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激光跟踪仪的简介

2016年08月22日 10:55人气：1507

　　激光跟踪仪

　　米的标准长度已经用光来定义。由于激光发散性很小，测距精度高，人们在几十年前就开始用激光干涉仪来测距离。进而用它测直线度和角度，特别在较长距离的测量中发挥了它的优势。但是激光干涉仪使用时要求找好准直，如果干涉镜或反射镜偏离了激光光轴，那么就出错，而且不能断光再续，必须重新再来，甚至中间有东西当一下光也是如此。这些限制了它在空间坐标测量中的应用，另一方面激光终究是一个测长的工具，要用来做空间测量则必须寻求其他的定位装置。

　　概述

　　在直角坐标系、圆柱坐标系及球坐标系中唯有球坐标系是只要求长度量的，其他两个角度量*可以用现代精密的角度编码起器完成。

　　现在的三大技术，即：精度的角度编码器、续光再续和激光催生了激光跟踪仪。

　　T-Probe的发明使隐蔽处测量成为可能，尤其是对方向姿态的测量大大扩展了激光跟踪仪的应用，例如可以用于机器人姿态的动态测量。

　　激光跟踪仪在汽车、航空航天和通用制造领域工装设置、检测和机床控制与校准应用中得到普遍认可，其中以Leica居多，拥有1600多台的装机量。激光测量技术如今已开始广泛应用。

　　组成

　　激光跟踪测量系统（Laser Tracker System）是工业测量系统中一种高精度的大尺寸测量仪器。它集合了激光干涉测距技术、光电探测技术、精密机械技术、计算机及控制技术、现代数值计算理论等各种*技术，对空间运动目标进行跟踪并实时测量目标的空间三维坐标。它具有高精度、率、实时跟踪测量、安装快捷、操作简便等特点，适合于大尺寸工件配装测量。

　　激光跟踪测量系统基本都是由激光跟踪头（跟踪仪）、控制器、用户计算机、反射器（靶镜）及测量附件等组成。

　　激光跟踪测量系统的工作基本原理是在目标点上安置一个反射器，跟踪头发出的激光射到反射器上，又返回到跟踪头，当目标移动时，跟踪头调整光束方向来对准目标。同时，返回光束为检测系统所接收，用来测算目标的空间位置。简单的说，激光跟踪测量系统的所要解决的问题是静态或动态地跟踪一个在空间中运动的点，同时确定目标点的空间坐标。

　　工作原理

　　T-Probe在测头中心放置了反射镜，同时按一定的阵列分布了10个红外发光二极管，这样就反映了T-Probe的6个位置参数，进而根据给定的参数给出测头探针针头中心的坐标。这就可以用此探针来对被测对象进行测量。

　　T-Probe不但能进行单点测量亦可以扫描方式采集云点。

　　T-Probe、T-san、T-Cam均可以和现有激光跟踪仪集成以扩展原有的功能。

　　精度因素

　　由于激光跟踪仪是利用激光测距，所以测距精度很高，但角度编码器随着距离的加大带来的位置误差亦很大，所以跟踪仪本身主要是角度误差。

　　在激光跟踪仪的应用中靶标对测量精度的影响亦不可忽视，通常靶标外形为球形，内部为3个互相垂直的反射镜（CCR）。若三个反射镜的角点和外球的中心不重合或3个反射镜面相互不垂直都会引起误差，因此在同一次测量中推荐使用同一个反射镜，同时反射镜不要绕自身光轴转动。

　　激光本身受大气温度、压力、湿度及气流流动的影响，所以大气参数的补偿对此仪器的正常使用十分关键。

　　操作规程

　　一、安全规程

　　1. 激光跟踪仪使用可见的、二级氦氖激光，考虑到人眼的安全不要长时间盯着看。

　　2. 不要把激光跟踪仪暴露在潮湿的环境中。水进入系统会增加触电的风险，带来严重人身伤害。

　　3. 不要将激光跟踪仪暴露在严重粉尘污染的环境中，避免粉尘对仪器元件造成严重伤害。

　　4. 不要用手接触跟踪头的运动组件，否则会导致严重的人身伤害。 5. 确保电缆线的位置，防止踩上、绊倒、用锋利边缘或移动的物体与之接触，否则会损害或压迫电缆。

　　二、安装操作

　　1. 把三脚架放在一个稳定平衡的基础平面上，确保平面干净（无水或油污），不要有障碍物，紧固脚架锁紧螺母，把跟踪头安装在三脚架上。

　　2. 确保三脚架上颈口的锁紧螺母锁紧，同时紧固三脚架筒上调节高低的两个锁紧旋钮，检查三脚架的三个脚都接触平面（必要时用热熔胶固定）。

　　3. 把控制器放在一个接近跟踪仪和笔记本电脑而且方便的位置。不得挡住控制器背面和底部的冷却风扇，否则会导致热量过多可能损坏部件。

　　4. 确保控制箱电源开关在关闭位置。

　　5. 在控制箱和激光跟踪头之间连接跟踪仪/控制箱电缆。确保电缆位置防止踩上、绊倒、用锋利边缘或移动的物体与之接触，否则会损害或压迫电缆。

　　6. 在控制箱和电脑之间连接RJ45电缆（网线）。

　　7. 连接环境传感器单元到控制箱。确保空气温度传感器自由悬挂没有与热源接触，否则会读到错误的周围温度。确保材料温度传感器吸附在被测工件的光滑表面上，确保准确读到材料温度的信息。 8. 在控制箱与AC电源之间连接电源线。确保连接的稳定性，保证工作期间不会断电，以免影响测量工作。

　　9. 打开控制箱电源开关，待响四声系统启动完毕声后，方可打开伺服系统开关。（完成测量工作后，必须先关闭伺服系统开关，再关闭电源开关。）

　　10. 检查跟踪头上指示灯，红灯闪烁，说明仪器正在上电升温中，待红灯稳定，上电结束，方可开始测量工作。

　　维护保养

　　1. 仪器的维护和存放

　　1）激光跟踪仪属精密检测仪器，系统中的激光头及电路器件禁止自行拆卸，发生故障应整体返厂维修；

　　2）仪器非光学部分的表面保持干净整洁。用半干软棉布擦拭；擦拭时单方向进行，动作轻柔，用力均匀；不可使用有机溶剂，以免破坏仪器工作表面；

　　3）鸟槽应干净，无污物，3个触点必须保持干净，无变形；鸟槽的位置对仪器回零操作至关重要，禁止触碰或受力；

　　4）所有光学器件应保持清洁，避免污染；

　　5）仪器长期不用时，应每隔1周将仪器拿出来，连机，通电，开机1小时以上，排除仪器内的湿气，防止仪器受潮或镜头霉变；观察仪器使用情况和精度状况，以便故障及早发现，及早处理；

　　6）使用完毕后放在仪器箱中，保存在与工作时近似的环境条件下，以保证系统工作时保持理想的热稳定性；

　　2. 光学器件的除尘和清洗

　　1）禁止用手或硬物触及激光跟踪器和SMR，会污损或划伤光学组件表面，从而影响使用；

　　2）激光跟踪器和SMR使用时，灰尘、散落颗粒会因静电原因吸附在光学元件表面。当激光跟踪器的光强降低时，就需要对光学元件进行清洁了。

　　3）尘土可以直接用吸耳球清除；

　　4）大多数颗粒用低压气流去除，下的颗粒可用丙酮打湿的镜头纸擦掉；

　　5）过度或不当的清洗可能导致光学器件的损坏，光学器件应在有明显灰尘时才能清洗。

（本文来源：仪器网，转载请注明出处）

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