Para realizar a medição de posicionamento e pose de alta precisão de superfícies livres, foi proposta a metodologia de posicionamento de referência “óptico-mecânica”, foi estabelecido um modelo de medição de pose e foi realizada uma pesquisa sobre o erro de posicionamento e a seleção da referência deste método. Baseando-se na máquina de medição por coordenadas e na holografia computacional, foi proposta a metodologia de posicionamento de referência “óptico-mecânica”. Em seguida, foram utilizados retro-refletores montados esfericamente (SMR), olho de gato e esfera de referência como referências, e com base na teoria da aberração de onda e no efeito de paralaxe, foram estabelecidos três modelos de medição de pose para os três tipos de referência, obtendo a relação funcional entre o erro de posição e a aberração da frente de onda na área de referência, e foram comparados os três modelos de medição de pose. Por fim, foram realizadas simulações e validações experimentais para os três métodos de medição de pose de referência, e os resultados medidos e os resíduos do modelo foram inferiores a 0,05λ, com erro relativo inferior a 2,43%, o que verificou a precisão do modelo. Os resultados experimentais mostraram que, quando a distância de detecção é de 1000 mm, o erro de posicionamento axial do método olho de gato é de 24 μm; o método da esfera de referência é de 50 μm; o método da esfera alvo SMR é de 16 μm, o erro de posicionamento nas direções X e Y é de 1 μm, e o erro de posicionamento do ângulo de roll é de 3,26″. O método da esfera alvo SMR apresenta o menor erro de posicionamento, a maior faixa dinâmica de detecção e o maior número de graus de liberdade dos componentes ópticos detectados, sendo mais adequado para a detecção de pose de alta precisão de superfícies livres.

Inspeção óptica; medição de forma e pose de superfícies ópticas; método de posicionamento de referência “óptico-mecânica”; holografia computacional; erro de posicionamento