激光跟踪仪校准装置控制系统的设计

摘要

激光跟踪仪是目前众多行业现场测量中应用较多、精度相对较高的测量设备。它具有高精度、高效率、实时跟踪测量、安装快捷、操作简便等特点，适合于大尺寸工件配装测量。随着跟踪仪数量的激增，各主机厂所及地方计量单位对跟踪仪校准装置有了旺盛需求。因此国内众多航空航天院所和科研机构一直在努力研制激光跟踪仪校准装置。
　　论文对激光跟踪仪的工作原理和测量误差来源进行了分析，顺应国内外激光跟踪仪校准装置发展的趋势，设计了双轴导轨校准系统，实现了对跟踪仪测距、水平角、俯仰角的综合校准。该校准装置是一套集机械、控制、软件和激光技术于一体的高技术产品。论文采用PLC、伺服电机、触摸屏三者结合的直线运动机构来完成对导轨的手动、自动和循环控制等运动方式的控制。对跟踪仪点到点距离的最大允许误差(MPE)进行了分析和正确估算来更好更直观的评价跟踪仪的技术指标。并开发了激光跟踪仪校准装置的应用软件平台。该平台将运动控制模块、干涉测距模块和环境监控模块有效的整合在一起，方便用户完成对跟踪仪校准的操作。还包括对测量数据和环境监控值的维护管理，可直接导入跟踪仪的数据进行测长分析并得出测量报告。
　　该系统已经被计量单位用来完成对激光跟踪仪的综合校准。取得了很好的应用效果，具有很高的推广价值。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 激光跟踪仪的简介

1．3 课题的研究现状

1．4 本文的研究内容

1．5 课题的关键技术

2 激光跟踪仪校准装置概述

2．1 激光跟踪仪测量系统校准溯源数据链

2．2 激光跟踪仪校准的基本构想

2．3 激光跟踪仪校准的基本原理

2．4 本章小结

3 激光跟踪仪校准装置控制系统的硬件设计

3．1 激光跟踪仪校准装置的总体方案

3．2 双轴导轨直线运动控制设计

3．3 长度标准装置的测量控制设计

3．4 环境参数监控设计

3．5 本章小结

4 点到点距离的最大允许误差估计方法

4．1 跟踪仪2P-MPE值通用模型

4．2 激光导轨校准跟踪仪的数学模型

4．3 本章小结

5 激光跟踪仪校准装置控制系统的软件设计

5．1 下位机软件设计

5．2 上位机软件设计

5．3 本章小结

6 激光跟踪仪校准装置实验

6．1 实验条件

6．2 校准实验

7 总结和展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间主要成果

附录