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激光跟蹤儀采用球坐標系測量系統(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，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(jīng)目標反射的激光返回發(fā)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。

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測頭配合使用：1、GTS3000激光跟蹤儀與光學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160m，能為工程機械制造提供精準的測量保障。 裝載機動臂精度檢測 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。

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。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反射鏡的距離。當目標反射鏡移動時，激光跟蹤儀通過不斷地測量角度和距離的變化，從而確定目標在三維空間中的位置。

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

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行詳細介紹。 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。

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(dǎo)軌安裝精度。 2、機床精度檢測 在機床精度檢測領(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)，最終提升機器人的服務(wù)水平，推動服務(wù)機器人產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。 在機器人性能檢測領(lǐng)域，中圖儀器激光跟蹤儀覆蓋工業(yè)機器人、醫(yī)療機器人以及服務(wù)機器人，為機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供完整、高效、精準的測試方案，推動機器人產(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。本文詳細介紹GTS激光跟蹤儀在連鑄機扇形段底座裝調(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系，把反射靶標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)機器人校準及性能需求，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)機器人性能指標的測量需求。

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的測量工具，在提升大型龍門機床裝調(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)進行精準調(diào)姿。

圖3 使用六維姿態(tài)傳感器測量機器人 激光跟蹤儀校準機器人的原理：通過GTS激光跟蹤儀，可以精確測量機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)補償進機器人，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)入望遠鏡筒內(nèi)，使其沿視準軸方向射出水平激光束。 利用激光的單色性和相干性，經(jīng)過望遠鏡調(diào)焦，在波帶板的調(diào)焦范圍內(nèi)，獲得明亮而精細的十字型或圓形的激光光斑，從而更精確地照準目標。如在前、后水準標尺上配備能自動跟蹤的光電接收靶，即可進行水準測量。 激光水準儀操作方法激光水準儀是利用激光束代替人工讀數(shù)的一種水準儀。

總之，三坐標測量機和激光跟蹤儀各具特色。三坐標測量機精于中小尺寸工件精密測量，激光跟蹤儀擅長大尺度空間測量定位，共同為現(xiàn)代制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。