山东理工大学机械工程学院, 山东 淄博 255049
为提高高速飞行器尾翼的加工效率, 以4 mm厚的Q235钢板为切割对象, 采用大功率激光切割工艺来代替传统的电火花线切割工艺, 在不同参数组合下开展了尾翼激光切割加工试验。重点研究了激光切割速度v、氧气辅助气压P等关键工艺参数对尾翼表面粗糙度和侧面垂直度的影响规律。结果表明: 在其他试验条件不变的情况下, 当切割速度为2.0 m/min, 氧气辅助气压为0.5 bar时, 切割表面形貌较好, 表面粗糙度最低可达到0.920 μm, 无显微裂纹, 其侧面垂直度最小为0.031 mm/4 mm, 小于0.1 mm/4 mm, 满足其加工技术要求。
激光切割 表面粗糙度 垂直度 切割速度 辅助气压 laser cutting surface roughness verticality cutting speed auxiliary air pressure
1 天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室, 天津 300072
2 中国计量科学研究院, 北京 100013
针对高精度复合式测量机中的激光传感器进行了高精度的标定, 提出了利用已知底角的双斜面标定块和正弦定理标定光轴垂直度误差偏角的方法, 分析了影响标定精度的因素。该方法避免了传感器光轴与工作台不垂直引入的各个方向的误差, 可有效地提高该传感器的测量精度, 为更高精度的多传感器复合测量提供了基础。
传感器 垂直度误差标定 拟合平面斜率 光轴 高精度复合式测量
北京交通大学发光与光信息技术教育部重点实验室, 北京 100044
采用自行研制的基于单根光纤耦合双频激光的6自由度(6DOF)误差同时测量系统测量了加工中心双轴直线度误差, 通过对两轴直线度误差的线性拟合, 得到两拟合轴的夹角, 间接实现两轴的垂直度测量。利用光线矢量追迹方法建立相应的误差模型, 分析了垂直度测量过程中五角棱镜的安装定位偏差以及加工误差对垂直度测量的影响。实验结果表明, 本测量系统具有很好的准确性, 与商用测量仪对比发现, 两者测量偏差在1″以内。
测量 数控机床 垂直度 光线矢量追迹 反射矩阵 五角棱镜 激光与光电子学进展
2017, 54(2): 021203
自寻边激光切割机相机的安装角度是影响机器视觉系统获取图像质量的最重要因素, 它直接决定系统提取切割路径的精度。提出了一种利用激光切割系统本身的设备来检测相机安装的垂直度。首先, 在切割床的固定位置铺设的标定纸上打出由激光斑点组成的标准圆图像, 并由机器视觉系统提取该圆的轨迹和圆心坐标; 然后, 通过齐次坐标变换, 建立工作平面到CCD成像平面的坐标变换关系, 并利用预先建立的计算模型, 就可计算出CCD光轴与工作平面的夹角。实验结果显示了所提出的方法对激光切割系统CCD安装角度的检测是一种可行的解决方案。
CCD光轴 垂直度检测 激光切割 坐标变换 自寻边系统 CCD optical axis verticality detection laser cutting coordinate transformation self-searching system
1 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100094
2 中国工程物理研究院 太赫兹研究中心, 四川 绵阳 621900
通过理论和数值模拟方法，考虑金属粗糙度的情况下，研究了加工垂直度公差角在0～6°范围内变化时折叠波导慢波结构的工作性能，结果表明：金属波导表面的粗糙度增大时，慢波结构中电磁信号的传输损耗增大；垂直度公差角的增大也使得电磁信号的传输损耗增加，而且垂直度公差角所引起的结构变化会引起器件的电压工作点漂移、带宽降低等。
太赫兹 折叠波导行波管 慢波结构 粗糙度 垂直度 terahertz folded waveguide traveling wave tube slow-wave structure roughness exposure steepness 强激光与粒子束
2014, 26(6): 063103
江苏省南京工程高等职业学校电子工程系, 江苏 南京 211135
以SLCM1225系列激光切割机为例, 运用几何光学原理, 分析了经聚焦镜上方的全反镜或圆偏振镜反射出来的激光束方向与经聚焦镜聚焦后的聚焦光束垂直度的关系, 指出可以通过调节聚焦镜上方的全反镜或圆偏振镜来改善经聚焦镜聚焦后的激光束方向, 进而改变该聚焦光束与待切割板材表面所成的角度, 从而实现对板材割缝垂直度的控制。特别是对割缝垂直度要求较高的激光模切板行业, 该调节技术能够有效地实现对割缝垂直度的校正, 克服了采用平移聚焦镜技术有时还需要改造设备的缺陷。针对现有的激光刀模行业主流装备, 经过多次调节切割试验, 该方法效果良好。
激光技术 激光切割 全反镜 垂直度 模切板 laser technique laser cutting mirror verticality die-board
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
为了满足三线阵CCD相机对刚度和稳定性的要求，提高相机测绘精度，本文在有限元优化分析的基础上完成了相机测绘基座的结构设计。对测绘基座的模态以及承受载荷情况下的自重变形以及自重变形引起的各相机光轴的变化量进行了分析。基于得到的测绘基座关键技术指标，研制了测绘基座专用的垂直度检测工具。对加工过程中测绘基座进行了跟踪检测，验证了该检测工具的可用性，确保测绘基座的几何精度。
立体测绘相机 测绘基座 有限元分析 垂直度检测 tridimensional mapping camera mapping foundation support finite element analysis verticality detection
1 中北大学 仪器科学与动态测试教育部重点实验室 电子测试技术国家重点实验室， 山西 太原030051
2 山西大学 物理电子工程学院， 山西 太原030006
利用MEMS工艺制备了基于SOI的小尺寸、高集成光波导多环级联谐振腔滤波器，理论分析了多环级联微环腔的光场传输特性与光谱响应特性，实验验证并得到了不同级联环数与谐振谱线滚降垂直度的关系。研究表明：当波导宽度为450 nm、半径为5 μm时，单环、双环和十环滤波器响应谱线的－3 dB带宽分别为0.313， 0.279， 0.239 nm，相应结果与理论吻合，即随着级联环数的增多，谐振谱线顶端趋于平坦，滚降垂直度增高。设计制备了环形与跑道形两种级联谐振腔滤波器，研究了相应的透射谱特性。
光波导 多环级联 滤波器 滚降垂直度 optical waveguide multi ring cascaded filters roll off vertical
江苏省南京工程高等职业学校电子工程系， 江苏 南京 211135
采用NEL-A系列国产轴快流CO2激光器与SLCM-1225数控激光切割机联机切割模切板，研究了模切板割缝与板面不垂直问题的成因。运用几何光学原理对激光束入射到聚焦镜(凸透镜)的几种可能路径进行了讨论，分析认为设备在使用过程中造成光路的微小偏差是引起割缝与板面不垂直的主要原因，并提出可以通过调节聚焦镜和喷嘴相对于光路的位置来实现模切板割缝与板面垂直度的调整。实验结果表明，聚焦镜的水平位置调整可以改变激光束能量对称中心线在聚焦镜上的入射位置，从而改变经过聚焦后的光束能量中心线的方向，进而改变模切板割缝与板面所成的角度。
激光技术 激光切割 模切板 几何光学 垂直度 激光与光电子学进展
2011, 48(7): 071405
江南大学 智能控制研究所，江苏 无锡 214122
为了提高二维视觉测量的精度，本文提出了一种嵌入式机器视觉光轴与物面垂直度调节的新方法(面积法)。该方法将立体成像原理与数字图像处理结合，采用Harris 算子与空间矩结合提取特征点亚像素坐标，利用海伦公式计算特定区域的面积，再根据相机镜头与被测物相对倾斜时特定区域的面积变化规律，准确的判断光轴与物面垂直度。实验证明，该方法操作简单，稳定性好，实用性强，能够很好的提高二维视觉测量的精度。该方法已应用在嵌入式机器视觉工业现场。
光轴垂直度 计算机视觉 亚像素 相机成像 optical axis verticality computer vision sub-pixel camera imaging
