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現(xiàn)場(chǎng)大尺寸測(cè)量的技術(shù)變革

作者: 時(shí)間:2013-07-03 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
自從1991年瑞士股份有限公司(簡(jiǎn)稱)發(fā)明并制造出第一臺(tái)以來(lái),激光跟蹤測(cè)量技術(shù)在航空航天、汽車(chē)制造等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。通過(guò)每秒幾千點(diǎn)的采點(diǎn)速率,跟蹤儀對(duì)內(nèi)部安裝有棱鏡反射鏡的跟蹤球進(jìn)行精確的實(shí)時(shí)跟蹤。跟蹤球移動(dòng)時(shí),跟蹤儀會(huì)自動(dòng)跟蹤反射鏡的球心位置。把跟蹤球放在被測(cè)位置上,記錄下測(cè)量值,這樣就記錄下了該點(diǎn)的三維坐標(biāo)。是基于空間極坐標(biāo)測(cè)量原理,給定點(diǎn)的坐標(biāo)由跟蹤頭輸出的兩個(gè)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(jì)算出來(lái)的。


激光跟蹤測(cè)量技術(shù)和數(shù)字照相測(cè)量技術(shù)的完美結(jié)合,能夠?qū)崟r(shí)獲得任何目標(biāo)的六維空間軌跡,從而得到探測(cè)點(diǎn)的精確坐標(biāo)

典型的應(yīng)用是在大型工裝的組裝和檢測(cè)領(lǐng)域。在某些行業(yè),如飛機(jī)制造業(yè),激光跟蹤儀已經(jīng)成為標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)和生產(chǎn)輔助設(shè)備,是不可或缺的質(zhì)量控制手段。但是,在某些復(fù)雜工裝和部件的檢測(cè)中,如在汽車(chē)制造業(yè),采用跟蹤球測(cè)量的局限性就體現(xiàn)出來(lái)了。即使是采用某些裝置,如隱藏點(diǎn)測(cè)量桿等,也很難滿足測(cè)量的需要。正是基于這種需求,開(kāi)創(chuàng)了全新的駐機(jī)定位技術(shù),并基于此技術(shù)開(kāi)發(fā)出系列超輕型手持式測(cè)量產(chǎn)品——“T系列產(chǎn)品”,現(xiàn)在已擁有用于觸發(fā)測(cè)量的T-Probe和用于激光掃描的T-Scan兩款產(chǎn)品。

應(yīng)用基于激光跟蹤儀的駐機(jī)定位技術(shù),讓傳統(tǒng)的激光跟蹤儀成為了現(xiàn)場(chǎng)使用的大型三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)和掃描儀。“T系列產(chǎn)品”須與跟蹤儀一起使用,并且要在一般跟蹤儀的基礎(chǔ)上增加用于測(cè)量目標(biāo)姿態(tài)的高精度數(shù)字照相機(jī)(T-CAM)。T-CAM集中體現(xiàn)了徠卡測(cè)量系統(tǒng)在光機(jī)技術(shù)上的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)。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(chǎng)大小固定并聚焦在“T產(chǎn)品”上,即使是長(zhǎng)距離測(cè)量,精度也不會(huì)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(gè)用于接收激光束的棱鏡反射鏡,還均布了一個(gè)發(fā)光二極管(LED)的點(diǎn)陣。激光跟蹤儀通過(guò)棱鏡反射鏡跟蹤它們的空間位置,T-CAM通過(guò)100Hz的跟蹤速率跟蹤LED點(diǎn)陣,實(shí)時(shí)測(cè)量它們的姿態(tài)——繞x、y、z三軸旋轉(zhuǎn)的參數(shù)(i, j, k),這樣就可以獲得T-Probe或T-Scan的六維參數(shù),從而精確地得到探測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)值。激光跟蹤測(cè)量技術(shù)和數(shù)字照相測(cè)量技術(shù)的完美結(jié)合,使得高速坐標(biāo)位置跟蹤和高速空間姿態(tài)跟蹤結(jié)合在一起,完成了跟蹤測(cè)量技術(shù)的一次創(chuàng)新。


T-Probe被稱為“Walk Around CMM”,是世界上最輕的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)。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(nèi),重量?jī)H有670g。不過(guò),T-Probe卻具有很大的測(cè)量范圍,最大可達(dá)30m 。在8.5m的范圍內(nèi),空間測(cè)量誤差不超過(guò)60mm。

T-Probe采用目前通用的雷尼紹探針,用戶可以根據(jù)自己的測(cè)量需要隨意組合探針和加長(zhǎng)桿。如果需要,可以加長(zhǎng)到200~300mm甚至更長(zhǎng)。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(dòng)識(shí)別功能,使得經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)過(guò)的探針組合可以在測(cè)量過(guò)程中隨意更換而不再需要重新校準(zhǔn)。不管是多么復(fù)雜的部件還是工裝,使用T-Probe都可以輕松完成測(cè)量,而且激光跟蹤儀不需要轉(zhuǎn)站。

T-Scan被稱為“Walk Around Scanner”,是一個(gè)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(diǎn)數(shù)據(jù)的采集能力,這意味著,在短短幾分鐘內(nèi)就可以精確采集數(shù)百萬(wàn)個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù),而且在整個(gè)量程范圍內(nèi)(30m),空間測(cè)量誤差不超過(guò)50mm。T-Scan擁有一些專有的技術(shù),例如,掃描儀可以根據(jù)被掃描表面的亮度自行調(diào)節(jié)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(cè)量,可以實(shí)時(shí)給出測(cè)量結(jié)果,也可以快速采集數(shù)據(jù),是模具制造和逆向工程等方面應(yīng)用的有力工具。

“正是通過(guò)對(duì)先進(jìn)理念的創(chuàng)新,讓徠卡測(cè)量系統(tǒng)成為了工業(yè)測(cè)量應(yīng)用領(lǐng)域的先驅(qū)。這些技術(shù)與應(yīng)用有望成為若干行業(yè)中的最佳解決方案?;谧钚碌鸟v機(jī)定位技術(shù)開(kāi)發(fā)的超輕型手持式T-Probe和T-Scan,讓航空、汽車(chē)和其他工業(yè)的客戶改進(jìn)了產(chǎn)品質(zhì)量、減少了生產(chǎn)損耗、降低了制造成本,并最大程度地減少了停工時(shí)間?!盕rost Sullivan的行業(yè)經(jīng)理Sath Rao高度評(píng)價(jià)了這一革命性的測(cè)量技術(shù)。

“系統(tǒng)的精度與坐標(biāo)測(cè)量機(jī)(CMM)相同,優(yōu)于便攜式關(guān)節(jié)臂測(cè)量機(jī)(Arm),而且沒(méi)有各種CMM通常具有的測(cè)量范圍限制和對(duì)環(huán)境的苛刻要求,讓我們的用戶能夠顯著提高生產(chǎn)率和靈活性。” 徠卡工業(yè)測(cè)量部總裁Walter Mittelholzer對(duì)自己的產(chǎn)品充滿信心。(end)
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