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跟踪式激光三角法表面形状测头的研制

卢刚  
【摘要】: 随着现代工业的不断发展,各种自由曲面被广泛应用于航空航天、汽车、叶轮机械等行业。由于对自由曲面质量要求的不断提高,实现自由曲面的快速、精确测量已成为一个重要的研究课题。 自由曲面的测量中最常用的设备是三坐标测量机。三坐标测量机是用测头来拾取信号的,三坐标测量机的功能、工作效率、精度与测头密切相关,目前,对自由曲面的测量仍主要采用传统的接触式测头进行测量。传统的接触式测头虽然可以达到很高的测量精度,但是由于自动化程度低、价格昂贵、测量速度慢以及无法测量柔性材质物体表面等缺点使其应用范围受到限制。非接触式测头是以现代光学为基础,融合了电子学、计算机图像学、信息处理、精密机械等现代科学技术,克服了传统接触式方法的上述缺点。新型非接触式测头的研制将具有很大的应用价值,故本课题在实验室以前研究工作基础上,克服以往测头的缺陷,研制一种新型的光学非接触测头。主要工作包括以下几个方面: (1)分析激光三角法测量的原理,提出目前三角法测头存在的问题; (2)针对三角法测头进行非接触测量时存在的问题,找到解决方法; (3)对测头的光路和结构参数进行设计计算; (4)测头机械结构设计以及图像处理编程; (5)设计了一套实验系统,对测头的性能进行了实验及分析。 西安理工大学硕士学位论文 该新型测头的研制可以实现叶轮机械等自由曲面的表面形状测量,具有测量范 围大,精度高,效率高等优点。测头不仅可以安装在三坐标测量机上,也可以结合 其它的测长仪如双频激光干涉仪进行表面形状测量。


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