Формирование светового шаблона крупногабаритных объектов методами дифракционной оптики
Завьялов П. С., Чугуй Ю. В.

Аннотация:
На основе дифракционных оптических элементов (ДОЭ) разработан метод формирования световых 3D шаблонов крупногабаритных изделий типа антенн (от единиц до десятков метров) для их настройки и контроля. Суть метода заключается в создании в пространстве световых маркеров в виде сфокусированных лазерных пучков, фокусы и точки пересечения которых лежат на поверхности параболоида, описывающего форму антенны. Такой подход обеспечивает высокую точность задания маркеров (погрешность 0,02 – 0,2 мм на расстоянии 20 – 30 м). Дан расчёт основных параметров ДОЭ для антенны диаметром 25 м. Представлены экспериментальные результаты формирования световых шаблонов с использованием двух наборов ДОЭ, формирующих 19 и 288 световых точек. Показано, что при определённом выборе параметров оптической системы формирования световых шаблонов можно визуально обнаружить отклонение поверхности объекта на величину ±1 мм. Предложенный метод может существенно облегчить выполнение трудоёмких операций сборки, настройки и контроля формы крупногабаритных антенн в цеховых условиях.

Ключевые слова :
3D оптический контроль, крупногабаритные объекты, дифракционный оптический элемент, световой шаблон, космические антенны.

Литература:

  1. Pappa, R.S. Photogrammetry of a 5m Inflatable Space Antenna With Consumer Digital Cameras [Electronical Resource] / Richard S. Pappa, Louis R. Giersch, M. Jessica – www.photomodeler.com/applications/documents/NASA.pdf
  2. Гришанов, В.Н. Современные лазерные измерительные системы в производственном цикле космической техники / В.Н. Гришанов, А.А. Ойнонен // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им. академика С.П. Королёва (национального исследовательского университета). – 2012. – № 1. – С. 24-35.  
  3. Однокурцев, К.А. Лабораторное техническое оснащение для автоматизированного управления элементами сборочной оснастки // Вестник Иркутского государственного технического университета. – 2011. – Т. 59, № 12. – С. 41-47.
  4. Saadat, M. Measurement Systems for Large Aerospace Components / M. Saadat, L. Cretin // Sensor Review. – 2007. – V. 22, N 3. – P. 199-206.
  5. Dusharme, D. New Life for Laser Projection / Dirk Dusharme // Quality Digest. – 2008. – N 6. – P. 2-6.
  6. Системы лазерного проецирования и разметки LPT [Электронный ресурс]: http://www.nevatec.ru/lpt/fi­les/LPT_buklet.pdf
  7. Gurenko, V.M. Laser writing system CLWS-300/C-M for microstructure synthesis an the axisymmetric 3-D surfaces. / V.M. Gurenko, L.B. Kastorsky, V.P. Kiryanov, A.V. Kiryanov, S.A. Kokarev, V.M. Vedernikov, A.G. Verkhoglyad // Proc. SPIE. – 2002. – V. 4900. – P. 320-325.
  8. Насыров, Р.К. Методы сертификации дифракционных оптических элементов для контроля асферической оптики. / Р.К. Насыров, А.Г. Полещук, В.П. Корольков, К. Прусс, С. Райхельт // Автометрия. – 2005. – Т. 41, № 1. – С. 115-125.
  9. Коронкевич, В.П. Точность изготовления дифракционных оптических элементов лазерными записывающими системами с круговым сканированием / В.П. Корон­кевич, В.П. Корольков, А.Г. Полещук, А.А. Харисов, В.В. Черкашин // Компьютерная оптика. – 1997. – № 17. – С. 63-74.

© 2009, IPSI RAS
Institution of Russian Academy of Sciences, Image Processing Systems Institute of RAS, Russia, 443001, Samara, Molodogvardeyskaya Street 151; E-mail: ko@smr.ru; Phones: +7 (846) 332-56-22, Fax: +7 (846) 332-56-20