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水准测量是用水准仪和水准标尺测定地面上两点间高差的基本方法。随着水准测量技术的提高,水准仪从光学水准仪发展到数字水准仪,水准标尺也从线纹式水准标尺发展到了条码式水准标尺,水准测量精度也在不断的提高。水准标尺作为水准测量的重要工具之一,其质量的好坏将直接关系到水准测量结果的精度,所以在水准标尺的制造加工系统中分析影响尺带精度的因素,对于提高尺带的分划精度稳定性具有非常重要的研究意义。 对比目前的几种制造水准标尺的方法,本文采用加工精度较高的动态法进行水准标尺的生产制造;为提高线纹刻划精度并考虑对等间距和条码尺带的刻划通用性选用了脉冲光纤激光刻划机;为减少定位次数,采用两级刻划宽度衔接的刻划方式;主要分析了激光刻划形成条纹的原理以及激光刻划参数对线纹质量的影响等等。主要工作及结论如下: 本文首先介绍了水准测量系统和水准标尺的相关概念,阐述了本课题的研究背景、目前国内外水准标尺的生产制造现状,明确了本课题的研究目的与意义。接着研究了精密水准标尺尺带的主要技术指标、国家标准与国际标准的要求;分析了动态法水准标尺尺带制造系统的系统框架、加工原理以及组成模块的功能;研究了水准尺带的编码规则,分析了编码形成的原理以及两级拼接技术的刻划策略;分析了影响尺带分划精度的因素,发现刻划激光系统的刻划参数对尺带精度有直接的影响;在了解激光刻划方法的几种效应以及振镜扫描式激光系统的原理基础上,分析了三个主要激光刻划参数对线纹质量的影响关系。 激光刻划参数对尺带精度影响的分析是基于脉冲光纤激光刻划机与铟瓦尺带带基进行的,通过全面试验及结果分析确定了激光平均功率、脉冲激光的重复频率、振镜扫描速度对线纹深度、宽度以及边缘整齐程度的影响关系,并确定了较优的刻划参数范围,再通过正交试验在较优参数范围内寻求最优刻划参数组合。最后在水准标尺尺带制造系统上自动完成整条等间距尺带和条码尺带的刻划,经过对刻制尺带的测试,尺带的关键技术指标达到了高精度水准尺的标准,不低于国外(Nedo)产品指标。