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激光跟蹤儀采用球坐標(biāo)系測量系統(tǒng)，測量時，操作者手持測量靶球，激光跟蹤儀射出一道激光主動跟蹤測量靶球，在操作者將靶球接觸待測工件表面時，激光跟蹤儀精確采集該點的三維坐標(biāo)并上傳至測量軟件，通過在工件上采集若干點，即可在軟件上根據(jù)采集的點位坐標(biāo)，擬合成需要的點、線、面、球等特征，分析擬合的特征，可得到對應(yīng)的形位公差數(shù)據(jù)，也可將工件的三維模型導(dǎo)入測量軟件，進(jìn)行實物與數(shù)模的三維比對，得到三維比對數(shù)據(jù)，從而分析出實物與設(shè)計狀態(tài)的差異

理解激光跟蹤儀的工作原理與應(yīng)用 激光跟蹤儀基于激光干涉和測距原理，通過發(fā)射和接收激光束來實現(xiàn)對目標(biāo)物體的跟蹤和測量。它是將激光照射到接觸測量目標(biāo)物的目標(biāo)（使用反射器等）上，然后經(jīng)目標(biāo)反射的激光返回發(fā)光源，從而確定目標(biāo)的三坐標(biāo)位置的光學(xué)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(biāo)物。

中圖儀器GTS激光跟蹤測量系統(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，能對大尺度空間內(nèi)的點、線、面、曲面等幾何特征進(jìn)行精確測量；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)對被測工件的內(nèi)部特征、隱藏特征或曲面等復(fù)雜特征進(jìn)行快速

GTS國產(chǎn)激光跟蹤儀空間測量精度以微米計，且測量范圍可達(dá)160m，能為工程機(jī)械制造提供精準(zhǔn)的測量保障。 裝載機(jī)動臂精度檢測 法蘭直徑/圓柱度測量能源領(lǐng)域激光跟蹤儀常用于大型零部件的高精度加工、尺寸檢測和輔助維護(hù)。

1、工作原理方面 - 激光跟蹤儀主要是通過發(fā)射激光束來跟蹤目標(biāo)。它有一個高精度的角度編碼器，能夠精確測量儀器的水平角和垂直角。同時，激光干涉測量系統(tǒng)可以測量從儀器到目標(biāo)反射鏡的距離。當(dāng)目標(biāo)反射鏡移動時，激光跟蹤儀通過不斷地測量角度和距離的變化，從而確定目標(biāo)在三維空間中的位置。

GTS激光跟蹤儀+RobotMaster軟件為工業(yè)機(jī)器人空間絕對位置精度測量標(biāo)定和性能檢測提供高效可行的解決方案。 標(biāo)定時，通過機(jī)器人的連桿理論長度、各關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)方向、機(jī)器人零點狀態(tài)、各關(guān)節(jié)理論減速比這四項參數(shù)建立機(jī)器人理論運動學(xué)模型，讓機(jī)器人運行30-50個關(guān)節(jié)角坐標(biāo)點位，激光跟蹤儀記錄機(jī)器人法蘭盤末端坐標(biāo)。

激光跟蹤儀是一種高精度的測量儀器，在多個領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。以下將對激光跟蹤儀的工作原理、結(jié)構(gòu)特點、應(yīng)用領(lǐng)域以及誤差修正方法等方面進(jìn)行詳細(xì)介紹。 一、工作原理 激光跟蹤儀內(nèi)部的激光干涉儀測量出儀器與安裝在目標(biāo)物體上的靶鏡之間位移的變化量，從而對目標(biāo)物體的運動誤差進(jìn)行計算。

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(bǔ)激光干涉儀的測量短板，全方位提升機(jī)床導(dǎo)軌安裝精度。 2、機(jī)床精度檢測 在機(jī)床精度檢測領(lǐng)域，激光跟蹤儀同樣擁有獨特的發(fā)揮空間。相較于常規(guī)的激光干涉儀檢測方式，激光跟蹤儀具備顯著優(yōu)勢。它無需繁瑣的對光流程，能夠?qū)崟r開展檢測工作，極大提升檢測效率。

通過激光跟蹤儀的精確測量，可以全面評估機(jī)器人定位算法的性能，發(fā)現(xiàn)潛在問題，并為性能優(yōu)化提供可靠依據(jù)，最終提升機(jī)器人的服務(wù)水平，推動服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。 在機(jī)器人性能檢測領(lǐng)域，中圖儀器激光跟蹤儀覆蓋工業(yè)機(jī)器人、醫(yī)療機(jī)器人以及服務(wù)機(jī)器人，為機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供完整、高效、精準(zhǔn)的測試方案，推動機(jī)器人產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

中圖儀器GTS系列激光跟蹤儀安裝簡易、使用方便，既能保證大的測量空間，又能保證較高的測量精度，設(shè)備還攜帶無線模塊，支持遠(yuǎn)距離無線傳輸，能夠滿足用戶在各類復(fù)雜條件下的測量需求。

激光跟蹤儀在連鑄機(jī)安裝中應(yīng)用非常廣泛，如香蕉梁安裝精度的控制，鋼包回轉(zhuǎn)臺升降臂檢測以及扇形段測量等。本文詳細(xì)介紹GTS激光跟蹤儀在連鑄機(jī)扇形段底座裝調(diào)中的應(yīng)用。

- 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(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)固定在軌道檢測小車上，推動小車用連續(xù)距離模式測量軌跡，布置轉(zhuǎn)站定位點并移動跟蹤儀進(jìn)行多次轉(zhuǎn)站測量，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。

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）可實現(xiàn)對目標(biāo)位置和姿態(tài)的動態(tài)跟蹤及高精度測量，可同時實現(xiàn)對工業(yè)機(jī)器人位置精度和姿態(tài)精度的監(jiān)控和測量，完美契合工業(yè)機(jī)器人性能指標(biāo)的測量需求。

除上述之外，激光跟蹤儀還可以替代激光干涉儀進(jìn)行線性定位精度和角度定位精度的測量，以及速度、加速度等動態(tài)測量分析。 激光跟蹤儀作為一種先進(jìn)的測量工具，在提升大型龍門機(jī)床裝調(diào)精度及效率方面具有顯著優(yōu)勢，通過激光跟蹤儀的引入，制造企業(yè)可以有效提高裝調(diào)精度，縮短裝調(diào)時間，提升整體生產(chǎn)效率，為制造企業(yè)帶來更多的競爭優(yōu)勢。

這使得激光跟蹤儀成為大型結(jié)構(gòu)件測量的重要工具之一。 底座測量數(shù)據(jù) 底座數(shù)據(jù)誤差圖 在大型結(jié)構(gòu)件的制造過程中，激光跟蹤儀通過采集被測物多個坐標(biāo)值，再通過自研軟件快速計算，精確地測量出結(jié)構(gòu)件的尺寸和形狀數(shù)據(jù)，保證結(jié)構(gòu)件的質(zhì)量和功能。

測量步驟 1、搭建數(shù)據(jù)交互橋梁 首先，GTS激光跟蹤儀開放數(shù)據(jù)端口，實現(xiàn)與控制系統(tǒng)的通訊連接。PC端SMT測量軟件作為數(shù)據(jù)處理中樞，接收GTS激光跟蹤儀采集的原始數(shù)據(jù)，在完成復(fù)雜的計算后，SMT測量軟件會以UDP協(xié)議格式向控制系統(tǒng)發(fā)送命令，引導(dǎo)控制系統(tǒng)進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)姿。

圖3 使用六維姿態(tài)傳感器測量機(jī)器人 激光跟蹤儀校準(zhǔn)機(jī)器人的原理：通過GTS激光跟蹤儀，可以精確測量機(jī)器人末端在一系列預(yù)定義關(guān)節(jié)角度下的實際位姿，RobotMaster軟件將測量數(shù)據(jù)與內(nèi)部通過DH模型轉(zhuǎn)換得到的理論值進(jìn)行計算。根據(jù)計算所得偏差，通過軟件的算法調(diào)整DH模型，使得理論位置與測量位置之間的差異最小化，將修正后的參數(shù)補(bǔ)償進(jìn)機(jī)器人，從而提高其精度。

SpatialMaster（以下簡稱SMT）是專為大尺寸測量設(shè)備如激光跟蹤儀配套使用的，通用的三維測量分析軟件。 SMT軟件是一款與儀器無關(guān)的，支持多個任意類型的儀器同時測量，測量數(shù)據(jù)可溯源的，具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理分析功能，支持生產(chǎn)制造過程中的幾何尺寸公差(GD&T)評定，此外SMT具有用戶交互性，方便靈活的分析報告功能。

將激光器發(fā)出的激光束導(dǎo)入望遠(yuǎn)鏡筒內(nèi)，使其沿視準(zhǔn)軸方向射出水平激光束。 利用激光的單色性和相干性，經(jīng)過望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦，在波帶板的調(diào)焦范圍內(nèi)，獲得明亮而精細(xì)的十字型或圓形的激光光斑，從而更精確地照準(zhǔn)目標(biāo)。如在前、后水準(zhǔn)標(biāo)尺上配備能自動跟蹤的光電接收靶，即可進(jìn)行水準(zhǔn)測量。 激光水準(zhǔn)儀操作方法激光水準(zhǔn)儀是利用激光束代替人工讀數(shù)的一種水準(zhǔn)儀。

2、GTS激光跟蹤儀激光跟蹤儀是大尺寸三維空間測量利器，航空航天、高鐵動車、船舶、汽車、電力能源、大型裝備、工業(yè)機(jī)器人等行業(yè)都離不開它。 GTS激光跟蹤儀百米工作空間高性能，突破了百米的測量范圍、毫秒級的測量時間、微米級的測量精度以及動態(tài)實時跟蹤測量等各項技術(shù)難點，具有三維坐標(biāo)、位置、姿態(tài)、尺寸、形狀、動態(tài)運動參數(shù)等測量功能，可實現(xiàn)最大半徑80米范圍內(nèi)的測量。