激光跟蹤儀
米的標(biāo)準(zhǔn)長度已經(jīng)用光來定義。由于激光發(fā)散性很小,測距精度高,人們在幾十年前就開始用激光干涉儀來測距離。進(jìn)而用它測直線度和角度,特別在較長距離的測量中發(fā)揮了它的優(yōu)勢。但是激光干涉儀使用時要求找好準(zhǔn)直,如果干涉鏡或反射鏡偏離了激光光軸,那么就出錯,而且不能斷光再續(xù),必須重新再來,甚至中間有東西當(dāng)一下光也是如此。這些限制了它在空間坐標(biāo)測量中的應(yīng)用,另一方面激光終究是一個測長的工具,要用來做空間測量則必須尋求其他的定位裝置。
概述
在直角坐標(biāo)系、圓柱坐標(biāo)系及球坐標(biāo)系中唯有球坐標(biāo)系是只要求長度量的,其他兩個角度量*可以用現(xiàn)代精密的角度編碼起器完成。
現(xiàn)在的三大技術(shù),即:精度的角度編碼器、續(xù)光再續(xù)和激光催生了激光跟蹤儀。
T-Probe的發(fā)明使隱蔽處測量成為可能,尤其是對方向姿態(tài)的測量大大擴(kuò)展了激光跟蹤儀的應(yīng)用,例如可以用于機(jī)器人姿態(tài)的動態(tài)測量。
激光跟蹤儀在汽車、航空航天和通用制造領(lǐng)域工裝設(shè)置、檢測和機(jī)床控制與校準(zhǔn)應(yīng)用中得到普遍認(rèn)可,其中以Leica居多,擁有1600多臺的裝機(jī)量。激光測量技術(shù)如今已開始廣泛應(yīng)用。
組成
激光跟蹤測量系統(tǒng)(Laser Tracker System)是工業(yè)測量系統(tǒng)中一種高精度的大尺寸測量儀器。它集合了激光干涉測距技術(shù)、光電探測技術(shù)、精密機(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)及控制技術(shù)、現(xiàn)代數(shù)值計(jì)算理論等各種*技術(shù),對空間運(yùn)動目標(biāo)進(jìn)行跟蹤并實(shí)時測量目標(biāo)的空間三維坐標(biāo)。它具有高精度、率、實(shí)時跟蹤測量、安裝快捷、操作簡便等特點(diǎn),適合于大尺寸工件配裝測量。
激光跟蹤測量系統(tǒng)基本都是由激光跟蹤頭(跟蹤儀)、控制器、用戶計(jì)算機(jī)、反射器(靶鏡)及測量附件等組成。
激光跟蹤測量系統(tǒng)的工作基本原理是在目標(biāo)點(diǎn)上安置一個反射器,跟蹤頭發(fā)出的激光射到反射器上,又返回到跟蹤頭,當(dāng)目標(biāo)移動時,跟蹤頭調(diào)整光束方向來對準(zhǔn)目標(biāo)。同時,返回光束為檢測系統(tǒng)所接收,用來測算目標(biāo)的空間位置。簡單的說,激光跟蹤測量系統(tǒng)的所要解決的問題是靜態(tài)或動態(tài)地跟蹤一個在空間中運(yùn)動的點(diǎn),同時確定目標(biāo)點(diǎn)的空間坐標(biāo)。
工作原理
T-Probe在測頭中心放置了反射鏡,同時按一定的陣列分布了10個紅外發(fā)光二極管,這樣就反映了T-Probe的6個位置參數(shù),進(jìn)而根據(jù)給定的參數(shù)給出測頭探針針頭中心的坐標(biāo)。這就可以用此探針來對被測對象進(jìn)行測量。
T-Probe不但能進(jìn)行單點(diǎn)測量亦可以掃描方式采集云點(diǎn)。
T-Probe、T-san、T-Cam均可以和現(xiàn)有激光跟蹤儀集成以擴(kuò)展原有的功能。
精度因素
由于激光跟蹤儀是利用激光測距,所以測距精度很高,但角度編碼器隨著距離的加大帶來的位置誤差亦很大,所以跟蹤儀本身主要是角度誤差。
在激光跟蹤儀的應(yīng)用中靶標(biāo)對測量精度的影響亦不可忽視,通常靶標(biāo)外形為球形,內(nèi)部為3個互相垂直的反射鏡(CCR)。若三個反射鏡的角點(diǎn)和外球的中心不重合或3個反射鏡面相互不垂直都會引起誤差,因此在同一次測量中推薦使用同一個反射鏡,同時反射鏡不要繞自身光軸轉(zhuǎn)動。
激光本身受大氣溫度、壓力、濕度及氣流流動的影響,所以大氣參數(shù)的補(bǔ)償對此儀器的正常使用十分關(guān)鍵。
操作規(guī)程
一、安全規(guī)程
1. 激光跟蹤儀使用可見的、二級氦氖激光,考慮到人眼的安全不要長時間盯著看。
2. 不要把激光跟蹤儀暴露在潮濕的環(huán)境中。水進(jìn)入系統(tǒng)會增加觸電的風(fēng)險,帶來嚴(yán)重人身傷害。
3. 不要將激光跟蹤儀暴露在嚴(yán)重粉塵污染的環(huán)境中,避免粉塵對儀器元件造成嚴(yán)重傷害。
4. 不要用手接觸跟蹤頭的運(yùn)動組件,否則會導(dǎo)致嚴(yán)重的人身傷害。 5. 確保電纜線的位置,防止踩上、絆倒、用鋒利邊緣或移動的物體與之接觸,否則會損害或壓迫電纜。
二、安裝操作
1. 把三腳架放在一個穩(wěn)定平衡的基礎(chǔ)平面上,確保平面干凈(無水或油污),不要有障礙物, 緊固腳架鎖緊螺母,把跟蹤頭安裝在三腳架上。
2. 確保三腳架上頸口的鎖緊螺母鎖緊,同時緊固三腳架筒上調(diào)節(jié)高低的兩個鎖緊旋鈕,檢查 三腳架的三個腳都接觸平面(必要時用熱熔膠固定)。
3. 把控制器放在一個接近跟蹤儀和筆記本電腦而且方便的位置。不得擋住控制器背面和底部 的冷卻風(fēng)扇,否則會導(dǎo)致熱量過多可能損壞部件。
4. 確??刂葡潆娫撮_關(guān)在關(guān)閉位置。
5. 在控制箱和激光跟蹤頭之間連接跟蹤儀/控制箱電纜。確保電纜位置防止踩上、絆倒、用鋒 利邊緣或移動的物體與之接觸,否則會損害或壓迫電纜。
6. 在控制箱和電腦之間連接RJ45電纜(網(wǎng)線)。
7. 連接環(huán)境傳感器單元到控制箱。確??諝鉁囟葌鞲衅髯杂蓱覓鞗]有與熱源接觸,否則會讀 到錯誤的周圍溫度。確保材料溫度傳感器吸附在被測工件的光滑表面上,確保準(zhǔn)確讀到材料溫度的信息。 8. 在控制箱與AC電源之間連接電源線。確保連接的穩(wěn)定性,保證工作期間不會斷電,以免 影響測量工作。
9. 打開控制箱電源開關(guān),待響四聲系統(tǒng)啟動完畢聲后,方可打開伺服系統(tǒng)開關(guān)。(完成測量 工作后,必須先關(guān)閉伺服系統(tǒng)開關(guān),再關(guān)閉電源開關(guān)。)
10. 檢查跟蹤頭上指示燈,紅燈閃爍,說明儀器正在上電升溫中,待紅燈穩(wěn)定,上電結(jié)束, 方可開始測量工作。
維護(hù)保養(yǎng)
1. 儀器的維護(hù)和存放
1) 激光跟蹤儀屬精密檢測儀器,系統(tǒng)中的激光頭及電路器件禁止自行拆卸,發(fā)生故障應(yīng)整體 返廠維修;
2) 儀器非光學(xué)部分的表面保持干凈整潔。用半干軟棉布擦拭;擦拭時單方向進(jìn)行,動作輕柔, 用力均勻;不可使用有機(jī)溶劑,以免破壞儀器工作表面;
3) 鳥槽應(yīng)干凈,無污物,3個觸點(diǎn)必須保持干凈,無變形;鳥槽的位置對儀器回零操作至關(guān)重 要,禁止觸碰或受力;
4) 所有光學(xué)器件應(yīng)保持清潔,避免污染;
5) 儀器長期不用時,應(yīng)每隔1周將儀器拿出來,連機(jī),通電,開機(jī)1小時以上,排除儀器內(nèi) 的濕氣,防止儀器受潮或鏡頭霉變;觀察儀器使用情況和精度狀況,以便故障及早發(fā)現(xiàn),及早處理;
6) 使用完畢后放在儀器箱中,保存在與工作時近似的環(huán)境條件下,以保證系統(tǒng)工作時保持理 想的熱穩(wěn)定性;
2. 光學(xué)器件的除塵和清洗
1) 禁止用手或硬物觸及激光跟蹤器和SMR,會污損或劃傷光學(xué)組件表面,從而影響使用;
2) 激光跟蹤器和SMR使用時,灰塵、散落顆粒會因靜電原因吸附在光學(xué)元件表面。當(dāng)激光跟 蹤器的光強(qiáng)降低時,就需要對光學(xué)元件進(jìn)行清潔了。
3) 塵土可以直接用吸耳球清除;
4) 大多數(shù)顆粒用低壓氣流去除,下的顆??捎帽驖竦溺R頭紙擦掉;
5) 過度或不當(dāng)?shù)那逑纯赡軐?dǎo)致光學(xué)器件的損壞,光學(xué)器件應(yīng)在有明顯灰塵時才能清洗。
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