碧波液压网 欢迎你,游客。 登录 注册

激光跟踪仪校准技术及在机床检测中的应用

版权信息:站内文章仅供学习与参考,如触及到您的版权信息,请与本站联系。

  0 引 言

  激光跟踪仪具有测量范围大,精度高,现场测量等优点,已被广泛应用于机械制造、航空航天、汽车、造船、工业机器人定位等精密工业领域[1,2],因此定期检测系统精度,确保激光跟踪仪现场使用中技术性能稳定可靠,与被检测对象的质量及安全性能密切相关。激光跟踪仪是国际上新型的大尺寸坐标测量系统,测量范围为35 m,测量精度1×10-6,既可以静态测量也可以动态测量。图1 激光跟踪测量系统的结构原理图。氦氖激光器发出的激光经双轴跟踪镜反射至SMR,经SMR 沿原路返回,两个马达分别驱动跟踪转镜绕方位轴和俯仰轴转动,将激光始终导向反射器,马达驱动信号来自平面位置传感器PSD,它将出射光与入射光之间的偏移量转换成驱动电信号,只要激光不中断,跟踪仪可持续跟踪目标。目前,跟踪仪都安装了红外激光器, 增加了绝对距离测量(SuperADM)模式,在激光束中断后,ADM 自动初始化激光干涉仪可保证测量继续[3]。跟踪仪至SMR的距离通过激光干涉仪测得,马达驱动时带动编码器转动,给出方位角和俯仰角。激光跟踪仪采用球坐标定位,目标P 的三维坐标值由公式(1)得到:

  式中:ρ 为极径; z H 和t V 分别为方位角和俯仰角。

  文中将研究激光跟踪仪的校准方法,并举例说明其在大型车床精度检测中的应用。

  1 激光跟踪仪校准技术

  1.1 激光跟踪仪误差来源分析

  激光跟踪仪的结构比较复杂,影响系统准确度的误差因素也非常多,但大致可分为系统误差和随机误差两类。

  1.1.1 系统误差

  激光跟踪仪在理想情况下应满足:(1)方位轴与俯仰轴正交,激光光轴与俯仰轴正交并与方位轴共面,三线交于一点,该点位于跟踪转镜镜面上,系跟踪仪坐标系的原点,如图1 中的O 点。(2)两轴编码器与对应的轴同心且正交。(3)激光出射孔保护玻璃与激光光轴垂直等。但由于加工和装配误差、电子零点误差以及运输、温度变化、湿度变化、变形等因素的影响,上述几何关系不可能完全满足相互垂直的要求,因此存在15 种系统误差,如方位轴与俯仰轴夹角误差[4]。

  1.1.2 随机误差

  随机误差包括:基准波长误差,波长长期稳定性误差,空气折射修正误差,基准距离误差,反射器制造误差,跟踪误差,环境误差(温度误差,湿度误差等)[5]和软件计算误差等。

  由坐标计算公式可知,随机误差和系统误差最终影响了激光测距方位角及俯仰角,而在激光跟踪仪测量精度影响因素中,测角误差最为显著,而跟踪仪部件之间几何位置不正确是测角误差的重要来源。

你没有登陆,无法阅读全文内容

您需要 登录 才可以查看,没有帐号? 立即注册

标签: 机床
点赞   收藏

相关文章

发表评论

请自觉遵守互联网相关的政策法规,严禁发布色情、暴力、反动的言论。

用户名: 验证码:

最新评论