基于视觉技术的边缘跟踪轮廓测量系统

激光跟踪测量法在测量工件轮廓方面具有精度高、实时快速、动态测量、操作简单等特点,越来越广泛的被应用.但激光光束易受气象条件影响,不能全天候使用.针对这一问题,介绍了一种基于视觉技术的工件轮廓的跟踪测量,根据系统硬件平台的具体结构采用边缘跟踪轮廓测量可以加快处理速度,对于图像的实时处理有很大好处.基于视觉的边缘跟踪轮廓测量系统利用传统的图象处理,边缘检测和曲线拟合技术,对CCD拍摄下来的图像进行边缘轮廓提取.并像结束点的坐标.结合可重组测量技术达到了高精度检测工件合格率的要求.     

用激光和CCD测量大型工件外径

大型工件的外径(一般指大于500mm),其高精度测量一直是我国机械行业中普遍存在又需要解决的共性难题。激光技术在长度测量方面,已得到比较成熟的应用。在生产车间环境下,双频激光测长仪相对测量精度可达10~(-7)mm以上。目前汽轮机行业提出的测量要求是:测量范围1～4.2m,测量精度±3×10~5D(D为被测直径),可见用激光技术完全可以满足大直径测量中的长度测量的精度要素,其关键是如何准确地捕捉直径上的两个测量点,即准确地定位,从而把直径测量转换为单纯的长度测量。本文从实用化的角度,提出一种大型工件外径的测量方法,用准直激光分别瞄准吸附于工件两端的磁性定位块,由四象限光电池接收判断。轻质粗糙导轨造成的误差由CCD器件探测并加以补偿,用激光干涉仪完成测长。     

激光测微头的设计研究

以CCD获取测量信号为基础的激光三角法测量技术被广泛运用于物体的非接触式测量。以激光三角测量的原理为基础并以点激光为例,详细分析了实用光学系统测头设计中各个参数对系统测量精度和测量范围的影响,提出了一组实用参数,并在此基础上完成了一个高精度激光测微头的设计。     

脉冲与时域反射测量

测量是科学技术的中枢。科学技术的发展，都是从测量得到信息，因此，它对测量技术提出了越来越高的要求。反过来，科学技术也为测量技术的发展提供了条件。现在是信息和智能化时代，微电子技术。计算技术、通信技术和自动控制技术持续高速发展，从而也促进了电子测量技术中脉冲和时域反射测量技术的发展。在电子测量技术中，被测信号的物理特性都是与正弦波信号有关的各种参数，如电压或电流的有效值、功率、频率、失真和频谱等，以及用正弦波信号作为测试信号来测量网络。这些都是电子测量技术的主要工作，而对于时域瞬变信号的脉冲参数测…     

基于激光跟踪仪的特大型直齿轮齿距偏差测量新方法

为了测量特大型齿轮齿距偏差,提出了基于激光跟踪仪的特大型直齿轮齿距测量新方法。利用激光跟踪仪的大空间测量能力测量齿轮齿槽,分别获得被测特大型直齿轮相邻两条齿距误差曲线。由于被测齿轮直径超过6 000 mm,可以根据点到直线距离公式近似计算单个齿距误差。首先,分析了传统方法下基于激光跟踪仪构建齿轮工件坐标系后的齿距测量模型,并根据特大型直齿轮的特点,提出了基于激光跟踪仪的无坐标系特大型直齿轮齿距误差测量模型。测量模型回避了特大型齿轮工件坐标系的建立,直接对齿槽进行双面接触测量;通过对两条齿槽测量直线进行误差评定即可获得单个齿距最大误差与单个齿距平均误差,通过转站测量实现齿距累积总偏差的测量;最后,采用蒙特卡罗法对不同测量方法的测量不确定度进行仿真分析,得出系统测量不确定度。实验结果表明,提出的基于激光跟踪仪的特大型直齿轮齿距偏差测量方法满足直径6 000 mm以上的8级精度特大型齿轮的单个齿距偏差测量要求,满足直径6 000 mm以上的10级精度特大型齿轮的齿距累积总偏差测量要求。     

大尺寸环件高温测量技术研究

大尺寸环件毛坯在高温下轧制成型,为控制环件毛坯的形状、尺寸,需对环件进行在线测量,由于被测工件温度高,故采用激光非接触式测量。文章采用直射式激光位移三角法测量环件厚度,用激光测距法测量环件外径和内径,分别讨论了直射式三角法测量原理和激光测距原理;针对被测工件温度高以及环境温度高的特点,分析了温度对测量精度的影响,提出了提高测量精度的措施。     

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。     

大尺寸空间异面直线夹角的检测

针对实际工程中相距数米至数十米的若干几何元素之间的空间夹角,提出了大尺寸空间异面直线夹角激光检测系统的设计方案.首先,根据常见待测直线元素不同的实体存在形式,设计了相应的实体体现方法,并建立了异面夹角测量所需的公共基准;对于待测元素在公垂线方向距离很远的情况,采用单束线结构激光作为公共基准.然后,针对一个具体的工程实例,给出了系统检测框架的设计思路.最后,提出了公共基准与待测元素空间关系的获取方法.采用数字图像处理技术检测公共基准与各个待测元素构成的夹角并通过三角关系间接获得了待测元素异面夹角的检测结果.在30次系统测量中,系统重复性精度达到±0.020 85°,表明所提出的检测系统满足测量要求,验证了测量原理的可行性.     

高温熔体直径激光在线测量系统的实现

在总结传统高温熔体挤出物直径测量方法不足的基础上,提出了激光在线测量技术.以此为依据设计了高温熔体直径激光在线测量系统实现方案;并采用PCL-812PG数据采集卡,以Delphi作为软件开发平台,设计出数据采集软件.实验结果表明该系统具有精度高、非接触、速度快等特点,完全符合高温熔体直径测量的要求.     

大型回转类零件形位误差测量系统的研究

如何提高大型零件的在线测量精度是大型机械加工的重要课题.针对大型回转体零件的加工环境,提出了一种以被测大型零件的已加工面作为定位基准面和夹紧面,使测量装置安装在被测零件上,应用激光脉冲测距技术和伺服控制技术实现对大型回转类零件形位误差测量的方法.     

玻璃管激光分选机--一种新型智能化精密检测分选设备

论述了节能灯管生产工艺过程中玻璃管中部一定长度上外径的精密测量、分选的智能化设备一玻璃管激光分选机的组成、工作原理、主要特点和应用情况。采用了光机电一体化技术,具有功能多、效率高、精度高、能耗低、易维护的特点。     

基于激光三角法的零件表面粗糙度在线测量

介绍了一种零件表面粗糙度的激光在线测量方法,该测量方法具有测量速度快且能够显示被测表面的具体形貌等优点．在测量中引入激光三角测量系统,用无衍射激光光束作光源,用高精度的摄像机作位移传感器,通过计算机数据处理得到表面粗糙度值,使表面粗糙度在线检测成为可能。     

金属薄膜边缘诱导改变谐振激光模式实验

为研究在不同方向移动的金属薄膜边缘的干扰情况下谐振激光模式的改变现象,调节定制的氦氖激光谐振腔产生高阶高斯光束,用金属薄膜边缘进行干扰,并用CCD相机对光束的演变过程进行详细记录。随着金属薄膜边缘沿X和Y正方向上位移的增加,出射的激光模式由高阶向低阶模式演化,然后变成基模,变弱直到消失。原始激光模式的阶数越高,它的演化模式光斑形状越丰富。当用金属薄膜上方边缘向Y轴正向缓慢移动进行干扰时,激光模式的演化规则是最后趋于沿X轴的分裂模式;当用金属薄膜的左侧边缘向X轴正向缓慢移动进行干扰时,激光模式的演化规则最后趋于沿Y轴的分裂模式。     

A comparison of imaging methodologies for 3D tissue engineering

Imaging of cells in two dimensions is routinely performed within cell biology and tissue engineering laboratories. When biology moves into three dimensions imaging becomes more challenging, especially when multiple cell types are used. This review compares imaging techniques used regularly in our laboratory in the culture of cells in both two and three dimensions. The techniques reviewed include phase contrast microscopy, fluorescent microscopy, confocal laser scanning microscopy, electron microscopy, and optical coherence tomography. We compare these techniques to the current "gold standard" for imaging three-dimensional tissue engineered constructs, histology.     

不扩束激光粉尘粒度分布测试系统的设计与研究

主要研究不扩束激光粉尘粒度分布测试系统,对光衍射式激光粒度测试系统的光学装置进行改进,将激光的扩束系统去除,改为不扩束激光衍射系统,减小了测试系统的体积,光学结构变得简单,调节更加方便,光敏区也大大减小,降低了样品的损耗。并且通过改进的采用CCD的不扩束激光粉尘颗粒粒度测试系统对粉体进行测试,获得衍射光强图像,并利用计算机对衍射图像的光强分布作了分析。     

INFRARED NANOSECOND LASER ABLATION OF SILICON: THE SPATIAL MULTI-PULSE ENHANCEMENT EFFECT AND ITS DEPENDENCE ON LASER PULSE DURATION – TECHNICAL COMMUNICATION

An experimental study has been performed for laser ablation of silicon at 1064 nm with variable pulse durations from 50 nanoseconds to 200 nanoseconds. A spatial multi-pulse enhancement effect has been revealed, which has been rarely reported in literature. The specific feature of this effect is that for multi-pulse laser ablation of silicon performed sequentially at a group of locations, the ablation efficiency and quality starting from the second location can be enhanced if the distance between adjacent locations is sufficiently small, and the ablation efficiency enhancement becomes more obvious as the distance decreases or the laser pulse duration increases. Further study is needed to understand the underlying physical mechanism. This effect, if well understood, can be utilized to significantly improve the quality and efficiency of infrared nanosecond laser silicon ablation. This will widen the practical applications of the low-cost and low-energy-consumption infrared nanosecond lasers and hence significantly decrease the manufacturing cost and energy consumption in many relevant areas.     

一种非接触式显像管Z点检查机的设计与实现

本文介绍了一种采用小型激光测距传感器完成显像管Z点非接触自动测量系统的基本组成、定位装置设计原理,分析了设备的系统误差,并采用UML描述了显像管检查的控制流程.     

数控机床直线定位精度测量中激光测距仪镜头的快速调整

HA5528A激光测距仪是一种高精度的测量仪器。使用该仪器测量数控机床的直线定位精度，既准确又快捷。在整个测量过程中，镜头的精确调整比较烦琐。本文就如何精确、快速调整激光测距仪镜头，总结了一套准确，快速、高效的测试方法。     

应用于筒仓的激光物位检测设备的设计

存放散装物料的仓库经常需要测量物料的实际存储量,最有效的方法就是通过测量物料的高度来估算物料的存储量。在考虑满足仓库中存取物料条件的基础上,设计了一个可以自动检测仓库物料存储量的激光物位检测系统。使用Pro-E对结构进行了模拟仿真,并用Auto CAD进行二维图绘制以便于设备的加工。最后加工出实体设备并成功运行,表明了设计的合理性。     

光针轮廓扫描技术测量内螺纹曲面

分析了激光光针扫描在测量内螺纹曲面时的特性及影响精度的因素。根据光斑在被测面的噪声分布特点,采用中值滤波与小波阈值去噪相结合的综合滤波算法对光斑图像进行了去噪处理,其中中值滤波可以有效地消除光斑图像中的脉冲噪声,而基于小波变换的阈值去噪算法可以消除图像中的高斯噪声。通过综合滤波算法对光斑图像进行处理,可以有效消除激光光斑噪声,消除图像噪声对测量精度的影响,同时保持了光斑图像的细部特征。根据激光光斑图像在倾斜被测物体表面光强分布特点,设计了近似圆拟合算法来确定光斑中心,该算法相对传统算法具有计算量小、计算效率高,适合在线检测的特点,可以克服测量面倾斜对激光光斑中心的影响。利用采用上述方法的坐标机激光光针扫描系统,对标准内螺纹量规进行测量,对比应用前后的测量结果,螺距精度提高了0.48 mm,中径测量精度提高了0.44 mm,牙型角精度提高0.57°。