激光束用于加工过程精度自动检测

本文阐述了利用激光作为检测传感的对工件外径几何尺寸精度进行非接触式测量的机——电——光一体化的“在线检测装置”的研究.由于采用了新的检测原理,实现了大尺寸范围的工件外径测量,测量分辩率极高(可达微米级).本文就有关原理和实验装置作了必要的论述,并给出了实验结果.     

高精度差动型激光多普勒大直径测量系统

研制了一种可高精度在线测量大尺寸回转体工件直径及圆度误差的差动型激光多普勒大直径测量系统 ,介绍了系统的测量原理及信号处理技术 ,分析了系统测量精度的影响因素     

曲臂轴径非接触在线检测技术研究

曲臂是一种两臂轴线具有一定偏心量的大尺寸特殊零件.传统的测量方法很难实现曲臂的非接触在线测量.基于激光扫描检测技术,现采用激光球面反射扫描原理,提出了一种曲臂两臂轴径的激光非接触检测方法和测量系统.文中论述了系统的测量原理、组成与总体结构,着重研究了激光球面反射扫描光学系统的总体结构,设计了计算机通讯、实时控制与数据处理软硬件系统.通过实验对系统的测量精度进行了验证.系统实现了高精度的轴径检测,且不损伤工件表面,提高了曲臂的制造精度和检测效率.     

基于激光准直瞄准的大直径测量系统的研究

如何提高大尺寸工件的在线测量精度，是大型机械加工的重要课题。针对大型立式车床的加工环境，本文提出了一种大端面工件在线测量方案。该方案采用激光准直瞄准定位，以测量瞄准误差为补偿，其合理的光路设计清除了阿贝误差，提高了瞄准精度。由于瞄准是以激光准直光束为基准，激光束的漂移造成基准的不稳定是整个测量系统最大的误差来源，而该方案采用“双光束反向漂移补偿法”抑制光束漂移，使角漂误差达到10^-6rad量级。实验结果表明，本方案的测量精度完全满足IT6的加工要求。     

组合式空间极坐标测量系统的研制

研制了一种组合式极坐标测量系统的实验装置 ,介绍了该测量系统的结构设计与调整方法。该测量系统具有较高性能价格比 ,可有效解决大型工件尺寸的在线检测难题。     

特大型齿轮激光跟踪在位测量原理及关键技术

为了实现特大型齿轮精密测量,介绍了作者提出的特大型齿轮激光跟踪在位测量原理,重点阐述了其中的几项关键技术.特大型齿轮激光跟踪在位测量系统整合了激光跟踪仪的大尺寸测量能力和三坐标测量机的高精度,采用激光跟踪仪建立齿轮工件坐标系和三维测量平台坐标系,通过激光跟踪仪坐标系将齿轮工件坐标系与三维测量平台坐标系关联起来,并建立了相应坐标系的拟合模型及算法.同时,建立了三维测量平台的姿态调整模型,通过姿态调整机构完成了三维测量平台的姿态调整,进而确保三维测量平台与齿轮轴线的位置关系满足要求.最后,给出了该在位测量系统的实测结果.实验结果表明:特大型齿轮激光跟踪在位测量系统原理正确可行,满足6级以下特大型齿轮的精密测量.     

CCD摄像法在工件尺寸测量中的应用

建立了用于工件尺寸测量的 CCD摄像测量系统。讨论了 CCD摄像测量法的基本原理 ,简要介绍其软件系统 ,给出了部分工件尺寸的测量结果。实验表明 ,测量系统可快速、精确、非接触地测量工件的边长与直径等尺寸 ,测量精度误差小于± 2 .5 %。     

基于三维激光扫描的移动大尺寸圆柱体工件长度快速检测系统

针对移动大尺寸圆柱体工件两端的表面形貌特征,利用三维激光扫描仪设计了一种快速长度在线检测系统。基于三维激光扫描仪可在短时间内连续高速获取大量测量数据的特点,系统在虚拟环境下构造出自适应测量形状的虚拟测量基准面,采用二维误差分离方法抑制系统误差和运动误差,识别定位工件两端端点并计算其到虚拟测量基准面的位移;最后结合多传感器融合模型获取三维位移场测量结果。另外,测试前用三坐标测量机精密测量过的相似形状圆柱体工件对系统进行了校准修正。为验证系统的精度和可靠性,分别对处于（1 000±25）mm内不同直径的圆柱体工件进行了长度检测。结果显示,系统可在1 s完成直径约为50 mm工件的长度测量,检测分辨力为0.010 mm,检测精度达到0.050 mm。实际运行结果表明,该设计系统具有高自动性和高效性,可满足在线生产中对大尺寸工件控制和检测的要求。     

用于大尺寸工件的动态长度测量系统

针对移动大尺寸工件的表面形貌特点,利用二维激光三角法构造出水平和垂直虚拟测量基准面;结合多传感器融合准则,建立了一种新型的大尺寸工件测量模型,并利用该模型实现了移动工件两端端面到虚拟测量基准面的位移非接触测量。采用误差分离方法自修正理论误差和运动误差的影响;结合人机交互界面,研制了高精度、低成本的移动大尺寸工件长度自动检测系统。利用该系统对在(1 000±25)mm内以不同速度运动的圆柱体大尺寸工件长度进行检测,得到的检测分辨力为10μm、检测精度为100μm、工件移动速度为5cm/s。实际运行结果表明,该系统安全、稳定、快速,可满足工业在线生产中对同类型规则的大尺寸工件控制和检测的要求。     

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。