基于反射式激光莫尔信号的精密定位控制

介绍了反射式激光莫尔信号特性和差动式精密定位方法，用实验验证了反射式激光莫尔信号特性的实验测定结果与理论计算结果的一致性。给出了差动式精密定位控制方法的高精度定位实验结果。     

莫尔信号传感器光栅倾斜角度对精密定位准确度的影响

介绍利用激光干涉莫尔信号的精密定位方法,给出激光莫尔信号传感器光栅设定角度误差时的莫尔信号位移特性,以此说明了光栅设定的角度倾斜如何影响精密定位装置的定位准确度。     

基于差动莫尔信号的超高精度对正系统

为实现压印光刻中套刻对正超高精度的要求,采用基于斜纹结构光栅差动莫尔信号对正技术。利用光电接收器件阵列组合接收光栅产生的莫尔条纹信号,得到x,y方向的对正偏差信号。通过对基本莫尔信号和差动莫尔信号的分析对比,证明了差动莫尔信号具有更好的灵敏度,并在差动模式的基础上采用Chebyshev数字滤波器进行去噪,最终实现±20nm重复对正精度,达到100nm压印光刻的对正精度的要求。     

超精密定位的定位方法

精密定位的高精度是精密定位技术研究的重要课题。文中在分析利用激光莫尔信号实现精密定位的基础上,提出了差动式、修正式两种精密定位控制方式,并进行详细的理论分析及实验验证;利用研究的两种定位方法,建立了精密定位的复合控制系统,可保证在较大的信号捕捉范围内,实现高精度定位。     

莫尔条纹信号时空脉冲细分技术原理及应用

对时空脉冲细．分技术原理作了详细分析，给出了具体实现的硬件框图和软件流程图。     

基于FPGA的光栅莫尔信号正弦性误差补偿电路研制

针对光栅莫尔信号正弦性误差对细分结果造成影响问题,对基于粒子群算法(PSO)的光栅莫尔信号正弦性误差补偿方法展开研究.在量化分析信号正弦性误差引入的细分误差的基础上,对基于P SO算法的正弦性误差补偿方法进行阐述.设计基于FP GA的补偿算法实现电路,对实现过程中的关键问题进行分析并提出解决方案.最终在FP GA电路板...     

光栅莫尔信号正交误差实时补偿研究

针对光栅读数头输出信号存在正交误差的问题,提出基于坐标旋转数字式计算机算法(CORDIC)的正交误差实时补偿方法。针对CORDIC算法在正余弦信号角度解算时存在误差较大区间以及在正余弦信号峰值区间角度解算灵敏度低的问题,引入向量模式双迭代方法抑制CORDIC算法因迭代收敛过快而带来的角度解算误差,并结合局部查表法消除信号峰值区间的角度解算误差。正交误差补偿过程包括相位解算、相位补偿和信号重构3个环节。以解算出的角度值为对象进行整周期误差角度的实时补偿,采用CORDIC算法旋转模式根据补偿后的角度值重构余弦信号,实现对莫尔信号正交误差的实时补偿。以FPGA为平台实现该补偿方法并验证其相位差检测和补偿效果,实验表明信号在正交误差[1°,10°]时,相位检测误差在±0.04°以内;信号在不同频率不同相位差时,补偿后其相位最大误差在±1°以内,平均误差在±0.1°以内,均方差在0.5°以内,证明该方法可有效实现对莫尔信号正交误差的实时补偿。     

基于激光干涉仪的数控车床精度补偿方法

数控机床的精度是机床的一项重要指标。使用激光干涉仪对大连机床CKA6150进行Z轴的定位和重复定位,设计了线性精度检测与误差补偿方法。误差补偿前后的检测数据进行了详细的分析对比,使数控车床Z轴精度大大提高,达到机床出厂值的标准。     

一种光栅莫尔信号数字锁相细分方法

为了保证和提高光栅传感器在动态测量过程中信号细分结果的准确性和实时性,本文提出一种新型的莫尔信号数字锁相细分方法.该方法采用开环结构,根据光栅莫尔信号的实时频率,利用小数分频方法完成对光栅莫尔信号的细分功能;开发了基于现场可编程门阵列(FPGA)的数字锁相细分电路,并对细分实现过程中的电路关键环节进行详细分析;使用自制...     

提高光栅莫尔条纹信号质量的滤波方法

针对莫尔条纹信号的质量问题提出一种相位差滤波法.将指示光栅上四场裂相方式中每场细分为多个不同相位的行组合,利用行组合间的不同相位排列关系来消弱高次谐波的分量,从而提高莫尔条纹信号的质量.首先,介绍了莫尔条纹的傅里叶级数表达式,对莫尔条纹的各次谐波特性进行了分析.然后,以指示光栅的图案设计为例,阐明该滤波方法消除二次、三...     

基于荧光成像的准分子激光系统多路光束自动准直

研究了基于准直光束成像的准分子激光主振荡功率放大(MOPA)系统的多路光束自动准直,实现了激光在放大器中的多程放大及高的靶面指向精度。采用352nm He-Cd激光作为准直光源,提出了多光束感光屏同步接收与可见光CCD荧光成像相结合的复合图像采集技术,解决了自动准直系统多路激光的近场、远场图像获取问题。利用图像区域分割处理方法编制了准直信息处理软件,实现了对多光束的自动准直闭环反馈控制。最后,结合准分子激光MOPA系统中的预放大器光学设计进行了自动准直验证实验。结果表明:准直成像光强可调谐倍数为300,成像系统在放大器窗口处固有误差占放大器口径比例小于设计值1.08%,3路激光的自动准直时间为40s,完全满足放大器的几何填充和能量提取要求。     

基于激光准直的直线度误差自动测量系统

文中介绍了基于激光准直原理的直线度误差自动检测方法,详细分析了激光器.传感器信号处理电路和数据采集处理系统的设计,软件设计时结合了直线度误差的两类测量方法和两种评定方法进行了开发,具有运算速度快、适合直线度误差测量仪器多等特点.     

基于532nm半导体激光器的远距离传输准直实验分析

由于半导体激光器发出的光束发散角度较大,并且是不对称的(在垂直的两个方向上发出光束的发散角度不同)。因此,在用它来做一些实际的应用时,通常需要准直或再聚焦系统来进行校正。扩束镜因其结构简单、材料便宜以及加工容易而在半导体激光束准直领域获得较多的应用。文中就是在利用半导体激光器进行远距离目标瞄准的应用背景之下,采用扩束镜与532nm半导体激光器衔接的方法对出射的激光光束进行准直,以达到一定的技术参数要求。     

基于532nm半导体激光器的远距离传输高精度准直系统设计

半导体激光器在军事、工业、医学等许多方面有着重要的应用前景,但由于半导体激光器输出光束具有较大的发散角,因而在几乎所有要求较高的应用领域中,其输出光束都必须通过特殊的光学系统进行准直。扩束镜因其结构简单、材料便宜以及加工容易而在半导体激光束准直领域获得较多的应用。     

Development of a laser-guiding-type deep small-sized hole-measurement system: Measurement accuracy

In this study, a system for measuring small-sized holes with a 17–21 mm diameter and 1000 mm length was constructed. The system comprises a laser interferometer to detect hole accuracy, a probe connected to a measurement bar, and an optical apparatus for detecting the probe attitude (position and inclination). The probe was supported by supporting pads. A steel workpiece with 18 -mm diameter and 800 mm length was used for the performance test. During the experiment, errors were found in terms of hole deviation and roundness profile. Further experiments, using new experimental apparatus and analysis, revealed the causes of errors: electrical noise that increased with time, two periodic stylus swings in the longitudinal direction of the hole per rotation of the measurement unit, and the excessive spring force pushing the tip of the stylus, causing a large frictional force with the hole wall, etc. If these errors are corrected, high accuracy in the measurement of hole deviation and roundness can be achieved.     

激光切割机结构优化及几何精度分析研究

以加工幅面为720 mm×600 mm的激光切割机为研究对象,利用有限元方法对其进行整体结构刚度分析;建立激光切割机几何误差模型,结合激光干涉仪测试切割机动、静态下激光切割机导轨直线度、角度误差及运动速度等数据,对其几何精度和定位精度进行了分析研究.研究结果表明:利用有限元对切割机进行的结构优化改进,可有效减小激光切割...     

飞机——地面间激光通信天线初始对准技术

在简要介绍激光通信系统组成的基础上,对飞机——地面间激光通信系统天线视轴初始对准的系统组成和算法原理进行了论证。给出了距离为12.5公里两个通信点上的模拟初始对准实验数据,实现了视轴初始对准,确定了捕获不确定区域大小,为实际天线捕获技术准打下基础。     

快速调整激光干涉仪光线准直系统的设计

使用激光干涉仪能够很好地解决数控机床定位精度差的问题,然而调整激光器的方向,使激光束与所测机床轴的移动方向平行是一项很重要而且麻烦的工作。为快速准确调整激光器方向,在对激光干涉仪工作原理深入研究的基础上,分析了激光束偏心的原因,构建了以PLC为控制核心,驱动两台电机控制干涉仪平移与旋转运动,实现快速调整激光干涉仪激光束准直。实验结果表明,此设计节省了大量人力、时间的开支,能够控制干涉仪快速对准,具有工业应用推广价值。     

Station-transfer measurement accuracy improvement of laser tracker based on photogrammetry

Laser tracker has been used in a diverse range of applications due to its high accuracy and efficient, specifically as measuring the coordinates of points or scanning shape of objects. In real applications, we often need to measure common points on multi-stations by using this technology if objects are large scale. To ensure every common point within the range of laser tracker, common points are usually placed far from the laser tracker. However, the long distance between common points and laser tracker will decrease the accuracy of the result. In this research, we proposed a new method where photogrammetry and laser tracker are integrally used to measure common points to reduce measurement error. With the help of photogrammetry, we first constructed the geometric constraints of common points. Then, by using graphic correction method, the coordinates of common points on laser tracker will be corrected. Both of the theoretical and experimental study results indicated the great success of improving the measurement accuracy of laser tracker. We consider that this method we reported can highly increase the accuracy of measurement on laser tracker station-transfer.