某轮轨天线座滚轮组的设计及测量

文中针对某高精度相控阵雷达天线座采用的锥面滚轮结构,研究了滚轮和轨道对应的空间关系,总结出了计算公式,并在此基础上确定了天线座方位承载滚轮及轨道设计方案.在安装调整过程中,根据激光跟踪仪极坐标原理进行了点位坐标测量,用靶镜直接测量平面来确定滚轮内平面的法线方向、靶镜配合工装测滚轮锥面来确定圆心的方法确定了滚轮的轴线和位置,有效指导了滚轮的安装调整,满足了其向心度和位置度设计要求.     

一种大型天线阵面自动调姿设备的设计及测量

为了让大尺寸相控阵雷达天线阵面在装配过程中可以实时变换姿态,以达到高效装配的目的,文中设计了一种自动调姿设备,在天线阵面的长度方向与其两端进行连接,通过自动调姿设备旋转轴的转动实现天线阵面的姿态变换。为了满足调姿设备两端旋转轴线的高精度同轴度要求,建立测量基准,采用柔性三坐标仪器标校测量基准与旋转轴线的位置关系,采用激光跟踪仪测量基准的方法,高效指导了自动调姿设备的安装调整,有效保证了两端旋转轴线同轴度的高精度要求。     

飞机液压地面试验台安装的空间测量分析

研究了飞机地面模拟液压系统试验台的现场安装测量过程,提出了基于激光跟踪仪的现场安装环境布置和测量方法。通过构建基准点的基准坐标系和激光跟踪仪的测量坐标系之间的映射关系,建立三维坐标转换方程。应用最小二乘迭代法得出了坐标转换算法,并用MATLAB对该算法进行了仿真验证。     

提高空间大尺寸测量精度的方法研究及应用

针对大型工业产品及装备制造的高精度大尺寸测量,在介绍了激光跟踪测量系统的结构与原理的基础上,提出大尺寸工件现场测量方法。通过对影响现场测量不确定度的环境因素加以固定,对测量工艺建立规范,并运用统计分析的方法以保证测量结果重复性和复现性。在激光跟踪仪对大型风电设备检测项目中的应用的结果表明,该方法可以实现高精度测量。     

特大型齿轮激光跟踪在位测量原理及关键技术

为了实现特大型齿轮精密测量,介绍了作者提出的特大型齿轮激光跟踪在位测量原理,重点阐述了其中的几项关键技术.特大型齿轮激光跟踪在位测量系统整合了激光跟踪仪的大尺寸测量能力和三坐标测量机的高精度,采用激光跟踪仪建立齿轮工件坐标系和三维测量平台坐标系,通过激光跟踪仪坐标系将齿轮工件坐标系与三维测量平台坐标系关联起来,并建立了相应坐标系的拟合模型及算法.同时,建立了三维测量平台的姿态调整模型,通过姿态调整机构完成了三维测量平台的姿态调整,进而确保三维测量平台与齿轮轴线的位置关系满足要求.最后,给出了该在位测量系统的实测结果.实验结果表明:特大型齿轮激光跟踪在位测量系统原理正确可行,满足6级以下特大型齿轮的精密测量.     

基于激光跟踪仪测量方法的磁测探头空间位置测量

介绍了一种基于激光跟踪仪准直方法的磁测探头空间位置测量中的高精度定位机构,解决了在激光跟踪仪测量过程中因微小受力使磁测探头位置发生改变的问题,实现了磁测探头在空间位置测量中的高精度定位,进而实现了磁测探头的空间位置高精度测量。     

一种基于激光跟踪仪的地理坐标系建立方法

地理坐标系是用于确定物体在地球上位置的坐标系,广泛应用于工业数字测量领域。随着工业生产向高精度、极端化发展,工业测量系统必须满足大范围、快速、动态跟踪、高精度等要求。在工业测量中,一些高精度的测量仪器如激光跟踪仪的使用越来越广泛,但是,这些工业测量用高精度测量仪器并不具备建立地理坐标系的能力,这给高精度测量仪器在工业测量中的大范围使用增加了困难。针对工业测量用高精度测量仪器并不具备得到经纬度方向能力的缺点,提出一种激光跟踪仪建立地理坐标系的方法。     

基于激光跟踪仪的数控机床几何误差辨识方法

激光跟踪仪作为一种三维测量仪器在工业测量中得到广泛应用,利用激光跟踪仪采用多站分时测量方法实现数控机床几何误差的快速、高精度检测.该方法通过控制机床按设定的路径在3D空间进给,一台激光跟踪仪先后在不同的基站位置对机床相同的运动轨迹进行测量,基于全球定位系统(Global positioning system,GPS)定位原理,确定基站的相对空间位置与各测量点的空间坐标,然后辨识出机床的各项几何误差.通过建立多站分时测量机床精度的数学模型,给出多站分时测量的算法原理,并推导出机床各项误差的分离算法,同时通过仿真验证该误差分离算法的可行性.试验表明,激光跟踪仪采用多路分时测量方法在4h内完成对一台数控铣床的精度检测,并分离出铣床的各项误差,该方法具有快速、精度高等优点,在中高档数控机床的精度检测中具有一定的应用前景.     

800MW级巨型全空冷水轮发电机定子安装技术

文中介绍了800MW级巨型全空冷水轮发电机定子安装关键技术,应用激光跟踪仪现场大尺寸测量技术提高定子双鸽尾定位筋安装测量精度.总结了定子超长双鸽尾定位筋焊接变形规律,完善了双鸽尾定位筋安装和焊接工艺.采用液压拉伸器泵组压紧定子铁心工艺,有效控制铁心波浪度及铁心压紧紧度均匀.     

大尺寸回转体型面点坐标及形心轴线测量系统的研制

针对大型回转体型面测量问题,根据柱坐标机的测量原理,研制了大尺寸回转体型面点坐标及形心轴线测量系统。对影响系统测量精度的不确定度因素进行了量化分析。应用双频激光干涉仪和激光跟踪仪与该系统进行了测量数据比对。该系统不仅能测量回转体工件的任意截面点坐标和形心轴线,还可测量圆柱度、径向跳动、同轴度等,具有高精度、高效率、操作简单等特点。     

激光跟踪仪测角误差的现场评价

激光跟踪仪是基于角度传感和测长技术相结合的球坐标测量系统,其长度测量采用激光干涉测长方法,可直接溯源至激光波长,因此,激光跟踪仪的长度测量精度远高于角度测量精度,相对而言,测角误差就成为评价跟踪仪测量精度的重要指标。为了对现场测量激光跟踪仪的测角误差进行快速有效地评价,采用跟踪仪多站位对空间中测量区域内若干个被测点进行测量,与传统基于角度交汇原理的多站位冗余测量不同,利用各站位所观测的高精度测长值建立误差方程,并通过测长方向的矢量位移对跟踪仪测长误差进行约束,获得被测点三维坐标在跟踪仪水平角和垂直角方向上的改正值,以此来评价激光跟踪仪的测角误差。通过Leica激光跟踪仪AT901-LR进行了多站位测角误差评价实验,在现场测量条件下,跟踪仪水平和垂直方向测角误差约为0.003 mm/m(1σ),符合跟踪仪的测量误差特性。     

70m大型射电望远镜天线座的安装与调整

天线座是70 m大型射电望远镜天线现场安装的重点和难点.考虑现场安装的周期以及所使用的吊车,先对天线座架进行拼装,然后并行拼装俯仰框架十字与俯仰扇齿组合,最后将俯仰框架整体吊装至天线座架.拼装过程中使用高精度激光跟踪仪、电子水准仪、全站仪等仪器对安装指标进行实时检测和调整,最终,天线座所有指标符合设计要求.经实际使用,...     

激光跟踪视觉导引测量系统的全局校准方法

针对柔性装配中现有激光跟踪测量系统存在效率低、成本高、自动化程度低等问题,提出用单目视觉系统联合激光跟踪仪实现大尺寸组合式自主导引测量.为实现该系统的全局校准,提出了一种新的基于平面的全局校准方法,该方法通过获取靶标平面分别在视觉系统和激光跟踪仪坐标系中的平面方程,求解两坐标系间转换矩阵,完成系统全局校准.建立了数学模型,进行了算法仿真和全局校准实验.实验中测量30个不同位姿的平面靶标,并进行全局校准.结果表明,该方法操作简单,稳定性强,有实际应用价值,校准后平面法向量夹角、原点到平面距离的RMS误差分别为0.13°和1.50 mm.     

中低轨卫星高仰角时刻的轨道预测

使用改进的拉普拉斯算法对人造卫星进行轨道预测时,在卫星仰角过高及卫星过顶点时刻其外推精度都较低,无法满足轨道预测的精度要求。本文基于对外推数据和实测数据的分析,提出了基于时间校正的轨道预测方法。该方法首先对外推数据和实测数据进行坐标旋转,然后用实测数据对外推数据进行时间校正,从而获得高精度的卫星轨道预测数据。利用水平式光电设备对卫星进行了跟踪实验。实验中使用了大于60s时长的高精度自动跟踪数据,先进行运动方程的拟合,然后进行时间校正,外推出了超过20s时长的高精度预测数据,且在卫星过顶点时刻,预测偏差可以保持在3″左右。实验结果表明,该方法有效地提高了卫星在高仰角时刻的轨道预测精度和保精度跟踪时间。     

面向特大型齿轮的激光跟踪多站位定位

提出了面向特大型齿轮的激光跟踪多站位定位测量方法以提高特大型齿轮激光跟踪在位测量系统的齿轮定位精度并精确确定测量仪器与被测齿轮位置与姿态的关系。根据激光跟踪仪多站位测量提供的冗余数据优化求解空间两点间共线方程,建立了特大型齿轮激光跟踪多站位测量模型。然后,提出了利用奇异值分解修正多站位测量模型解析矩阵条件数的方法。 实验结果表明,使用多站位测量模型求得的不同站位待测点间距离的标准差的均值为0.008 mm,明显小于直接在不同站位下测量的标准差均值0.024 mm,表明多站位测量模型具有良好精度控制效果。本文的研究提高了齿轮定位时所需测量点的三维测量精度,为特大型齿轮激光跟踪多站位测量系统建立齿轮坐标模型提供了可靠的数据来源。     

Calibrating the volumetric errors of a precision machine by a laser tracker system

In this paper, a quick solution for measuring the volumetric errors of a precision machine is presented. It requires a laser tracker system and a plate including three caves on it. The laser tracker system can detect the coordinate of a sensor ball anywhere in the working space. The plate is fixed on the machine spindle. After installation, the spindle is moved toward the diagonal of the working space. The real movements are along the x, y, and z-axis directions, respectively; it will back to the diagonal line for one complete cycle motion. In each step movement, the spindle is stopped and the laser tracker detects the coordinates of the three caves by putting the target sensor ball into caves sequentially. By means of the coordinates, the volumetric errors at that position can be derived. The overall volumetric errors can be measured quickly by just one setup and many step movements with laser tracker detections.     

基于隐藏特征测量的激光跟踪仪探头及其测量误差分析

介绍了一种测量隐藏特征和表面特征的激光跟踪仪探头(FaroRetroProbe)的结构和工作原理,详细分析了该探头的空心角锥棱镜误差、空心角锥棱镜和探针的对称性误差及平面反射镜的面形误差等主要误差及其对激光跟踪仪测量结果的影响,并针对性地指出提高激光跟踪仪测量精度的措施。     

激光跟踪仪多边测量的不确定度评定

激光跟踪仪多边测量是大型高端装备制造现场溯源的重要手段,正确评定其不确定度是确保制造过程量值统一、结果可靠的关键。本文提出了一种准确、快速的激光跟踪仪多边测量的不确定度评定方法。从仪器误差、环境干扰及靶球制造误差等方面分析激光跟踪仪多边测量的不确定度来源。针对多边测量的输出量为多维向量的特点,重点研究基于多维不确定度传播律(GUM法)的不确定度合成方法,同步评定目标点坐标和跟踪仪站位的不确定度。最后,介绍了点到点长度的不确定度计算方法。实验表明:GUM法评定的不确定度结果与蒙特卡洛法(MCM法)的结果相比,坐标不确定度偏差小于0.000 2 mm,相关系数偏差小于0.01,满足数值容差,且GUM法用时仅为MCM法的0.08%;点到点长度测试的En值均小于1。因此,基于GUM法评定激光跟踪仪多边测量的不确定度具有可行性及高效性,且评定结果正确、可靠。