Dresden | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volume: | 15 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Keywords: | interferometry; signal and image processing; speckle effect; coherent fiber bundle; in-situ shape and vibration measurement; dynamic behavior | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Type of publication: | Thesis | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Language: | English | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Pages: | 132 pages | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Figures: | 66 figures | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Weight: | 194 g | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Format: | 21 x 14,8 cm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Binding: | Paperback | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Price: | 45,80 € / 57,30 SFr | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Published: | March 2020 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Buy: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.2370/9783844072372 (Online document) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Abstract: | Absolute shape and vibration measurements of rotating workpieces and cutting tools in CNC machines are significant for machine operation optimizations and thereby for improving the machining accuracy. Simultaneous distance and velocity measurements enable absolute 3D shape measurements of fast rotating workpieces for instance for monitoring the cutting process in a lathe. The laser Doppler distance sensor with phase evaluation (PLDDS) enables simultaneous distance and velocity measurements with a single sensor head by evaluating the scattered light signals. However, superposed speckle signals, temperature drifts and mechanical scanning result in an increased velocity, distance and shape uncertainty. To overcome above drawbacks, in this dissertation a novel camera based PLDDS is realized. It can separate the speckle signals for the velocity and distance evaluations to reduce the speckle noise. A fringe spacing calibration method that can be conducted in-situ is realized to eliminate the fringe spacing uncertainty resulting from temperature drifts. Coherent fiber bundles are employed for the first time to forward the scattered light towards the cameras. This removes the cameras from the sensor head and therefore enables a compact and passive sensor head with keyhole access. Furthermore, the flexible applications of 4D shape measurement without sensor scanning and bidirectional tool tip vibration measurements with only one sensor head are achieved, which can be used for the machine operation optimization in the industry. |