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現場大尺寸測量的技術變革

作者: 時間:2013-07-03 來源:網絡 收藏
自從1991年瑞士股份有限公司(簡稱)發明并制造出第一臺以來,激光跟蹤測量技術在航空航天、汽車制造等行業得到了廣泛的應用。通過每秒幾千點的采點速率,跟蹤儀對內部安裝有棱鏡反射鏡的跟蹤球進行精確的實時跟蹤。跟蹤球移動時,跟蹤儀會自動跟蹤反射鏡的球心位置。把跟蹤球放在被測位置上,記錄下測量值,這樣就記錄下了該點的三維坐標。是基于空間極坐標測量原理,給定點的坐標由跟蹤頭輸出的兩個角度,即水平角H和垂直角V,以及反射鏡到跟蹤頭的距離S計算出來的。


激光跟蹤測量技術和數字照相測量技術的完美結合,能夠實時獲得任何目標的六維空間軌跡,從而得到探測點的精確坐標

典型的應用是在大型工裝的組裝和檢測領域。在某些行業,如飛機制造業,激光跟蹤儀已經成為標準的檢測和生產輔助設備,是不可或缺的質量控制手段。但是,在某些復雜工裝和部件的檢測中,如在汽車制造業,采用跟蹤球測量的局限性就體現出來了。即使是采用某些裝置,如隱藏點測量桿等,也很難滿足測量的需要。正是基于這種需求,開創了全新的駐機定位技術,并基于此技術開發出系列超輕型手持式測量產品——“T系列產品”,現在已擁有用于觸發測量的T-Probe和用于激光掃描的T-Scan兩款產品。

應用基于激光跟蹤儀的駐機定位技術,讓傳統的激光跟蹤儀成為了現場使用的大型三坐標測量機和掃描儀。“T系列產品”須與跟蹤儀一起使用,并且要在一般跟蹤儀的基礎上增加用于測量目標姿態的高精度數字照相機(T-CAM)。T-CAM集中體現了徠卡測量系統在光機技術上的傳統優勢。比如,在尺寸不變的情況下,T-CAM具有500mm的變焦能力,并且能始終將視場大小固定并聚焦在“T產品”上,即使是長距離測量,精度也不會有所損失。與T-CAM相匹配,在T-Probe和T-Scan的表面上不僅有一個用于接收激光束的棱鏡反射鏡,還均布了一個發光二極管(LED)的點陣。激光跟蹤儀通過棱鏡反射鏡跟蹤它們的空間位置,T-CAM通過100Hz的跟蹤速率跟蹤LED點陣,實時測量它們的姿態——繞x、y、z三軸旋轉的參數(i, j, k),這樣就可以獲得T-Probe或T-Scan的六維參數,從而精確地得到探測點的坐標值。激光跟蹤測量技術和數字照相測量技術的完美結合,使得高速坐標位置跟蹤和高速空間姿態跟蹤結合在一起,完成了跟蹤測量技術的一次創新。


T-Probe被稱為“Walk Around CMM”,是世界上最輕的三坐標測量機。T-Probe采用碳纖維材料制成,連同電池和探針等所有附件在內,重量僅有670g。不過,T-Probe卻具有很大的測量范圍,最大可達30m 。在8.5m的范圍內,空間測量誤差不超過60mm。

T-Probe采用目前通用的雷尼紹探針,用戶可以根據自己的測量需要隨意組合探針和加長桿。如果需要,可以加長到200~300mm甚至更長。T-Probe擁有的很多智能化功能大大方便了用戶,比如:探針的自動識別功能,使得經過校準過的探針組合可以在測量過程中隨意更換而不再需要重新校準。不管是多么復雜的部件還是工裝,使用T-Probe都可以輕松完成測量,而且激光跟蹤儀不需要轉站。

T-Scan被稱為“Walk Around Scanner”,是一個超輕型的非接觸式手持激光掃描儀。T-Scan具有每秒采集7000點數據的采集能力,這意味著,在短短幾分鐘內就可以精確采集數百萬個點的坐標數據,而且在整個量程范圍內(30m),空間測量誤差不超過50mm。T-Scan擁有一些專有的技術,例如,掃描儀可以根據被掃描表面的亮度自行調節激光束的密度,以保證足夠的反射光,使得精度保持一致。T-Scan可以用于自由曲面的精確測量,可以實時給出測量結果,也可以快速采集數據,是模具制造和逆向工程等方面應用的有力工具。

“正是通過對先進理念的創新,讓徠卡測量系統成為了工業測量應用領域的先驅。這些技術與應用有望成為若干行業中的最佳解決方案。基于最新的駐機定位技術開發的超輕型手持式T-Probe和T-Scan,讓航空、汽車和其他工業的客戶改進了產品質量、減少了生產損耗、降低了制造成本,并最大程度地減少了停工時間。”Frost Sullivan的行業經理Sath Rao高度評價了這一革命性的測量技術。

“系統的精度與坐標測量機(CMM)相同,優于便攜式關節臂測量機(Arm),而且沒有各種CMM通常具有的測量范圍限制和對環境的苛刻要求,讓我們的用戶能夠顯著提高生產率和靈活性。” 徠卡工業測量部總裁Walter Mittelholzer對自己的產品充滿信心。(end)
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