激光跟蹤儀
關注創建者：深圳市中圖儀器股份有限公司 創建時間：2023-11-17
激光跟蹤儀的實例教程
理解激光跟蹤儀的工作原理與應用
激光跟蹤儀基于激光干涉和測距原理，通過發射和接收激光束來實現對目標物體的跟蹤和測量。它是將激光照射到接觸測量目標物的目標（使用反射器等）上，然后經目標反射的激光返回發光源，從而確定目標的三坐標位置的光學測量儀。與普通CMM相比，激光跟蹤儀的特點是能夠測量大型測量目標物。
隨著工業制造的發展和智能化的要求，對精度和效率的需求越來越高。激光跟蹤儀具有的高精度、高速度、非接觸式測量等優勢，可以滿足工業制造中對精確測量和定位的需求。它在工業制造領域中具有廣泛的應用場景：
在汽車制造領域，激光跟蹤儀可以用于車身焊接、零件裝配等工藝，實現自動化和智能化生產；可以輔助機器人實現高精度的定位和裝配，提高生產效率和產品質量。通過激光跟蹤儀的高精度測量，可以確保車身在生產過程中的準確定位和裝配，提升效率與改善安全性。
在航空航天制造領域，激光跟蹤儀用于飛機零部件的測量和質量檢測，快速而準確地測量零部件的尺寸和形狀，確保零部件符合設計要求，是飛行姿態控制等方面的創新解決方案。
了解激光跟蹤儀的技術創新與發展趨勢
在工業制造領域，激光跟蹤儀的技術創新和發展趨勢是以精度和穩定性的提升、應用領域的擴大、可靠性和穩定性的改進以及自動化應用的推進為主要特點。
如GTS系列激光跟蹤儀激光絕對測距（ADM）和激光干涉測距（IFM）融合技術（HiADM），將激光干涉測長的高動態速度與激光絕對測距功能相結合，保證測量精度，并實現擋光恢復。
展開 激光跟蹤儀是一種高精度的測量儀器，在多個領域都有著廣泛的應用。以下將對激光跟蹤儀的工作原理、結構特點、應用領域以及誤差修正方法等方面進行詳細介紹。
一、工作原理
激光跟蹤儀內部的激光干涉儀測量出儀器與安裝在目標物體上的靶鏡之間位移的變化量，從而對目標物體的運動誤差進行計算。具體來說，對于目標的位置測量，主要有基于相位差的激光干涉（IF）測量方法和基于雙頻調制信號的絕對距離（AD）測量方法。為確保位置測量精度，需要明確兩種測量方法的切換條件和操作模式，其測量精度可達 6μm/m。
二、結構特點
通過使用標準球反射鏡與萬向節式回轉軸系，可以減小系統誤差對測量精度的影響。
三、應用領域
1.在數控裝備領域，激光跟蹤儀可用于計算數控裝備的運動誤差，并分離出每一根軸的各項幾何誤差，同時合成數控裝備在空間任意位置的誤差，從而實現對數控裝備誤差的修正。
在大型預埋鋼板安裝測量中，采用可調節高度的等高控制點確定平面基準，激光跟蹤儀測量預埋鋼板的孔位空間位置，確定形位誤差并進行調整，最后進行二次檢核，通過加權總體最小二乘擬合鋼板平面，計算平面度，有效解決了振動臺預埋鋼板的高精度安裝問題。
2.在機器人領域，激光跟蹤儀可作為機器人末端執行器位置和姿態的測量設備，為機器人校準奠定基礎。基于激光跟蹤儀構建的位置和姿態測量系統，可設置機器人末端執行器按照預定線性軌跡以不同速度移動，然后用激光跟蹤儀測量機器人末端執行器軌跡離散點的位置和姿態，并分析其位置誤差和姿態誤差，以檢驗機器人末端執行器的定位精度。
展開 如果反射鏡表面不平整或者反射率不符合要求，會導致激光反射信號不穩定，進而影響角度和距離測量的準確性。
4、如何選擇適合自己需求的激光跟蹤儀？
（1）測量需求
測量范圍：明確需要測量的物體尺寸大小，如小型精密零件、中等尺寸的機械部件或大型的航空航天結構件等。如果是測量大型工件，如飛機機身、大型船舶等，就需要選擇測量范圍大的激光跟蹤儀，單站測量范圍可達數十米甚至上百米。
測量精度：根據測量任務對精度的要求來選擇。對于精密加工、航空航天等對精度要求極高的領域，需要選擇精度達到微米甚至亞微米級的激光跟蹤儀；而在一些普通工業制造中，精度要求相對較低，可以選擇精度在毫米級的儀器。
測量速度：如果是在生產線上進行快速測量，或者需要對運動目標進行實時跟蹤測量，就需要選擇測量速度快、數據更新頻率高的激光跟蹤儀，以滿足高效生產的需求。
（2）工作環境
溫度和濕度：如果工作環境溫度變化大或濕度較高，需要選擇具有良好溫度和濕度補償功能的激光跟蹤儀，以確保測量精度不受環境因素影響。有些激光跟蹤儀配備了集成式氣象站，可以實時監控和補償溫度、氣壓和濕度的變化。
空間限制：考慮測量現場的空間大小和布局，選擇外形尺寸合適、安裝方便的激光跟蹤儀。對于空間狹小的場所，可能需要選擇體積小巧、可靈活安裝的型號；而在大型車間或戶外環境中，則可以選擇更大型、功能更強大的設備。
抗干擾能力：如果工作環境中有較多的電磁干擾、振動或粉塵等，需要選擇抗干擾能力強、防護等級高的激光跟蹤儀，以保證儀器的正常運行和測量精度。例如，具有IP54防護等級的GTS激光跟蹤儀可用于苛刻的工業條件。
（3）操作便捷性
軟件功能：激光跟蹤儀通常配備相應的測量軟件，需要選擇軟件功能強大、操作簡單直觀的產品。
展開 激光跟蹤儀現場測量
在測量現場，將GTS激光跟蹤儀安裝在法蘭盤周邊合適位置，用靶球在法蘭盤面上采集若干點，軟件再將所測量的點擬合成圓柱，然后分析圓柱的直徑及圓柱度。
結論
激光跟蹤儀對工程機械部件等需求高精度、大尺寸的檢測具有非常明顯的優勢，自主開發、獲得PTB認證的SpatialMaster空間大師測量軟件嚴格保證了擬合算法的精度和評價結果的準確性。目前GTS激光跟蹤儀已廣泛應用于包括工程機械、自動化設備制造、航空航天、軍工科研等諸多行業領域中，以用作高精度、大尺寸空間精度檢測的標準設備。
精密跟蹤轉臺是高精度飛秒激光跟蹤儀的關鍵單元，其精度直接影響激光跟蹤測量系統的總體精度，而跟蹤轉臺的精度主要由軸系精度決定，因此跟蹤轉臺的軸系結構設計以及對其軸系進行性能分析非常重要。文中首先對精密跟蹤轉臺進行結構設計與建模，利用SAMCEF of Rotor軟件對二維轉臺2個軸系進行了仿真分析。根據激光跟蹤儀性能要求與仿真結果對軸系結構進行分析與優化。最后通過搭建的二維轉臺驗證了所設計軸系的可行性，能夠滿足激光跟蹤儀跟蹤轉臺高精度、高靈敏度和低跳動的要求。
詳細見附件
激光跟蹤儀精密跟蹤轉臺軸系優化設計.pdf
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德國Optris紅外熱像儀生產廠家：https
測量系統的理想平臺：三坐標測量機、激光跟蹤儀、大型數字裝配系統，其測量精度直接建立在平臺的穩定性之上。
自動化產線的集成基礎：機器人工作站、自動裝配線、輸送系統通過地軌實現模塊化快速布局與精和準對接。
重型裝備的承載平臺：大型壓力機、試驗設備、船舶發動機裝配工位等。
柔性制造單元的核心：配合標準化夾具，可快速重構生產線，適應多品種小批量生產。
測量：使用百分表或激光跟蹤儀，檢查相鄰地軌的頂面高度差和平行度。
精度目標：相鄰地軌高度差建議≤0.05mm，平行度偏差建議≤0.05mm/m。
檢查T型槽：校準后，復核T型槽的直線度和對齊情況，確保工件或設備可以順暢滑動和固定。
臨時固定與復測：調平達標后，將地腳螺栓的螺母稍微擰緊（不要完全鎖死），然后進行一次全和面的復測，確認精度未因擰緊而改變。
測量步驟
1、搭建數據交互橋梁
首先，GTS激光跟蹤儀開放數據端口，實現與控制系統的通訊連接。PC端SMT測量軟件作為數據處理中樞，接收GTS激光跟蹤儀采集的原始數據，在完成復雜的計算后，SMT測量軟件會以UDP協議格式向控制系統發送命令，引導控制系統進行精準調姿。
與之不同，激光跟蹤儀作為高精度、大測量范圍的精密測量儀器，恰好能夠彌補激光干涉儀的測量短板，全方位提升機床導軌安裝精度。
2、機床精度檢測
在機床精度檢測領域，激光跟蹤儀同樣擁有獨特的發揮空間。相較于常規的激光干涉儀檢測方式，激光跟蹤儀具備顯著優勢。它無需繁瑣的對光流程，能夠實時開展檢測工作，極大提升檢測效率。
Quality in
Robot
人形機器人
在人形機器人檢測展區，海克斯康的質量檢測技術將大放異彩，國產XPERT高精度檢測平臺、Leica絕對激光跟蹤儀AT960，保障機器人動作軌跡誤差無處遁形。
一、概述
粒子是粉體運動的最小單元，而且粒子間存在著一定的相互作用，從而出現不同的表現形式。粒子可能是單個粒子（或結晶體），也可能是多個粒子聚集在一起的粒子（如團聚物或制備顆粒等）。通常將小于100μm（150目標準篩）的粒子叫“粉”，大于100μm的粒子叫“粒”。一般情況下，粒徑小于100μm時容易產生粒子間的相互作用，如黏著力、摩擦力、范德華力、靜電力等。
- 軌道交通：以GTS系列激光跟蹤儀測量軌道為例，在測量約800米軌道時，將激光跟蹤儀架設在軌道上，連接電源，調整水平并建立軌道坐標系，把反射靶標固定在軌道檢測小車上，推動小車用連續距離模式測量軌跡，布置轉站定位點并移動跟蹤儀進行多次轉站測量，最后將數據導入分析工具，數據拼接處誤差小于0.3mm。
（2）工作環境
溫度和濕度：如果工作環境溫度變化大或濕度較高，需要選擇具有良好溫度和濕度補償功能的激光跟蹤儀，以確保測量精度不受環境因素影響。有些激光跟蹤儀配備了集成式氣象站，可以實時監控和補償溫度、氣壓和濕度的變化。
空間限制：考慮測量現場的空間大小和布局，選擇外形尺寸合適、安裝方便的激光跟蹤儀。
在連鑄機安裝精度檢測中，激光跟蹤儀安裝快捷、操作簡便，可以實時跟蹤目標點的位置和姿態，無需進行大量的數據采集和人工分析，提高了測量效率，減少了人工成本。
激光跟蹤儀在連鑄機安裝中應用非常廣泛，如香蕉梁安裝精度的控制，鋼包回轉臺升降臂檢測以及扇形段測量等。本文詳細介紹GTS激光跟蹤儀在連鑄機扇形段底座裝調中的應用。
