精密刻劃系統(tǒng)中光強(qiáng)穩(wěn)定性的測控方法研究.pdf

1、水準(zhǔn)標(biāo)尺是在水準(zhǔn)測量中廣泛使用的一種標(biāo)準(zhǔn)量具，其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)主要由標(biāo)尺尺帶的線紋分劃精度決定，該值的大小直接影響著水準(zhǔn)測量結(jié)果的準(zhǔn)確度，因而設(shè)法提高水準(zhǔn)尺的制造精度一直是人們研究的問題。長久以來，國產(chǎn)水準(zhǔn)尺由于技術(shù)落后、工藝穩(wěn)定性差等原因，水準(zhǔn)尺的精度不僅遠(yuǎn)低于進(jìn)口水準(zhǔn)尺，也難以達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的精度要求（中國國家標(biāo)準(zhǔn)要求水準(zhǔn)尺分劃誤差小于13μm，GB/12897-2006），以至于高精度水準(zhǔn)測量使用的水準(zhǔn)尺主要來源于進(jìn)口。隨著我國經(jīng)濟(jì)的

2、迅速發(fā)展，在大地測量或者工程測量領(lǐng)域?qū)y量數(shù)據(jù)精度的要求越來越高，而對于國外產(chǎn)品的依賴使得測繪行業(yè)消耗了大量的資金，因而開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的條碼式水準(zhǔn)尺制造系統(tǒng)尤為重要。
　　本文首先介紹了采用激光燒蝕法制造銦瓦水準(zhǔn)尺時的工作原理和過程，分析了采用此法制造高精度水準(zhǔn)標(biāo)尺時，激光能量（功率）、光斑大小、掃描速度、功率穩(wěn)定性等對刻制質(zhì)量的影響。這些關(guān)鍵的激光參數(shù)設(shè)置，對于水準(zhǔn)尺制造精度起著關(guān)鍵性作用。通過反饋激光狀態(tài)與及時調(diào)整激光器

3、的參數(shù)，使得整個制造過程處于穩(wěn)定的狀態(tài)，對于生產(chǎn)符合國標(biāo)的高精度水準(zhǔn)標(biāo)尺有著重要作用。因此，為了分析工藝因素對標(biāo)尺的影響，本文通過大量實驗由正交試驗法確定激光器最佳工作參數(shù)，這樣不僅提高了水準(zhǔn)尺的制造精度及刻制效率，也大大延長了刻劃用激光器的使用壽命。
　　激光光強(qiáng)穩(wěn)定性在本文中只是一種統(tǒng)稱，在這里主要指在制造銦瓦水準(zhǔn)尺的過程中，激光能量的變化等參數(shù)對于條碼尺制造精度的影響。在整個水準(zhǔn)尺的制造過程中，若各種參數(shù)都能保持一種穩(wěn)定的狀

4、態(tài)，對于快速穩(wěn)定的制造符合要求的水準(zhǔn)尺是最理想的情況。由于條碼式水準(zhǔn)尺的精度受到各種因素的影響，因而獲得這些要素與水準(zhǔn)尺精度之間的關(guān)系很有必要。不管對于這些要素是定性分析還是定量研究，對于下一步控制激光器到達(dá)最佳加工狀態(tài)提供了一定的依據(jù)。
　　同時，為了獲取激光參量對于刻制結(jié)果的影響狀況，使水準(zhǔn)尺刻線精度得到保證，我們采用線紋寬度在線檢測法對刻制的條碼進(jìn)行檢測，根據(jù)測得的結(jié)果評價是否需要進(jìn)行激光功率（電流、電壓）大小等參數(shù)的調(diào)節(jié)。