激光跟蹤儀
米的標準長度已經用光來定義。由于激光發散性很小,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。進而用它測直線度和角度,特別在較長距離的測量中發揮了它的優勢。但是激光干涉儀使用時要求找好準直,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,必須重新再來,甚至中間有東西當一下光也是如此。這些限制了它在空間坐標測量中的應用,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
在直角坐標系、圓柱坐標系及球坐標系中唯有球坐標系是只要求長度量的,其他兩個角度量*可以用現代精密的角度編碼起器完成。
現在的三大技術,即:精度的角度編碼器、續光再續和激光催生了激光跟蹤儀。
T-Probe的發明使隱蔽處測量成為可能,尤其是對方向姿態的測量大大擴展了激光跟蹤儀的應用,例如可以用于機器人姿態的動態測量。
激光跟蹤儀在汽車、航空航天和通用制造領域工裝設置、檢測和機床控制與校準應用中得到普遍認可,其中以Leica居多,擁有1600多臺的裝機量。激光測量技術如今已開始廣泛應用。
組成
激光跟蹤測量系統(Laser Tracker System)是工業測量系統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、光電探測技術、精密機械技術、計算機及控制技術、現代數值計算理論等各種*技術,對空間運動目標進行跟蹤并實時測量目標的空間三維坐標。它具有高精度、率、實時跟蹤測量、安裝快捷、操作簡便等特點,適合于大尺寸工件配裝測量。
激光跟蹤測量系統基本都是由激光跟蹤頭(跟蹤儀)、控制器、用戶計算機、反射器(靶鏡)及測量附件等組成。
激光跟蹤測量系統的工作基本原理是在目標點上安置一個反射器,跟蹤頭發出的激光射到反射器上,又返回到跟蹤頭,當目標移動時,跟蹤頭調整光束方向來對準目標。同時,返回光束為檢測系統所接收,用來測算目標的空間位置。簡單的說,激光跟蹤測量系統的所要解決的問題是靜態或動態地跟蹤一個在空間中運動的點,同時確定目標點的空間坐標。
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個紅外發光二極管,這樣就反映了T-Probe的6個位置參數,進而根據給定的參數給出測頭探針針頭中心的坐標。這就可以用此探針來對被測對象進行測量。
T-Probe不但能進行單點測量亦可以掃描方式采集云點。
T-Probe、T-san、T-Cam均可以和現有激光跟蹤儀集成以擴展原有的功能。
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。
在激光跟蹤儀的應用中靶標對測量精度的影響亦不可忽視,通常靶標外形為球形,內部為3個互相垂直的反射鏡(CCR)。若三個反射鏡的角點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,所以大氣參數的補償對此儀器的正常使用十分關鍵。
操作規程
一、安全規程
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境中。水進入系統會增加觸電的風險,帶來嚴重人身傷害。
3. 不要將激光跟蹤儀暴露在嚴重粉塵污染的環境中,避免粉塵對儀器元件造成嚴重傷害。
4. 不要用手接觸跟蹤頭的運動組件,否則會導致嚴重的人身傷害。 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定平衡的基礎平面上,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節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 的冷卻風扇,否則會導致熱量過多可能損壞部件。
4. 確保控制箱電源開關在關閉位置。
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(網線)。
7. 連接環境傳感器單元到控制箱。確保空氣溫度傳感器自由懸掛沒有與熱源接觸,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,待響四聲系統啟動完畢聲后,方可打開伺服系統開關。(完成測量 工作后,必須先關閉伺服系統開關,再關閉電源開關。)
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,待紅燈穩定,上電結束, 方可開始測量工作。
維護保養
1. 儀器的維護和存放
1) 激光跟蹤儀屬精密檢測儀器,系統中的激光頭及電路器件禁止自行拆卸,發生故障應整體 返廠維修;
2) 儀器非光學部分的表面保持干凈整潔。用半干軟棉布擦拭;擦拭時單方向進行,動作輕柔, 用力均勻;不可使用有機溶劑,以免破壞儀器工作表面;
3) 鳥槽應干凈,無污物,3個觸點必須保持干凈,無變形;鳥槽的位置對儀器回零操作至關重 要,禁止觸碰或受力;
4) 所有光學器件應保持清潔,避免污染;
5) 儀器長期不用時,應每隔1周將儀器拿出來,連機,通電,開機1小時以上,排除儀器內 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,以便故障及早發現,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境條件下,以保證系統工作時保持理 想的熱穩定性;
2. 光學器件的除塵和清洗
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元件表面。當激光跟 蹤器的光強降低時,就需要對光學元件進行清潔了。
3) 塵土可以直接用吸耳球清除;
4) 大多數顆粒用低壓氣流去除,下的顆粒可用丙酮打濕的鏡頭紙擦掉;
5) 過度或不當的清洗可能導致光學器件的損壞,光學器件應在有明顯灰塵時才能清洗。
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