激光三角法内孔测头固有几何参数标定方法

为了实现对内孔零件几何参数的完整测量,内孔测头除包括激光三角位移传感器外,还应包括带动传感器回转的机构和支撑壳体.受被测孔自身尺寸和传感器测量范围的限制,传感器回转轴线与其发射激光束可能因异面而存在偏心值a;此外,传感器输出的测量值是参照传感器内某一平面,但传感器回转轴线与该参考平面间也会存在偏移距离b.a和b是此类内孔测头的固有参数,与测量结果直接相关,但在整个测量过程中不变,需要对其进行参数标定后才能用于内孔几何参数的精密测量,最后提出一种标定此类内孔测头参数a和b的方法,并进行了实验验证.     

回转体零件装配同轴度误差的激光在线测量研究

给出了回转体零件同轴度误差的激光在线测量方案,应用激光位移传感技术实现了非接触、高精度的测点采集.同时,提出了传感器的空间布置和测试方案,基于该方案提出了同轴度误差的测量算法.实测结果表明,系统测量精度可达0.02 mm.     

深孔内径测量装置设计

针对深孔内径测量中操作不便、测量精度低的问题,设计了一套利用激光非接触测量技术对深孔内径实现精确测量的系统,采用激光光三角检测技术、现代传感技术、管道机器人技术,保证装置在深孔中的准确测量及灵活操作。主要介绍深孔内径测量装置的工作原理、测量过程、机械结构的组成及主要部件的设计计算。深孔内径测量装置采用非接触式结构,不但可以测量深孔的内径,还可以检测深孔的圆度和圆柱度。     

激光光束入射角度变化对角锥棱镜测量精度的影响

为了掌握光束入射角变化对激光跟踪仪中角锥棱镜测量精度的影响规律,详细分析了角锥棱镜的工作原理和反射特性,计算了角锥棱镜在不同入射角下的实际有效反射面积,并建立了角锥棱镜有效反射面积随光束入射角变化的理论公式,进而得到角锥棱镜测量精度随光束入射角变化的规律.实验结果表明:角锥棱镜测量精度随入射角增大而减小,在最大允许入射角处发生突变.在最大允许入射角为±35.26°时,其测量误差达到0.050 mm;而在±20°内时,其测量精度优于0.010 mm;入射角在±15°内其测量精度最高,稳定性最好.所得结论证明了当角锥棱镜入射角在±20°内工作时能满足了激光跟踪仪的测量精度要求,这对角锥棱镜设计和实际测量工作具有指导意义.     

双耳孔中心距非接触式测量方法研究

针对某型战斗机机翼多组双耳片孔中心距离的测量问题,提出激光三角法测量方案.采用两个激光位移传感器,结合余弦定理实现空间两点距离的非接触式测量.同时设计一种靶球装置,该装置直接安装在耳孔上,用一个红宝石测头表示双耳孔的位置信息,结合半径补偿从而准确测量出双耳片孔中心距离.经验证,该方法测量快速、准确,工作效率高,并且可以...     

深孔直线度检测装置的设计及应用

提出用臂杆法测量深孔直线度.设计出深孔直线度检测装置的结构,并进行了系统误差分析.经实测深孔油缸直线度,测量数据表明该深孔直线度测量系统能满足测量要求,对深孔零件直线度现场检测具有一定的实际意义.     

微小深孔的激光加工

为满足现代工业产品及其组成零件的小型化和精密化,对零件上微小深孔的加工精度要求不断提高,由此对微小深孔加工技术提出了更高的要求。本文介绍了一种微小深孔的特殊加工技术——激光打孔的原理和工艺参数。     

基于双激光位移传感器的超长深孔圆度检测研究

面向超长深孔管道内壁截面圆度的高精度与快速检测难题,针对基于单个激光位移传感器的传统检测方式存在效率 低,受轴心晃动影响大的不足,本文提出了基于两个激光位移传感器的点式检测方案,并通过建立数学模型与数值仿真的方式, 对检测装置旋转轴的偏心参数与两个激光位移传感器的安装偏差参数进行了仿真,分析了各参数对深孔管道圆度评价结果的 影响。 在此基础上,提出了存在安装误差的两个激光位移传感器数学校正模型,并搭建了管道圆度检测实验系统,验证了该模 型的有效性。 结果表明,相比于两个激光位移传感器所采集的数据直接进行圆度评价,对校正之后的数据进行圆度评价,其圆 度值从 0. 30~ 0. 50 mm 范围降低到 0. 05~ 0. 15 mm 范围,测量时间由 18. 7 s 缩短到 9. 8 s。     

激光传感器在大尺寸轴类零件尺寸误差测量中的应用

提出了一种用激光脉冲测距技术实现大型回转类零件尺寸误差的在线测量方法。对激光传感器的测量原理和测量过程进行了分析,给出了硬件结构图和软件流程图。     

深孔珩磨内孔的自动测量装置

运用机电一体化技术,进行了深孔珩磨内孔的自动测量装置结构设计,分析了珩磨测量头和珩磨杆。提供一种可测量任意尺寸的、零件不用拆卸的精密深孔测量技术。深孔珩磨内孔的自动测量装置可以用来在线测量珩磨零件内孔尺寸,加工零件1次装夹,如果内孔尺寸不一致,可以采用局部珩磨加以修整,保证了零件的1次装夹就可达到尺寸要求,具有实际使用价值。     

激光三角法扫描测头特性的研究

在分析了激光三角法位移测量原理的基础上,以ＩＢ－１２型激光三角法位移传感器为实例,研究了激光三角法位移传感器的使用特性,补偿非线性误差、倾斜角误差,提高了测量精度,使其能够作为非接触式扫描测头用在三坐标测量机上,完成空间自由曲面的非接触扫描测量。     

单点激光三角测量系统不确定度评定

激光三角法测量是对于三维以及多维空间自由曲面非接触测量的主要方法之一,具有分辨力高、稳定性好、使用灵活、抗干扰能力强等优点,在光电检测和几何测量领域中得到广泛的应用.本文论述了激光三角法的测量原理,通过对DB-M72型激光位移传感器的实验,结合实验数据,对测量系统不确定度进行评定,达到了对测量系统进行误差分析目的.     

Design of precision measurement system for metallic hole

For most of the high-speed hole diameter measuring process, a contact measuring method is undesirable due to its slow and destructive touching process. Thus, an optical method is usually chosen for non-contact measurement. Unfortunately, for most holes in precise manufacturing, especially those with a high aspect ratio, the optical method cannot be used. In our study, we developed a simple and low-cost precision capacitive hole measuring system. By using a simple alignment mechanism, we prove that a high-resolution hole diameter can be achieved. Comparing a traditional measuring method like coordinate measuring machine with our system, over 99% correlation is easily obtained. The paper also presents a multilayer hole measuring probe and sensor probe for non-through-hole measurement.     

激光棒干涉测量中单双通法的对比

由于激光棒具有细长的特殊形貌特征,传统的双通测试方法虽然灵敏度较高,但是往往存在明显的衍射效应和多重成像导致的边缘黑环,这会导致有效测量面积的缩减,对于小口径光学元件的测量尤为不利。为了克服这一缺陷,采用单通法测量激光棒的波前畸变,使用直角棱镜作为反射件,使得测试光仅通过激光棒一次,从而减少光路中的等效圆孔数和成像次数,抑制衍射和边缘重叠。利用展开的多小孔模型讨论了衍射效应的影响,并且从成像角度讨论边缘重叠的成因,从而得出单通法的优势。另外,为使参考光与测试光的匹配,需要将直角棱镜旋转至少5.40°偏摆角以提高干涉条纹的对比度。最终测得激光棒波前畸变的峰谷值为0.068λ,均方根值为0.012λ。     

激光位移传感器在自由曲面测量中的应用

以点激光位移传感器(HL-C211BE)为对象,研究它在自由曲面测量中的应用。针对激光位移传感器因测点倾角代入的测量误差,提出了一个可以量化的倾角误差模型。基于直射式点激光三角法原理,分析了激光光路的几何关系,从会聚光斑光能质心发生的偏移推导出倾角误差模型。随后,用高精度激光干涉仪和正弦规对激光位移传感器进行校对实验,并用误差模型对测量结果进行补偿。结果显示,补偿后激光位移传感器的测量精度得到明显提高。对一非球面凸透镜进行了实验测量,得到了自由曲面测点倾角的计算方法,并用倾角误差模型修正了测量数据。实验结果表明,量化的倾角误差模型可以将激光位移传感器的测量误差控制到小于10μm,满足激光位移传感器在自由曲面测量中应用的要求。     

自定心深孔参数测量装置及测量方法

深孔内径尺寸测量是大型精密仪器零件加工、制造、装配以及测量过程中的一项重要技术。在研究现有深孔测量方法的基础上,设计了一种具有自定心功能的深孔参数测量装置,背向设置的双锥体自平衡结构来实现测量主轴在被测深孔内的径向定心,对称布置的激光测距传感器进行孔径参数的实时测量,数据记录装置完成测量数据的记录与处理。与现有测量系统比较,该设计优于光杠式行走测量装置,可用于中大型精密仪器轴孔内径的高精度自动化在线测量。     

Measurement and control technology of the size for large hot forgings

Aiming at the different characteristics and measurement requirements of large hot forgings, a size measurement and control method is proposed. For irregular forgings, a measurement model based on line laser scanning is first constructed and then a solution of the optical center motion trail on the basis of the chessboard reference plane is proposed. The motion trail is solved according to the feature point coordinates on the reference plane in different frames. The overall three-dimensional size is finally achieved by combining the measurement model with the optical center motion trail. In addition, for regular forgings, under the guidance of images obtained by CCD, the two-dimensional size can be achieved according to the displacement of the line laser along the rail. Moreover, the size control of the forgings can be realized by rolling reduction control and the working position location. The measuring method proposed is feasible according to the experimental results.     

基于激光三角法货车体积测量系统的标定研究

高速公路"绿色通道"检查中,利用比重法检查违规货品,其中准确获得货车车厢体积是实现该检测方法的前提。为了能准确地测量货车车厢体积,需要对基于激光三角法的货车体积测量系统进行标定。通过对摄像机内外参数和激光面进行标定,就可以完成对货车车厢体积准确的测量。     

基于激光扫描的密集泡状流三维重建与优化

为测量密集气液泡状流的流动形态及参数,建立了基于激光扫描的三维可视化测量系统。采用片状激光结合旋转正多边形棱镜实现对流场的光学扫描,高速摄像机采集扫描切片图像,首先对图像进行预处理。针对扫描成像中产生的切片重复曝光问题,提出二阶微分平均卷积优化算法,该方法不仅可以有效提取多切片图像中重复曝光的特征点,而且可以去除冗余及噪声信息。实验结果表明,针对分散相遮挡的密集泡状流,基于激光扫描可完整重建其三维结构,二阶微分优化算法可以有效降低重建畸变影响,重建后体积含气率的相对误差优于6%。激光扫描方法非侵入、重建精度高,具有传统方法不可比拟的优势。     

深孔内轮廓尺寸光学测量系统

针对深孔类零件对内轮廓尺寸的检测要求较高,而目前所采用的测量方法不是分辨率太低就是测量效率较低的问题,研究了一种用于深孔内轮廓尺寸的光学测量系统,该系统主要由环形激光发生器、扩束锥镜、成像锥镜和CCD相机组成。环形激光发生器发出的环形激光照射到扩束锥镜上,经反射后投影到深孔内轮廓某断面处形成一个环形光斑,该环形光斑的形状反映了深孔内轮廓某一处断面的形貌,并经过扩束锥镜反射后在CCD相机的光敏面上成像,经过处理和计算可以得到深孔内轮廓的尺寸。试验证明,该系统可以有效快速地实现对深孔内轮廓尺寸的测量,并能够保证较高的测量精度,在改善误差影响因素和采取相应的误差补偿办法后,可以进一步提高测量精度。