基于嵌入式系统的激光扫描检测系统

为了提高回转体零件的加工和检测精度,将光电检测技术与电子计算机技术相结合,设计并研制了一种基于嵌入式系统的激光扫描检测系统,给出了设计原理和软硬件设计方法,并利用该系统对轴径不同的六组标准工件进行测量.实验表明,该系统的平均测量误差为0.00283mm,满足设计指标要求的3μm,能够极大提高回转体零件的尺寸测量精度,具有较好的应用价值.     

基于扫描激光差动技术的圆度误差检测

为了提高回转体圆度误差测量精度,基于差动技术,并利用小波变换过滤算法及圆度误差最小二乘法模型,提出一种基于扫描激光差动技术的圆度误差检测系统。采用分光镜分束的方法,形成两束光强调制信号,从原理上消除偏心误差的影响。通过对一标定零件进行圆度误差测量实验,设定不同的实验条件,偏心量分别为2~4 mm,5~7 mm、8~9 mm,所测得圆度误差值相差不超过0.62 μm。表明测量系统可以有效消除偏心误差,完成对回转体零件圆度误差的检测。解决了目前圆度误差检测中回转轴偏心量误差消除难度大、测量效率低等问题,为高精度检测提供了一种新思路。     

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。     

线激光平行检测阵列弹幕武器弹着点测试方法

针对弹幕武器的立靶密集度测试难题,提出了一种基于线激光平行检测阵列组合的测试方法。研究了在平行检测阵列结构下实现弹丸定位的测量原理,推导了弹着点坐标解算公式,给出了弹着点坐标解算的程序流程,并分析了检测阵列精度导致的输出误差,研究了坐标计算误差与坐标位置及靶面大小的分布关系。当规则靶面面积从3 m3 m扩展到10 m10 m时,排除极小部分高误差区域后的x坐标固有误差绝对值从1.56 mm变成5 mm,增加了3.44 mm,y坐标测量固有误差为2 mm。对规则靶面面积为1 m1 m样机的模拟坐标测试结果表明,当采用的阵列精度为1.6 mm时,x坐标最大误差为3.6 mm,y坐标最大误差为2.8 mm。该测试方法有效光幕面积大、测量精度高、布靶难度小。     

V-STARS工业摄影三坐标测量系统精度测试及应用

随着现代先进制造业的发展,工业摄影测量技术广泛应用于几何量的尺寸测量、精密零部件或产品的三维外形检测等领域,尤其在航天产品的质量控制中发挥着越来越重要的作用.作为当今最成熟的工业三坐标摄影测量系统,V-STARS的测量精度一直受到关注.因此,分别测试了V-STARS单相机和双相机系统的坐标测量、平面度测量精度和测量重复性.最后,利用V-STARS.系统对φ17.2 m网状天线的型面进行了检测,测量精度优于0.3 mm,使天线型面精度调整到3 mm以内,满足设计要求.     

直线导轨四自由度同时测量方法的研究

提出了一种基于半导体激光单模光纤组件同时测量直线导轨四自由度误差的新方法。以单一准直的激光束作为测量基准,用角锥棱镜和分光器分别作为直线度误差、角度误差测量的敏感器件,实现了水平和竖直方向直线度及俯仰角、偏摆角四个自由度误差的同时测量。分析了系统的测量原理,进行了稳定性、重复性以及与美国API 5D测量系统比对实验,理论分析和实验结果表明,系统测量直线度的分辨率小于0.1μm,角度的分辨率小于0.5″,在测量距离为2 m的条件下,直线度、角度测量精度分别为±1.0μm/m,±0.5″。测量方法具有结构简单、移动部分不带电缆和现场测量方便等优点。     

可调整光程的激光测长机

为进一步提高激光测长机的测量精度及可靠性,满足高精度长度尺寸的计量检定要求,研制了一种可调整光程的激光测长机。采用激光干涉仪作为测量基准,结构设计符合阿贝原则,同时,可根据被测长度的大小调整激光干涉仪和测量组件的安装位置,提高了测量准确度。并对影响激光测长机测量准确度的误差进行了不确定度分析。实验结果表明,该激光测长机的测量准确度达到了±(0.5μm+1.5×10-6L),测量重复性为0.2μm。满足高测量精度及高可靠性等技术指标要求。     

基于PSD的光轴平行性测试装置电路系统

为了能够实现对车载观瞄系统光轴平行性的高精度测量,利用PSD捕捉微弱光信号来获取光斑的空间位置坐标,对该电路系统主要从信号处理电路部分和延时电路部分进行分析和设计.首先,在分析PSD基本工作原理的基础上,设计其信号处理电路部分和延时电路部分,实现激光三轴的光轴平行性检测.然后,结合误差理论,分析电路系统的测量误差和精度.结果表明:选择位置分辨率为1.5μm的S1880型PSD时,其测量精度能够达到±1.7407".     

基于激光轮廓仪的非接触式钢轨廓形检测系统

传统钢轨廓形几何尺寸测量多以手工测量为主,基于激光轮廓仪的高精度廓形检测系统的应用可解决手工测量效率低、误差大的问题。新补充利用中值滤波法对激光轮廓仪采集到的廓形数据进行预处理;通过坐标平移和坐标旋转将坐标系归一化;然后通过二次拟合选择合适的特征点对廓形拼接匹配。经现场测试,钢轨廓形尺寸的重复测量误差小于0.1 mm,绝对测量精度最高可达0.014 mm,满足国家标准对钢轨廓形检测精度的需要,说明该方法有效提高了钢轨的检测效率。     

水平式激光发射系统光轴平行度误差分析

对于激光发射系统,激光轴与电视光轴的平行度是保证其指向精度的关键。相对于传统的光电经纬仪,该系统光轴平行度误差是一动态误差,变化规律较为复杂。为修正激光发射系统激光轴与电视光轴的平行度误差,建立了光轴平行度误差模型,由此掌握该系统光轴平行度误差的变化规律。在总结了影响光轴平行度的主要系统误差源的基础上,分析各项误差对光轴平行度的影响,利用矢量旋转与坐标变换,建立了激光轴经折返镜后在空间坐标系内的指向模型,由此得到两光轴平行度误差模型,通过电视跟踪系统测量两光轴平行度误差值,并采用最小二乘法拟合得到误差模型中各待定系数。实验结果表明:拟合后的光轴平行度达到2.6″,模型能够基本描述两光轴平行度误差的变化规律。