激光跟蹤測(cè)量
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2026-01-04
激光跟蹤測(cè)量的實(shí)例教程
激光跟蹤測(cè)量系統(tǒng)是高精度、便攜式的空間大尺寸坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，是同時(shí)具高精度（μm級(jí)）、大工作空間（百米級(jí)）的高性能光電測(cè)量儀器，被廣泛應(yīng)用在飛機(jī)、汽車、船舶、航天、機(jī)器人、核電、軌道交通等高端裝備制造行業(yè)以及大型科學(xué)工程、工業(yè)母機(jī)的高精密加工和裝配中，已成為多個(gè)行業(yè)的習(xí)慣和測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。激光跟蹤儀能夠解決大型、超大型工件和大型科學(xué)裝置、工業(yè)母機(jī)等全域高精度空間坐標(biāo)和空間姿態(tài)的測(cè)量問(wèn)題。
中圖儀器GTS激光跟蹤測(cè)量系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展出三自由度激光跟蹤儀和六自由度激光跟蹤儀家族系列，可以和多種形式的合作目標(biāo)測(cè)頭配合使用：
1、GTS3000激光跟蹤儀與光學(xué)回射靶球配合組成三自由度激光跟蹤儀，能對(duì)大尺度空間內(nèi)的點(diǎn)、線、面、曲面等幾何特征進(jìn)行精確測(cè)量；
2、GTS6000激光跟蹤儀與空間姿態(tài)探頭配合組成六自由度激光跟蹤儀，能夠根據(jù)合作目標(biāo)的精確空間姿態(tài)對(duì)被測(cè)工件的內(nèi)部特征、隱藏特征或曲面等復(fù)雜特征進(jìn)行快速、高精度的測(cè)量。
（1）機(jī)器視覺(jué)和重力對(duì)齊的傳感融合技術(shù)測(cè)量空間姿態(tài)。
（2）可以測(cè)量孔、洞等內(nèi)部特征、隱藏特征的幾何結(jié)構(gòu)。
（3）雙探頭設(shè)計(jì)，對(duì)復(fù)雜特征測(cè)量時(shí)更加高效。
（4）無(wú)線傳輸，簡(jiǎn)易隨行。
（1）姿態(tài)傳感器自動(dòng)跟隨鎖定激光束，測(cè)量靈活性高。
（2）俯仰角和偏航角不受光學(xué)回射器接收角度的限制。
（3）簡(jiǎn)易接口連接，便于安裝在機(jī)床或機(jī)器人上，重復(fù)性高、精度高。
（4）專用波段激光束和濾光設(shè)計(jì)，對(duì)環(huán)境光不敏感。
（5）最高采樣速度200點(diǎn)/秒。
展開(kāi) 激光跟蹤儀的檢測(cè)功能及應(yīng)用實(shí)例如下：
1、檢測(cè)功能
- 三維坐標(biāo)測(cè)量：能精確測(cè)量目標(biāo)點(diǎn)的三維坐標(biāo)，確定物體在空間中的位置和姿態(tài)，為后續(xù)的尺寸測(cè)量、形位公差檢測(cè)等提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
- 尺寸測(cè)量：可測(cè)量物體的長(zhǎng)度、寬度、高度、直徑等尺寸參數(shù)，通過(guò)測(cè)量物體上多個(gè)特征點(diǎn)的坐標(biāo)，計(jì)算出相應(yīng)的尺寸值，檢測(cè)物體尺寸是否符合設(shè)計(jì)要求。
- 形位公差檢測(cè)：能檢測(cè)直線度、平面度、圓度、圓柱度、垂直度、平行度、同軸度等形位公差。如通過(guò)測(cè)量一系列點(diǎn)的坐標(biāo)，擬合出直線或平面，進(jìn)而評(píng)估直線度和平面度。
- 輪廓檢測(cè)：對(duì)物體的輪廓進(jìn)行掃描測(cè)量，獲取物體表面的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，與設(shè)計(jì)模型對(duì)比，分析輪廓偏差，檢測(cè)物體外形是否合格。
- 動(dòng)態(tài)測(cè)量：可實(shí)時(shí)跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的位置和姿態(tài)變化，測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體的速度、加速度等參數(shù)，用于監(jiān)測(cè)生產(chǎn)線上運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)行狀態(tài)，或?qū)C(jī)器人等運(yùn)動(dòng)設(shè)備進(jìn)行性能測(cè)試。
2、應(yīng)用實(shí)例
- 汽車制造：在汽車工裝檢測(cè)中，如某型號(hào)汽車總拼工裝定位銷位置檢測(cè)。將激光跟蹤儀布設(shè)于待測(cè)工裝周邊，用高精度靶球測(cè)量工裝基準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)據(jù)，使跟蹤儀與工裝處于統(tǒng)一坐標(biāo)系，導(dǎo)入數(shù)模后，觸碰待測(cè)位置，跟蹤儀以高采集速率測(cè)量三維坐標(biāo)并記錄，與數(shù)模數(shù)據(jù)比對(duì)分析差值，精度優(yōu)于0.1mm，還可根據(jù)實(shí)時(shí)坐標(biāo)數(shù)據(jù)指導(dǎo)調(diào)裝。
- 軌道交通：以GTS系列激光跟蹤儀測(cè)量軌道為例，在測(cè)量約800米軌道時(shí)，將激光跟蹤儀架設(shè)在軌道上，連接電源，調(diào)整水平并建立軌道坐標(biāo)系，把反射靶標(biāo)固定在軌道檢測(cè)小車上，推動(dòng)小車用連續(xù)距離模式測(cè)量軌跡，布置轉(zhuǎn)站定位點(diǎn)并移動(dòng)跟蹤儀進(jìn)行多次轉(zhuǎn)站測(cè)量，最后將數(shù)據(jù)導(dǎo)入分析工具，數(shù)據(jù)拼接處誤差小于0.3mm。
- 船舶制造：在大型船用發(fā)電機(jī)檢測(cè)中，使用激光跟蹤儀測(cè)量永磁轉(zhuǎn)子、定子多段槽楔的直徑、圓柱度、同軸度。
展開(kāi) 激光跟蹤儀結(jié)合iTracker 6D姿態(tài)智能傳感器，在測(cè)量時(shí)實(shí)時(shí)地調(diào)整探頭的姿態(tài)并始終正對(duì)鎖定測(cè)量激光束，通過(guò)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型精密解算目標(biāo)的三維空間位置坐標(biāo)和空間姿態(tài)角度，可以測(cè)量非常寬范圍的俯仰角和偏航角。
（2）運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤：可以實(shí)時(shí)跟蹤物體的運(yùn)動(dòng)軌跡，獲取物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各個(gè)時(shí)刻的位置、速度、加速度等信息，對(duì)于機(jī)器人運(yùn)動(dòng)性能測(cè)試、自動(dòng)化生產(chǎn)線中物體的運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)等應(yīng)用場(chǎng)景非常重要。如使用激光跟蹤儀提升碼垛機(jī)器人精度：
激光跟蹤儀搭配RobotMaster軟件系統(tǒng)專門應(yīng)對(duì)工業(yè)機(jī)器人校準(zhǔn)及性能需求，其中激光跟蹤儀搭配iTracker六維姿態(tài)傳感器（如圖）可實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)位置和姿態(tài)的動(dòng)態(tài)跟蹤及高精度測(cè)量，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)機(jī)器人位置精度和姿態(tài)精度的監(jiān)控和測(cè)量，完美契合工業(yè)機(jī)器人性能指標(biāo)的測(cè)量需求。
圖：GTS激光跟蹤儀搭配iTracker六維姿態(tài)傳感器
激光跟蹤儀的特點(diǎn)：
1、高精度：測(cè)量精度可以達(dá)到微米級(jí)別甚至更高，能夠滿足各種高精度測(cè)量和定位需求。這得益于其采用的激光干涉測(cè)距技術(shù)和精密的角度編碼器等先進(jìn)技術(shù)，對(duì)于要求高精度的工業(yè)制造、航空航天等領(lǐng)域具有重要意義。
2、高效率：測(cè)量速度非常快，可以在短時(shí)間內(nèi)對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，能夠顯著提高生產(chǎn)效率和檢測(cè)速度。例如在汽車制造過(guò)程中，對(duì)車身零部件的快速檢測(cè)，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并進(jìn)行調(diào)整，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
3、實(shí)時(shí)跟蹤測(cè)量：可以對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤和測(cè)量，能夠及時(shí)反饋目標(biāo)的動(dòng)態(tài)變化信息，為生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)整提供有力支持。比如在焊接過(guò)程中，對(duì)焊接部件的變形情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以便及時(shí)調(diào)整焊接參數(shù)，保證焊接質(zhì)量。
4、安裝快捷：儀器的安裝和調(diào)試過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單快捷，不需要復(fù)雜的安裝設(shè)備和長(zhǎng)時(shí)間的調(diào)試過(guò)程，能夠快速投入使用，節(jié)省了時(shí)間和成本。
展開(kāi) 經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)積累，GTS國(guó)產(chǎn)激光跟蹤儀集激光干涉測(cè)距技術(shù)、光電檢測(cè)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)算理論于一體，突破了百米的測(cè)量范圍、毫秒級(jí)的測(cè)量時(shí)間、微米級(jí)的測(cè)量精度以及動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)跟蹤測(cè)量等各項(xiàng)技術(shù)難點(diǎn)，具有測(cè)量功能多（三維坐標(biāo)、位置、姿態(tài)、尺寸、形狀、動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)參數(shù)等）、測(cè)量精度高、測(cè)量速度快、量程大、可現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量等特點(diǎn)，是大型高端裝備制造的核心檢測(cè)儀器，在大尺度空間測(cè)量工業(yè)科學(xué)儀器中具有高精度和重要性，同時(shí)具有μm級(jí)別精度、百米工作空間的高性能。
激光跟蹤儀作為大尺寸空間幾何量精密測(cè)量儀器，具有較高的技術(shù)門檻。它能在汽車及新能源、航空航天航海、重型機(jī)械制造、重工與船舶、科研、醫(yī)療等先進(jìn)制造領(lǐng)域，提供精準(zhǔn)的測(cè)量保障。
汽車及新能源
激光跟蹤儀適用于新能源汽車動(dòng)力電池生產(chǎn)設(shè)備的裝配調(diào)校，如卷繞機(jī)、涂布機(jī)、軋切機(jī)等，用于平面度、平行度、垂直度等檢測(cè)，大幅度提高動(dòng)力電池生產(chǎn)設(shè)備精度，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
快速測(cè)量鋰電卷繞機(jī)墻板的平面度
航空航天航海
中圖GTS激光跟蹤儀以其測(cè)量精度高、測(cè)量范圍大的特點(diǎn)，被用于船舶裝配、型面測(cè)量、部件拼接等各種裝配應(yīng)用場(chǎng)景，精準(zhǔn)控制各項(xiàng)精度指標(biāo)。激光跟蹤儀掃描范圍大，采集數(shù)據(jù)速度快，數(shù)據(jù)采集量大，精度高，能大大提高了飛機(jī)測(cè)量的工作效率。
重型機(jī)械制造
工程機(jī)械對(duì)各結(jié)構(gòu)件質(zhì)量要求嚴(yán)格，，通常要求的公差在0.1mm～0.2mm以內(nèi)。GTS國(guó)產(chǎn)激光跟蹤儀空間測(cè)量精度以微米計(jì)，且測(cè)量范圍可達(dá)160m，能為工程機(jī)械制造提供精準(zhǔn)的測(cè)量保障。
裝載機(jī)動(dòng)臂精度檢測(cè)
法蘭直徑/圓柱度測(cè)量
能源領(lǐng)域
激光跟蹤儀常用于大型零部件的高精度加工、尺寸檢測(cè)和輔助維護(hù)。
展開(kāi) 精密跟蹤轉(zhuǎn)臺(tái)是高精度飛秒激光跟蹤儀的關(guān)鍵單元，其精度直接影響激光跟蹤測(cè)量系統(tǒng)的總體精度，而跟蹤轉(zhuǎn)臺(tái)的精度主要由軸系精度決定，因此跟蹤轉(zhuǎn)臺(tái)的軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及對(duì)其軸系進(jìn)行性能分析非常重要。文中首先對(duì)精密跟蹤轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建模，利用SAMCEF of Rotor軟件對(duì)二維轉(zhuǎn)臺(tái)2個(gè)軸系進(jìn)行了仿真分析。根據(jù)激光跟蹤儀性能要求與仿真結(jié)果對(duì)軸系結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析與優(yōu)化。最后通過(guò)搭建的二維轉(zhuǎn)臺(tái)驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)軸系的可行性，能夠滿足激光跟蹤儀跟蹤轉(zhuǎn)臺(tái)高精度、高靈敏度和低跳動(dòng)的要求。
詳細(xì)見(jiàn)附件
激光跟蹤儀精密跟蹤轉(zhuǎn)臺(tái)軸系優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf
展開(kāi) 
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激光跟蹤測(cè)量的最新內(nèi)容
2026華南國(guó)際工業(yè)博覽會(huì)
2026第29屆華南國(guó)際工業(yè)自動(dòng)化暨機(jī)器視覺(jué)展
時(shí)間： 2026年6月10-12日
地點(diǎn)：深圳國(guó)際會(huì)展中心（寶安新館）
展示產(chǎn)品：工業(yè)自動(dòng)化、機(jī)器視覺(jué)、機(jī)器人、激光、數(shù)控機(jī)床與金屬加工、測(cè)試測(cè)量、新一代信息技術(shù)與應(yīng)用、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、CMM電子制造自動(dòng)化
漢諾威米蘭展覽（上海）有限公司 漢諾威米蘭星之球展覽（深圳）有限公司 東浩蘭生會(huì)展（深圳）有限公司
在航空航天、船舶制造、風(fēng)電等高端制造領(lǐng)域，工件對(duì)接是裝配環(huán)節(jié)中至關(guān)重要的一環(huán)。以飛機(jī)制造來(lái)說(shuō)，機(jī)身與機(jī)翼的對(duì)接，直接關(guān)系到飛機(jī)的空氣動(dòng)力學(xué)性能和飛行安全；航天火箭的液體發(fā)動(dòng)機(jī)裝配，對(duì)精度的要求近乎嚴(yán)苛，稍有偏差就可能導(dǎo)致發(fā)射任務(wù)失敗；船舶制造中，船用發(fā)動(dòng)機(jī)定子與轉(zhuǎn)子的對(duì)中精度，決定了發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性與使用壽命；風(fēng)電行業(yè)里，風(fēng)電塔筒環(huán)縫焊接監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性，影響著塔筒的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與抗風(fēng)能力。
(2)數(shù)據(jù)采集與實(shí)時(shí)偏差監(jiān)控：移動(dòng)滑塊至導(dǎo)軌的前端和后端，激光跟蹤儀測(cè)量并記錄導(dǎo)軌兩端點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)。然后在SpatialMaster軟件中將導(dǎo)軌前后端點(diǎn)連成一條理論直線，并創(chuàng)建實(shí)時(shí)監(jiān)控功能，軟件會(huì)實(shí)時(shí)顯示滑塊當(dāng)前位置相較于理論直線的偏移方向和距離值。
以測(cè)量大型齒輪箱為例，用激光跟蹤儀測(cè)量齒輪箱各安裝孔的位置精度、箱體的平面度和垂直度等，保證齒輪箱的裝配精度和傳動(dòng)性能。
激光跟蹤儀可以精確測(cè)量車身各個(gè)部件的位置和形狀，確保焊接的精度和裝配的準(zhǔn)確性。例如，在車架焊接過(guò)程中，它可以檢測(cè)焊接點(diǎn)的位置是否符合設(shè)計(jì)要求，避免因焊接位置偏差導(dǎo)致車架強(qiáng)度不足等問(wèn)題。
- 在航空航天制造中，用于飛機(jī)零部件的加工和裝配。飛機(jī)的機(jī)翼、機(jī)身等大型部件的制造精度要求極高，激光跟蹤儀可以對(duì)這些部件進(jìn)行高精度的測(cè)量和定位。
GTS激光跟蹤儀測(cè)量連鑄機(jī)扇形段流程：
1.提取數(shù)據(jù)：分析圖紙，提取扇形段底座數(shù)據(jù)，確定扇形段底座的所有平面底座、扇形段圓基和扇形段方基；
2.建立坐標(biāo)系：利用連鑄機(jī) 0 段上放置的樣軸和激光跟蹤儀測(cè)平以生成基準(zhǔn)面，從而建立坐標(biāo)系；
3.引入監(jiān)測(cè)位置：平面底座只在平面上取點(diǎn)，在四角的螺栓附近和中心位置各取一點(diǎn)測(cè)量并標(biāo)記取點(diǎn)位置；扇形段圓基和扇形段方基在凹槽內(nèi)平面和凹槽下邊緣分別取點(diǎn)
基于激光跟蹤儀構(gòu)建的位置和姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，可設(shè)置機(jī)器人末端執(zhí)行器按照預(yù)定線性軌跡以不同速度移動(dòng)，然后用激光跟蹤儀測(cè)量機(jī)器人末端執(zhí)行器軌跡離散點(diǎn)的位置和姿態(tài)，并分析其位置誤差和姿態(tài)誤差，以檢驗(yàn)機(jī)器人末端執(zhí)行器的定位精度。
激光干涉測(cè)量技術(shù)具有高精度、高分辨率、非接觸式測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)，在多個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，包括：
1. 工業(yè)制造領(lǐng)域
（1）機(jī)床精度檢測(cè)與校準(zhǔn)：激光干涉儀可用于測(cè)量機(jī)床各軸線性運(yùn)動(dòng)的位移、角度、直線度、垂直度、平行度等，幫助調(diào)試和校準(zhǔn)機(jī)床的加工精度，還能用于機(jī)床結(jié)構(gòu)在不同工況下的動(dòng)態(tài)特性分析，以優(yōu)化機(jī)床設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)。例如，在數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)和裝配過(guò)程中，通過(guò)激光干涉測(cè)量技術(shù)對(duì)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)精度進(jìn)行檢測(cè)和調(diào)整
1.背景
碼垛機(jī)器人是一種用于工業(yè)自動(dòng)化的機(jī)器人，專門設(shè)計(jì)用來(lái)將物品按照一定的順序和結(jié)構(gòu)堆疊起來(lái)，通常用于倉(cāng)庫(kù)、物流中心和生產(chǎn)線上，它們可以自動(dòng)執(zhí)行重復(fù)的、高強(qiáng)度的搬運(yùn)和堆垛任務(wù)。
圖1 碼垛機(jī)器人
傳統(tǒng)調(diào)整碼垛機(jī)器人的方法，通常在組裝后先按機(jī)械刻度粗調(diào)每個(gè)關(guān)節(jié)零位，然后機(jī)器人分別沿X/Y方向，走固定長(zhǎng)度的距離，用尺子或其它工具測(cè)量實(shí)際距離
激光跟蹤儀的測(cè)量對(duì)象：
1、空間位置信息：
（1）點(diǎn)坐標(biāo)測(cè)量：可精確測(cè)量空間中單個(gè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)（X、Y、Z 軸方向的位置信息），無(wú)論是靜態(tài)的物體上的特定點(diǎn)，還是動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物體在不同時(shí)刻的位置點(diǎn)，比如在工業(yè)生產(chǎn)線上移動(dòng)的零部件的位置監(jiān)測(cè)。
