【摘 要】
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现代制造业对大尺寸零件设备的测量要求不断提高。激光跟踪多边法具有灵活和精度高等优点,可以为大齿轮等工业零件的生产制造提供技术支撑,在大尺寸测量领域有广阔的应用前景。本课题针对激光跟踪多边异步测量方法展开研究。异步测量法仅凭一台激光跟踪仪就可以实现多边测量,降低了测量成本。整个测量过程借助三坐标测量机完成,通过测针和靶镜的更换,避免了被测物体对测量激光的遮挡问题。此外,将优化标定点引入测量过程中,减
【基金项目】
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NQI国家重点研发专项“大齿轮几何量坐标计量与溯源技术”（项目编号:2017YFF0204804）；
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现代制造业对大尺寸零件设备的测量要求不断提高。激光跟踪多边法具有灵活和精度高等优点,可以为大齿轮等工业零件的生产制造提供技术支撑,在大尺寸测量领域有广阔的应用前景。本课题针对激光跟踪多边异步测量方法展开研究。异步测量法仅凭一台激光跟踪仪就可以实现多边测量,降低了测量成本。整个测量过程借助三坐标测量机完成,通过测针和靶镜的更换,避免了被测物体对测量激光的遮挡问题。此外,将优化标定点引入测量过程中,减小了自标定过程中的系统误差。研究内容包括:（1）激光跟踪多边法的测量原理和测量过程,相关算法的具体计算步骤。（2）激光跟踪多边异步测量系统设计。基于C#平台设计数据采集软件。（3）搭建激光跟踪多边异步测量系统,完成X轴方向八点距离测量实验,并与激光干涉测长结果进行对比。实验结果表明,在X轴坐标为50mm到550mm的范围内,差值最大为0.2μm,多边测量方法的精度较高。距离基站较近的测点出现误差“畸变”现象,测量精度较差。（4）采用自标定优化方法,基于优化标定点的十字交叉模型,减小自标定过程引入的误差。X轴距离测量实验的结果表明,优化后的测点距离更接近参考距离,在X轴坐标为750mm处,优化后距离差值由-2.3μm减小至-1.6μm,自标定优化方法可以减小“畸变现象”中的系统误差。（5）基于自标定优化原理,应用激光跟踪多边异步测量方法测量实际物体的几何参量。包括单个球体参数测量实验、两球体间距测量实验和量块长度测量实验。实验结果表明本课题研究的激光跟踪异步多边测量方法坐标测量结果精度较高,能实现物体几何参量的有效测量。
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