涡轮部件及螺柱标准件同轴度测量系统的研制

涡轮增压器与变速箱在精密机械制造行业中应用广泛,涡轮部件及螺柱标准件的尺寸准确度是涡轮增压器和变速箱装配精度的一个重要保证,其中同轴度是涡轮部件及螺柱标准件尺寸准确度的一个关键参数,根据涡轮部件及螺柱标准件的同轴度测量需求,研制了一套涡轮部件及螺柱标准件同轴度的测量系统,并基于LabVIEW开发了测量软件。通过实验对螺柱标准件M12的同轴度进行测量并完成测量不确定度评定。实验结果显示四次测量得到的同轴度误差在6.3~6.5 μm,扩展不确定度达2.6 μm,结论表明:研制的同轴度测量系统适用于涡轮部件及螺柱标准件同轴度的高精度测量。     

激光多普勒技术测量大尺寸直径的研究

介绍了激光多普勒技术用于大尺寸直径测量的原理 ,并据此设计了新型差动激光多普勒大尺寸直径测量系统。采用差动型光学系统并使用声光调制器对测量光束进行调制 ,提高了系统的测量精度。高频信号和低频信号分开处理 ,消除了信号的相互干扰。实验结果反映了系统良好的线性度。线性回归的相关系数达到 0 .9999,相对测量精度为 3× 10 - 4 。     

双频激光远程直线度/同轴度测量系统

介绍了一种基于横向塞曼双频激光的直线度 同轴度测量系统 ,与纵向塞曼系统相比 ,舍去了 1 4波片 ,减小了仪器尺寸 ,从原理上消除了由于 1 4波片相位延迟不是严格 90°造成的非线性误差 ;符合共路原则 ,对空气扰动有较强的抑制力 ;具有自适应性 ;信号处理采用比相技术 ,测量精度可以达到 0 .1° ;测量元件可以暂时移出光路 ,挡光后数据能够自动恢复 ;80 98单片机系统智能化稳定的频差在 10h内变化量小于 0 5kHz ;系统稳定性为 2 μm h ;示值线性相关系数优于 0 9999;适于远程准直和同轴度测量     

大型机械零部件孔同轴度测量技术研究

本文提出测量大型机械零部件孔同轴度的新方法。采用单模光纤尾纤半导体激光器作光源的激光准直系统为测量提供的基准线。同轴度由多个截面的光斑中心坐标值和圆周采样数据按一定的算法计算。测量结果表明,该方法具有良好的可行性和灵活性。该系统可用于大孔同轴度的高精度测量。     

激光非接触式大尺寸内径自动测量系统

为了解决大孔径的高精度检测问题,介绍了一种激光非接触式大尺寸内径自动测量系统。该系统具有灵活可控的运动机构、稳定可靠的定心机构、同步伸缩的支撑机构、对称协调的扫描机构,可实现轴向自动行走、高精度同轴定位和快速扫描测量。高可靠性的控制系统和无线传输模式使其实现了远距离的实时控制和可靠性测量。高精度的温度采集模块实时监测环境温度的变化,便于温度补偿。以VC++为平台的上位机软件,集数据处理与实时显示于一体,操作极其方便。另外,该系统采用相对测量原理、高精度激光位移传感器与标定好尺寸的测量臂相结合,使系统测量范围达到Ф580～998 mm。高精度的激光位移传感器实现系统的非接触式内径测量,测量精度高。通过对比实验和现场实验对系统的测量精度和重复性进行了验证。结果表明:系统的测量精度与FARO激光跟踪仪测量结果比较差值小于6μm,现场测量重复性精度小于7μm。能够实现管道内径几何参数的测量和管道表面的几何评估及校正。     

大距离多孔零件同轴度检测系统的多功能测头设计

为了检测大距离多孔系零件的同轴度,采用激光准直技术与光电检测技术,设计一个多功能自定心综合测头系统。该测头由三爪自定心机构、光电编码器、棘轮和直流电机等部件组成,通过逐次采集大距离多孔系零件孔径内部径向截面尺寸和圆心位置信息,通过同轴度最小包容算法和误差补偿系统,对被测零件孔径进行同轴度误差的评定,并且可以实现对零件整体参数进行记录,解决了大距离多孔系零件同轴度检测难和不易返修的问题。     

基于激光原理的曲臂测量系统研制

本测量系统是为解决某单位生产的典型通用关键件--曲臂的各参数测量而专门设计研制的.该系统在激光狭缝扫描原理的基础上,采用激光检测技术、精密机械技术、光电传感技术、现代电子技术与计算机技术,从而实现了对曲臂两臂的平行度误差和轴径尺寸误差的非接触测量.实验证明该系统平行度测量分辨率为0.01 mm,重复性精度为土0.01 mm;轴径尺寸测量范围φ40～180 mm,分辨率为1μ m,重复性精度为±5μm.该系统成功解决了企业在生产加工过程中形状复杂、重量与尺寸较大的工件只靠工艺保证而不能进行检测的实际问题.     

双纵模He-Ne激光无导轨大尺寸测量仪研究

一种基于拍波干涉原理的无导轨大尺寸测量系统已研制成功.它以双纵模热稳频He-Ne激光为光源,其两纵模生成于同一振腔内具有天然同轴的优势,在整个测量范围内不会发生光束分离.两纵模频差约790MHz,拍波波长约380 mm.其稳定度(即拍波波长稳定度)与激光频率稳定度相同,在无空调并有冷热气流吹拂时可保证不低于10-7.两纵模频差以拍波节点为对准标志,采用自适应滤波和小波锐化器有效滤除噪声,从而提高了节点检测的测量精度.测量起点和终点到最近节点的距离由同一光源分出来的双频干涉仪精确测定,分辨力为0.08 μm.经实验验证:系统的测量范围大于20m,测量不确定度优于30 μm/10m.     

测量粒子场的红外激光同轴全息技术

采用同轴全息技术诊断粒子场时,粒子尺寸过小会影响再现粒子统计的精度,而粒子场分布密度过大会影响全息图像的记录质量.针对可见光同轴全息中出现的微小粒子分辨和光透过率弱等问题,提出采用红外激光进行粒子场诊断的方法.数值模拟了红外激光与绿光激光记录小粒子的情况,分析结果显示:红外激光将小粒子的再现像放大,信息光增强,有利于小粒子的记录;实验验证了红外激光透过高密度物场的能力明显高于绿光激光.从而表明采用红外激光同轴全息技术进行小尺寸、高密度粒子场的实验诊断具有一定的优势.     

探测器阵列法测量激光光斑参数关键技术分析

根据仅由衍射效应决定的远场激光光斑的分布函数,并以10.6μm CO2激光测量为例,分析了探测器点阵法测量远场激光大光斑的技术要求,包括能量密度、阵列尺寸、探测器间隔、响应频率几方面的要求.并分析了激光探测器器件的类型,给出探测器阵列单元探测器以及系统测量精度的标校方法.     

圆柱工件几何参数的自动测量研究

针对圆柱工件在实际测量过程中测量速度慢、精度低的实际情况,本文介绍了一种利用几何位移光学精密测量完成圆柱工件几何参数测量的方法。该系统由机械系统、运动控制和数据采集系统、数据处理系统组成;利用激光位移传感器非接触测量的特点,对圆柱工件外表面几何信息进行采集;根据最小二乘法原理,计算机对测量数据进行处理,从而得到圆柱工件的外径、同轴度、高度等几何参数。该方法通过实验验证,目前已应用于生产中。     

以无衍射光为基准的内孔同轴度测量仪

沿着z轴方向传播的无衍射光决定了一条空间直线。加之无衍射光束的光轴比准直激光束稳定,适于作空间直线度/同轴度误差测量的直线基准。以无衍射光为基准,结合圆度测量及其修正技术,实现了一种内孔同轴度的高精度测量技术。介绍了内孔同轴度测量技术的工作原理,并从误差的理论分析和试验来作了证明。     

差分补偿光线漂移的准直方法

在长距离直线度、同轴度测量时,光线漂移是影响激光准直精度的最主要因素.本文提出了一种差分补偿光线漂移的方法.分光器用作位置敏感器件,利用两个四象限探测器分别探测分光器的第一次反射光和通过猫眼逆向反射再经过分光器的第二次反射光,最后利用差分方式消除光束漂移对光线基准的影响.实验结果表明:在8～18 m的距离范围内,漂移误...     

基于成像激光雷达的地形辅助导航研究

成像激光雷达通过扫描可以测量高精度的地形数据,基于成像激光雷达的地形辅助导航系统是纠正惯导误差的有效手段.根据激光雷达测距模型提出了基于成像激光雷达的地形辅助导航系统,将激光雷达看作一个多维距离传感器阵列,利用卡尔曼滤波器迭代估计系统的状态误差,从而纠正惯导累积误差.根据激光雷达测距关系推导了系统的扩展卡尔曼滤波方程,并对成像激光雷达多维测量数据采用最小均方误差准则进行融合,融合滤波器组合了多个测量数据的信息,有效克服了测量噪声和数据丢失对单个滤波器的影响,从而提高了导航性能.然后利用局部可观测性对系统的性能进行了分析,并对提出的算法作了大量的仿真实验进行验证.     

基于二维激光位移传感器同轴度测量方法研究

提出了非接触方式测量同轴度的方法,采用二维激光位移传感器测量空心圆柱体内表面同轴度。依据传感器的采样率对搭载被测物体的转台的速度提出了要求。同时给出了根据圆柱内表面直径选取二维激光位移传感器的方法及设计技巧。对影响测量精度的因素进行了详细分析。实验表明,该测量装置易于实现,测量精度高,方法可行。     

多孔同轴度检测系统的研制

提出了一个多孔同轴度检测系统,它以无衍射激光束作为检测基准。介绍了检测原理和检测系统特别是检测靶的结构。用640pixel×480pixel的摄像机(光靶分辨率为0.0504mm/pixel),在5、15和24m进行同轴度检测,获得的标准差在x方向上分别为0.0193、0.0262和0.0428mm,在y方向上分别为0.0147、0.0181和0.0250mm。