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激光扫描投影技术是利用人眼的视觉暂留效应,通过高速偏转的扫描振镜使激光器出射的光线被快速折转,将数模文件中的待投影图形投射到待投影面上,技术人员可通过投影面上的轮廓线框得到更加直观实用的信息,能够有效解决由传统装配方式所引起的精度差、效率低等问题。激光扫描投影系统被广泛应用于飞行器、船舶和汽车等大尺寸部件的精准制造和装配领域。为研究可实现特征图元提取及投影文件自动生成的新方法,为研发可直接通过数模文件驱动投影,可实现不同工艺、不同工序分图层投影辅助装配的新型多色激光扫描投影系统,具体开展研究工作如下:首先,针对国内外现有的激光扫描投影技术的不足之处进行分析,提出了一种新型的可识别初始化图形交互规范(IGES)文件并可通过多色激光实现分图层投影的多色激光扫描投影系统。研究并设计了系统工作原理。然后,对IGES文件中包含B样条曲线在内的实体类型进行了分析,并在此基础上提出了基于IGES文件的扫描投影坐标提取和二维振镜扫描驱动文件生成的方法。最后,依次设计了准直扩束和聚焦光学系统,推导出相应的数学模型,并利用ZEMAX光学设计软件进行仿真验证。搭建了新型多色激光扫描投影系统,通过该投影系统对上述研究的方法进行了实验验证。同时,还分析了投影图形偏差,并利用反算B样条曲线方法对投影路径的时间补偿进行优化。基于此种优化方法得到了较好的投影图形优化和补偿效果。实验结果表明:研发的投影系统可以直接识别包括直线、多边形、圆、B样条曲线等图元特征的IGES文件。该方法可实现所有图元清晰投影且主激光轮廓线宽优于0.4mm,全波段线宽优于0.7mm。所研究的特征图元提取和投影文件生成方法以及搭建的新型多色激光扫描投影系统能够有效地提升激光扫描投影仪器的实际工程应用价值,提高实际装配的生产效率,减少出错率。未来这套投影系统可应用于飞行器、船舶和汽车等的精准制造和装配领域。