激光几何测量技术在艉轴上的应用.doc

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1、激光同心度测量技术介绍技术来源：瑞典 damalini 公司 功能：艉轴的造光和复光测量、艉轴管同心度测量、圆孔椭圆度测量、直线度测量、柴油 机基座轴承孔同心度测量 适用企业：修造船厂、柴油机生产企业、艉轴管制造企业、科研院校、船配、专业安装队 伍等。技术参数： 测量距离： 40M 测量最大精度: 0.1 丝 测量最小孔径: 100mm 激光调整最小角度 0.1 丝 探测器尺寸 18*18mm 激光输出功率 1mW 倾角仪精度 0.1 度 水平仪精度 0.5 度 温度传感器 1优点: 高精度，在 40m 测量范围内，最高可达到 0.1 丝 操作非常 EASY，标准操作流程，轻松得出测量数据，可

2、以轻松培养一个熟练的操作 工（无经验要求） 。 激光无须调到整绝对圆中心，大致在圆中心就可以，我们探测器有 18*18mm 激光本身无挠度问题，所以测量距离远，可达 40m 激光发射器 D75 是世界上唯一位移和角度都能调整地发射器，调整最小可达 0.001mm。 孔调整时候仪器可实时显示调整结果，指导调整 测量简单，每个点最多只需测量两个数据就可得出圆心实际位置 可测量圆孔的椭圆度1.1. 原理原理 激光的产生激光的产生 激光发射器采用半导体He-Ne激光器，激光波长为635-670nm，处于可见光的边缘， 颜色为红色，具体光波位置见图1：激光波段400nm 500nm 600nm 700n

3、m 10nm 100nm 1m 10m 100m 1mm可见光波段图 1：激光波段图 2 为激光发射器示意图。阴极管内充满氦气和氖气，通过高电压激发出相应波长 的光波，通过两端透镜和反射镜的反复作用，只有平行于中心线的光束被发射出去，形成 激光。阴极 阳极100% 反射镜 半反射镜 图 2：激光发射器原理示意图PSDPSD 定位技术定位技术 激光接收器采用先进的 PSD 定位技术，PSD 即 POSITION SENSITIVE DEVICE 的缩写。 CCD 技术就是将激光感应平面分为 mn 个等份，接收到激光后计算出激光的位置。其分辨 率由等分的密度来决定，因此有上限约束。而 PSD 技术

4、是在感应面的两端加适当电压，激 光打到感应面的不同位置则会在两端产生不同的电流，其分析的是模拟量，理论上讲模拟 量的精度是无穷高因此大大提高了测量精度。仪器最终的精度不受感应面的限制，只决定 于 A/D 转换器的位数。PSD V CCDV图 3：激光探测器感应原理关于激光束的中心位置的确定。激光束并不是绝对圆形的，激光的能量分布也不是 均匀的。但是这一点并不影响最终的测量结果，因为探测器测量和读取的是激光的能量中心。因此在测量时必须保证激光束全部打在探测器内。 2.2. 测量过程（三步曲：激光调整测量过程（三步曲：激光调整- -依次测量圆心位置依次测量圆心位置- -得出圆心位移偏差并根据偏差实

5、时得出圆心位移偏差并根据偏差实时 调整轴承孔）调整轴承孔） 1. 激光发射器的架设和调整，激光发射器通过三爪盘吸附在圆外孔上，通过位移按钮 和角度按钮只需江激光调整在大致圆中心即可（主要保证我在测量的每个孔时我的 接收器能完全接收到我的激光）这与激光经纬仪要调制到绝对圆中心要简便多了。图4 激光发射器示意图 E、F-位移微调旋钮 G、H-角度微调旋钮 2.测量，只需将我的接收器在每个测量点采测 3 个数据（3 点确定一个圆） ，即可得出 圆心位置。步骤如下：3 个点即可得出圆心位置：3.依次测完每个孔的圆心位置，通常以首尾 2 个点为基准，即可得出其他点相对于首尾 2 个圆心连线的基准线偏差是

6、多少。如下图（某维修的舰艇轴系测量数值）Num Ref Ver(高低) Hor(左右) - 1Ref 0.000 0.000 2 -3.289 -0.509 3 -3.855 -0.352 4 -1.219 2.528 5 -1.175 3.568 6 -1.422 2.541 7 1.012 -2.514 8 0.098 0.231 9 0.148 -0.009 10Ref 0.000 0.000 - Max 1.012 3.568 Min -3.855 -2.514 从上面数据可以清晰看出,每个位置的高低方向,左右方向的偏差量和偏差方向.从图形 可以看出变化趋势，同时我们调整轴承孔的时候可

7、以实时显示调整了多少量，直观性 强，消除了传统靠螺旋测微器的手感.因不同的操作人员手感差别较大,同一个操作人 员,他的左右手感有差别,上下手感也有差别.这点是无法避免的. 如果是以理论中心线定尾轴的话，也很简单，只需把激光调整为理论中心线（即激光穿过首基点和尾基点） ，每个点测量的圆心位置即是实际该轴承孔圆心相对于理论中心 线高低和左右的偏差。 柴油机基座轴承孔同心度测量，由于每个测量孔径相同，只需要采用直线度方式，方 法更加简单。 3.测量完毕以后，我们可以自动生成报表，接收器内置了温度传感器，自动生成报表包含 测量时温度值，报表更加完善。 我们的部分典型客户： 上海江南造船厂 4805 海军工厂 张家港赛的瓦船用设备有限公司 安庆柴油机厂