为便于在实验室中进行工件位姿检测模拟,设计基于安川机器人的工件位姿模拟系统,包含模拟执行、测量标定、自动运行。基于安川工业机器人的六轴机体与平行移动功能,实现末端搭载被测工件的姿态模拟。采用API激光跟踪仪设计标定流程,获得准确的工具参数,保障模拟精度。利用PLC与触摸屏设计系统控制部分与人机交互部分,实现系统根据设置参数进行自动模拟。结果表明该系统能在实验室条件下实现工件位姿模拟的自动化作业。

在飞机大部件装配过程中,激光跟踪仪转站的关键是坐标转换。由于转站前后存在坐标测量误差,整体最小二乘法的系数矩阵存在随机误差,因此需对激光跟踪仪转站算法进行优化。提出基于Procrustes分析法的EIV-EOPA模型的Procrustes加权整体最小二乘法,建立激光跟踪仪转站模型并进行求解,采用MATLAB进行仿真并使用Leica AT403激光跟踪仪进行实验,验证方法的有效性。结果显示,Procrustes加权整体最小二乘法比加权最小二乘法获得的参数估计值更接近设定值,单位权中误差更小,提高了转站精度,同时还省略了计算中的迭代过程。实验结果进一步证实了Procrustes加权整体最小二乘法的优势。

激光跟踪仪是目前最新型的便携式空间大尺寸坐标测量系统,其坐标测量精度的校准目前常用标准件进行评定,但标准件的加工制造困难且易变形。因此本文利用高精度三坐标测量机及标准球,在三坐标测量机上建立虚拟三维网格标准球板,并通过移站对激光跟踪仪坐标测量精度进行实验研究。虚拟三维网格标准球板消除了由于标准件变形给坐标测量精度带来的影响,移站测量可以从不同的角度和位置全方位地测量工件各部位待测点的坐标,避免了外界环境的影响,也改善通视条件,实验结果证明该方法具有理论正确性和实际可行性。

针对激光跟踪仪用于曲面轮廓度测量的不确定度评定问题,在论述了激光跟踪仪的标定和面向任务的测量不确定度的基础上,重点研究了Monte-Carlo模拟方法评价面向任务的不确定度的基本思想,并提出了虚拟激光跟踪仪的概念.最后通过实验研究,验证了采用Monte-Carlo模拟方法评价激光跟踪仪测量曲面轮廓度的不确定度是可行的.

通过扩充激光跟踪仪的现有功能,提出了一种适用于非球面研磨和粗抛光阶段以及中低准确度非球面面形的快速检测方法.分析了测试原理,设计规划了检测流程.利用激光跟踪仪的靶标球对非球面表面进行多点接触测量,并将测量的结果与非球面cad模型进行分析对比、处理和运算,获得非球面的面形分布信息,结合实例对一口径为420 mm×270 mm的离轴非球面进行了面形检测,并与零位补偿结果进行对比,结果表明,两种方法测试的面形误差分布是一致的,其峰谷值和均方根值的相对偏差分别仅为6.22％和3.37％.该方法无需其它辅助光学元件就能够准确地实现对大口径非球面面形的检测,测试数据处理和数学运算简单,实验操作简单易行.

详细介绍了在线圈磁轴测量过程中一种全新的脉冲悬丝与螺线管线圈几何轴准直方法——激光跟踪仪准直法。该方法可显著提高线圈磁轴倾斜的测量精度，将传统机械准直方法的Till≤0．63mrad／offset≤0．31mm提高到Tilt≤0．11mrad／Offset≤0．1mm；工作效率提高了3倍。

介绍了通过激光跟踪仪与电子经纬仪配合使用建立紧缩场暗室坐标系,然后通过坐标平移得到装调坐标系的方法,并将其应用于某个紧缩场装调实践。

基于数字化测量软件,结合激光跟踪仪搭建测量系统,获取装配工装上定位组件的关键测量点的实测值,通过与理论值进行比较得出定位组件在X轴、Y轴、Z轴三个方向上的偏差值,根据偏差值的大小和方向,通过加减垫片等方式调整定位组件的安装位置,直到满足误差要求。

在火箭总装过程中,部段对接是关系整发箭质量的关键工序。传统的对接依靠“目视人喊”,手工操作,需要反复调整,劳动强度大,装配质量无法保证。介绍一种利用激光跟踪仪采集数据,将滑模控制与同步控制相结合,控制车间自主设计的支撑架车进行部段的姿态调整,从而实现火箭部段自动化对接的方法。首先介绍激光跟踪仪布置方法以及架车调姿原理,然后通过Lagrange法对系统进行分析并计算出系统控制模型,最后通过MATLAB仿真进行论证。此方法大大提高了装配精度和装配效率,降低了人工劳动强度。

针对火力发电厂的汽轮机组轴承箱在抽真空后下沉的情况,利用激光跟踪仪制定了合理的测量方案,得到其真实的下沉量,从而解决了因下沉对机组运行带来不利的问题.