引用本文:
于春荣,于瑷雯,马满增,等. 基于光纤传感网络的智能检测校正系统[J]. 光通信技术,2021,45(3):28-31.
于春荣1,于瑷雯2,马满增3,刘智超4
(1. 沧州师范学院 计算机科学与工程学院, 河北 沧州 061001;2. 大连理工大学 计算机科学与技术学院, 辽宁 大连 116024; 3. 沧州师范学院 计算机科学与技术学院, 河北 沧州 061001;4. 长春理工大学 光电工程学院,长春 130000)
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要:为了实现产品安装的智能控制及自适应,提出了一种基于光纤传感网络的智能检测校正系统。利用光纤传感网络重建工装的应力场分布,计算波长偏移量与位置偏移量的函数关系,量化传感网络与位置校正数据的对应关系,最终为自动安装系统提供智能检测校正参数。实验采用常见的插入式安装结构,对0~200 N范围的应力变化进行了测试与分析。实验表明:系统对应力变化产生的位置偏差具有明显的响应规律,反演精度与标准精度的相对误差均优于10.0%,且具有较好的稳定性。
关键词:光纤传感网络;智能检测;补偿函数;位置偏移量;应力场分布
中图分类号:TN253 文献标志码:A 文章编号:1002-5561(2021)03-0028-04
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2021.03.007
0 引言
光纤传感网络[1-2]具有实时测量、数据传输和信息交互等性能,在工业生产、自动化装配和精密控制等领域被广泛应用[3-5]。在工业生产中,反馈检测方法包括视觉测量、激光扫描测量和多传感器组合测量等[6-8]。视觉测量法原理简单但容易受环境干扰且精度较低[9];激光扫描测量法精度高、重复性好,但价格高、输出处理复杂 [10];多传感器组合测量法精度高,但处理电路复杂,往往不具备抗电磁干扰能力[11]。相比之下,光纤传感网络具有精度高、体积小和抗电磁干扰等优势。Mulle M等人[12]通过光纤布喇格光栅(FBG)应变测试与振动解调完成了对机械结构中运动状态下的应力波动范围测试,但其主要针对动态振动信号进行测试;Anany A等人[13]采用多芯光纤实现了三维应变场分布的获取,从而反演了结构形状变化,但测试距离小、应变值分辨率低。Arnaldo G等人[14]通过弯曲形状进行检测,解算了飞机吊臂安装过程中的受力情况,但未给出位置偏差的校正参数。曲道明等人[15]完成的柔性蒙皮检测也是采用光纤传感技术,对可变机翼的自动调节提供了实验参考数据,但主要针对大范围面形改变。姜昕彤等人[16]通过光纤网络对预装配应力模型进行了仿真分析,但主要是针对分布设置的优化研究。因此,本文提出一种基于光纤传感网络监测的智能检测校正系统。
5 结束语
本文针对自动装配过程中强迫装配、装配不到位等问题,研究了一种基于光纤传感网络的智能检测校正系统,该系统可以实时获取工件敏感位置的应力分布,为装配微调系统提供工件位置偏差参考数据,从而实时修正装配轨迹,减小装配误差。实验获得了位置偏差与波长变化的函数关系,并通过视觉测量的位置偏差标定了光纤传感系统的位置反演结果,验证了系统的可行性。本系统适用于自动化装配场景,能解决装配过程中的在线校正问题,具有很好的应用价值。