CN112433385B - 离散激光测量系统光轴外化方法和集成调试方法 - Google Patents

Abstract

为了使离散激光测量系统的调试集成过程大大简化，缩短集成调试时间，本发明提供了一种离散激光测量系统光轴外化方法和集成调试方法。本发明将离散激光测量系统的光轴外化标识，为系统中的众多光学元件提供了“可见”的、统一的光轴基准，将光学元件通过孔位安装即可实现基本就位，并且离散光学元件之间的光轴没有耦合影响，能够并行同时作业，从而使得离散激光测量系统集成调试过程大大简化，缩短了集成调试时间。

Description

离散激光测量系统光轴外化方法和集成调试方法

技术领域

本发明属于激光测量技术及装备领域，涉及一种离散激光测量系统的光轴外化标识及确定方法。本发明所述的离散激光测量系统是指系统中各光学元件设置比较分散，不紧凑，各光学元件之间的分布距离较大，整个系统的体积也较大。

背景技术

在激光测量系统中，由于系统的测量参数多、光路分支多，需要定位的元件多，在系统安装集成调试时，如何确定系统的光轴及如何将光学元件定位到系统的光轴上是经常面临的问题，尤其在离散激光测量系统，系统庞大，光路长，而激光的准直性特点决定了如果元件位置跑偏太多，光轴的失调很容易导致处于末端的传感器不能接收到信号，系统处于“盲调”状态，从而无法开展更精密的调试，并且调试周期很长，工作量很大。

发明内容

为了使离散激光测量系统的调试集成过程大大简化，缩短集成调试时间，本发明提供了一种离散激光测量系统光轴外化方法和集成调试方法。

本发明的技术方案是：

离散激光测量系统光轴外化方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

步骤1，设计并加工用于装调离散激光测量系统的装调平台；

所述装调平台上设置有s行h列的定位安装孔；相邻两行、相邻两列的间距均为基准间距A的整数倍；s、h的取值应使得定位安装孔2的数目能够满足后续步骤2中标记连线出与激光测量系统光学光轴一致的孔位线的需求；

步骤2，将待装调的离散激光测量系统的光学光轴引出至所述装调平台上；

通过光学设计仿真软件，获取离散激光测量系统的光学光轴，根据该光学光轴，在所述装调平台上选取相应的多个定位安装孔并连线，得到与该光学光轴一致的孔位线，该孔位线即可作为待装调的离散激光测量系统的装调基准。

进一步地，步骤1中所述的装调平台由多个间隔、离散设置的独立平台组成，相邻两个独立平台之间的间距为所述基准间距A的整数倍；

每个独立平台上设置有m行n列的定位安装孔；m≥2；n≥2；不同独立平台上设置的定位安装孔的行、列数目可以相等，也可以不相等；在X和Y向上，各独立平台的定位安装孔的孔位是对齐的；X向为独立平台表面所在XOY平面的横向，Y向为独立平台表面所在XOY平面的纵向。

进一步地，步骤1中所述的每个独立平台上的定位安装孔是均布设置的。

进一步地，步骤1中所述装调平台上的定位安装孔是均布设置的。

进一步地，所述基准间距A≥25mm。

本发明还提供了一种离散激光测量系统集成调试方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

步骤1，采用上述的光轴外化方法，将待装调的离散激光测量系统的光学光轴引至装调平台上，在装调平台上标记出与光学光轴一致的孔位线；

步骤2，安装调试各光学元件

将待装调的离散激光测量系统中各光学元件安装在其相应的结构件上，然后将各光学元件及其结构件整体定位安装在所述孔位线上相应位置处，并调整使得各结构件的中心轴线与所述孔位线重合，然后在所述孔位线上调整各结构件的距离使得各光学元件之间的距离满足光学设计要求。

进一步地，若用于定位安装光学元件的结构件的中心轴线与光学元件的光轴不重合，则在步骤2之前还需要重新设计该光学元件的结构件，使得其中心轴线与光学元件的光轴重合。

本发明的有益效果是：

1.本发明将离散激光测量系统的光轴外化标识，为系统中的众多光学元件提供了“可见”的、统一的光轴基准，将光学元件通过孔位安装即可实现基本就位，并且由于离散光学元件之间的光轴没有耦合影响，能够并行同时作业，从而使得离散激光测量系统集成调试过程大大简化，缩短了集成调试时间。

2.本发明将装调平台设计加工为由多个独立平台组成的分体式结构，更便于运输和安装，并且可以根据离散激光测量系统的结构合理设置各独立平台之间的间距，适用不同大小的离散激光测量系统，提高了通用性。

3.本发明也适用于小型、紧凑型激光测量系统。

4.本发明的方法不仅可以用于已经设计制造好的激光测量系统，还可应用在激光测量系统的设计阶段。

附图说明

图1是离散激光测量系统的装调平台示例。

图2是图1中A处放大图。

图3是某光学元件的光轴与装调平台上标记出的孔位线的位置关系示意图。

附图标记说明：

1-孔位线（与激光测量系统的光学光轴一致）；2-定位安装孔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

本发明所提供的离散激光测量系统的集成调试方法，包括以下步骤：

步骤1：设计并加工用于装调离散激光测量系统的装调平台；

如图1、2所示，本实施例的装调平台由6个间隔、离散布置的独立平台组成，每个独立平台上均设置有呈矩阵形式、均匀分布的多个定位安装孔2，定位安装孔2的数目应足够多，应能够满足后续步骤2中标记连线出与激光测量系统光学光轴一致的孔位线的需求；相邻两个定位安装孔2之间的间距为25mm（25mm为基准间距，在其他实施例中，基准间距也可以为30mm或35mm或者15mm等，具体数值根据实际需求灵活确定）；各独立平台之间的间距均为所述基准间距即25mm的整数倍，并且各个独立平台上的定位安装孔的孔位在X、Y向（X向为独立平台上表面所在XOY平面的横向，Y向为独立平台上表面所在XOY平面的纵向）上均是对齐的，这样就相当于整个装调平台是由一块更大的整体平台切割形成的，由此便形成了统一的坐标定位面X0Y面。

在其他实施例中，例如激光测量系统的体积不是特别大时，装调平台可以不设计为离散、分体式结构，而为一块整体平台，在该整体平台上加工出呈矩阵形式、均匀分布的多个定位安装孔2也是可行的，只要能够在后续步骤中，连线标记出与激光测量系统的光学光轴一致的孔位线即可。

在另一些实施例中，定位安装孔2不需要均布设置，只要满足相邻两行、相邻两列的间距均为基准间距的整数倍即可。

步骤2：将待装调的离散激光测量系统的光学光轴引出至图1所示的装调平台上；

通过光学设计仿真软件，获取离散激光测量系统的光学光轴，根据该光学光轴，在图1所示装调平台上选取相应的多个定位安装孔标记并连线，得到与该光学光轴一致的孔位线1（如图1中虚线所示），该孔位线1即可作为待装调的离散激光测量系统的装调基准，从而实现离散激光测量系统的光学光轴外化，方便后续集成装调。

步骤3：安装调试各光学元件

如图3所示，将待装调的离散激光测量系统中各光学元件安装在其相应的结构件上，然后将各光学元件及其结构件整体定位安装在所述孔位线上相应位置处，并调整使得各结构件的中心轴线与所述孔位线重合，然后在所述孔位线上调整各结构件的距离使得各光学元件之间的距离满足光学设计要求。

需要说明的是，若用于定位安装光学元件的结构件的中心轴线与光学元件的光轴不重合，则在安装之前还需要重新设计该光学元件的结构件，使得其中心轴线与光学元件的光轴重合。

当离散激光测量系统中有光学元件需要更换时，也可通过本发明的方法使光学元件快速定位。

Claims (5)

1.离散激光测量系统光轴外化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，设计并加工用于装调离散激光测量系统的装调平台；

所述装调平台上设置有s行h列的定位安装孔；相邻两行、相邻两列的间距均为基准间距A的整数倍；s、h的取值应使得定位安装孔2的数目能够满足后续步骤2中标记连线出与激光测量系统光学光轴一致的孔位线的需求；

所述的装调平台由多个间隔、离散设置的独立平台组成，相邻两个独立平台之间的间距为所述基准间距A的整数倍；

每个独立平台上设置有m行n列的定位安装孔；m≥2；n≥2；不同独立平台上设置的定位安装孔的行、列数目不相等；在X和Y向上，各独立平台的定位安装孔的孔位是对齐的；X向为独立平台表面所在XOY平面的横向，Y向为独立平台表面所在XOY平面的纵向；

所述基准间距A≥25mm，

步骤2，将待装调的离散激光测量系统的光学光轴引出至所述装调平台上；

通过光学设计仿真软件，获取离散激光测量系统的光学光轴，根据该光学光轴，在所述装调平台上选取相应的多个定位安装孔并连线，得到与该光学光轴一致的孔位线，该孔位线即可作为待装调的离散激光测量系统的装调基准。

2.根据权利要求1所述的离散激光测量系统光轴外化方法，其特征在于：步骤1中所述的每个独立平台上的定位安装孔是均布设置的。

3.根据权利要求1所述的离散激光测量系统光轴外化方法，其特征在于：步骤1中所述装调平台上的定位安装孔是均布设置的。

4.离散激光测量系统集成调试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，采用权利要求1-3任一所述的光轴外化方法，将待装调的离散激光测量系统的光学光轴引至装调平台上，在装调平台上标记出与光学光轴一致的孔位线；

步骤2，安装调试各光学元件

将待装调的离散激光测量系统中各光学元件安装在其相应的结构件上，然后将各光学元件及其结构件整体定位安装在所述孔位线上相应位置处，并调整使得各结构件的中心轴线与所述孔位线重合，然后在所述孔位线上调整各结构件的距离使得各光学元件之间的距离满足光学设计要求。

5.根据权利要求4所述的离散激光测量系统集成调试方法，其特征在于：若用于定位安装光学元件的结构件的中心轴线与光学元件的光轴不重合，则在步骤2之前还需要重新设计该光学元件的结构件，使得其中心轴线与光学元件的光轴重合。

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