基于激光跟踪仪的大型精密零件平面度检测技术研究

发布时间：2017-03-31 13:07

  本文关键词：基于激光跟踪仪的大型精密零件平面度检测技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着现代制造业的飞速发展，光电、机械、能源、船舶等行业对高精度大尺寸旋转轴系产品的需求越来越大，对大型精密止推零件的平面度要求也越来越高。对于平面度的检测，，传统的检测手段如指示器法、表桥法、跨步仪法等已经满足不了我们的需求，主要表现在测量精度不够，并存在无法实现非连续面的检测，无法实现在位检测等缺点。上世纪九十年代后出现的激光跟踪仪作为一种大尺寸三维测量仪器，因其测量精度高、测量高效、能在位检测，可动态测量，便于携带等优点，在工业测量中得到了越来越广泛的应用。因此，本文提出了一种基于激光跟踪仪的大型精密零件平面度检测方法。本论文主要研究内容包括以下几个部分： 1.调研了激光跟踪仪的结构组成以及工作原理，分析了影响激光跟踪仪测距和测角精度的主要因素。在此基础上，对单站测量平面度不确定度进行了理论分析，并通过实验验证了单站不能满足平面度要求为0.03mm（±0.015mm）的Φ5m止推环测量要求。因此，我们提出了基于激光跟踪仪的移站测量方法。 2.介绍了移站测量的原理，建立了移站测量的数学模型。给出了移站测量的算法模型，并结合激光跟踪仪自身特点，提出了移站算法中初始值确定的方法，从而优化了算法模型。 3.研究了移站测量的布局，通过仿真分析了不同的移站次数、不同布局和站间高度差对移站测量平面度的影响，并采用Monte-Carlo模拟方法对移站的不确定度进行了理论分析。 4.使用移站测量技术对Φ5m大圆台平面度进行了测量实验，并与跨桥-水平仪法的检测结果进行了对比，通过实验及分析结果证明了移站测量方法的可行性。
【关键词】：大尺寸平面度检测 激光跟踪仪 移站测量
【学位授予单位】：中国科学院研究生院（光电技术研究所）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TG806;TH744.5
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 课题的研究背景及意义9
• 1.2 大型精密零件平面度检测方法简介9-18
• 1.2.1 跨桥-水平仪法9-10
• 1.2.2 水平仪随机走位法10-11
• 1.2.3 液面法11-12
• 1.2.4 三点支撑法12
• 1.2.5 光轴法12-14
• 1.2.6 三点法14
• 1.2.7 转台-悬臂法14-15
• 1.2.8 三坐标测量机法15-16
• 1.2.9 大尺寸测量仪器16-18
• 1.3 课题任务18
• 1.4 论文研究内容及组织结构18-19
• 第2章 激光跟踪仪单站测量19-33
• 2.1 激光跟踪仪的组成和工作原理19-22
• 2.1.1 激光跟踪仪的组成19-20
• 2.1.2 激光跟踪仪的工作原理20-22
• 2.2 激光跟踪仪的误差组成22-25
• 2.2.1 测距误差因素22-24
• 2.2.2 测角误差因素24-25
• 2.3 激光跟踪仪单站测量25-32
• 2.3.1 单站测量模型25-26
• 2.3.2 单站测量平面度不确定度验证实验26-28
• 2.3.3 单站测量平面度重复性研究28-31
• 2.3.4 激光跟踪仪单站测量小结31-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第3章 激光跟踪仪移站测量原理33-39
• 3.1 激光跟踪仪移站测量原理33-35
• 3.2 激光跟踪仪移站算法研究35-38
• 3.2.1 初始值的确定36-38
• 3.3 本章小结38-39
• 第4章 激光跟踪仪移站测量平面度仿真和实验研究39-67
• 4.1 引言39
• 4.2 移站测量平面度布局研究39-40
• 4.2.1 动点布局39
• 4.2.2 基站布局39-40
• 4.2.3 布站的数目40
• 4.3 移站测量平面度不确定度理论分析40-49
• 4.3.1 不同站数仿真42-45
• 4.3.2 不同布局仿真45-47
• 4.3.3 不同高度差仿真47-49
• 4.4 移站测量平面度实验49-66
• 4.4.1 移站测量平面度重复性研究49-50
• 4.4.2 跨桥-水平仪实验50-55
• 4.4.3 移站测量平面度实验55-60
• 4.4.4 第二轮移站测量平面度及跨桥-水平仪对比实验60-65
• 4.4.5 实验小结65-66
• 4.5 本章小结66-67
• 第5章 总结与展望67-69
• 5.1 论文的主要研究内容及成果67
• 5.2 论文的创新点67
• 5.3 研究展望67-69
• 参考文献69-72
• 作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果72

【参考文献】

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本文编号：279635