線激光在機(jī)測量關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、在機(jī)測量獲得零件的整體幾何面形信息是實(shí)現(xiàn)大型航空航天復(fù)雜曲面高效高精加工的重要工藝環(huán)節(jié)。線激光因其非接觸、方向性好、精度穩(wěn)定、大寬幅掃描測量等優(yōu)勢，已成為面向現(xiàn)場環(huán)境在機(jī)測量的重要手段之一。然而受傳感器制造精度、激光光束入射姿態(tài)、測量環(huán)境、工件表面質(zhì)量等因素影響，激光束投影線上各點(diǎn)誤差值不同，線激光在機(jī)測量精度無法得到保障。同時(shí)，線激光測量數(shù)據(jù)點(diǎn)冗余，測量值噪聲點(diǎn)較多，若直接對(duì)測量點(diǎn)云進(jìn)行曲面建模、奇異特征分析等數(shù)據(jù)處理操作，不僅過程繁

2、瑣、計(jì)算效率低、且數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量大、內(nèi)存消耗嚴(yán)重。因此，在國家973課題的支持下，針對(duì)線激光在機(jī)高效精密測量難題，開展了誤差溯源、測量建模、數(shù)據(jù)處理及系統(tǒng)開發(fā)等關(guān)鍵技術(shù)。
　　針對(duì)激光束入射姿態(tài)、測量環(huán)境、工件表面質(zhì)量等因素對(duì)線激光在機(jī)測量精度造成的影響，從線激光測量原理入手，分析了線激光高斯光束經(jīng)漫反射后投射到感光陣列的光強(qiáng)變化過程。實(shí)驗(yàn)分析了激光束入射姿態(tài)、被測表面參數(shù)、外部環(huán)境、內(nèi)部參數(shù)等對(duì)線激光測量精度的影響規(guī)律，量化了上述因

3、素對(duì)線激光在機(jī)測量精度的影響程度。
　　針對(duì)線激光在機(jī)測量建模問題，建立了適于復(fù)雜面形的線激光在機(jī)測量通用數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)了線激光測量坐標(biāo)系、工件坐標(biāo)系和機(jī)床坐標(biāo)系的統(tǒng)一，保證了幾何信息在機(jī)精確提取的可靠性。針對(duì)線激光在機(jī)測量中線激光測量坐標(biāo)系方向難以保證的問題，提出了一種線激光測量坐標(biāo)系方向標(biāo)定方法，并進(jìn)行了線激光測量坐標(biāo)系標(biāo)定和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)。
　　針對(duì)線激光測量數(shù)據(jù)冗余、測量噪聲多的問題，從線激光數(shù)據(jù)采集模式入手，研究了線激光