лазерный трекер что это
Что такое лазерный трекер? Принцип работы.
В этой статье мы кратко опишем технологии и принципы работы, которые используются в лазерных трекерах Leica серий AT930/AT960. Вы увидите, как работает трекер, что происходит, во время выполнения измерений и как они соответствуют спецификации. В дополнение, статья содержит обзор некоторых компонентов системы.
1. Принцип 3D-измерений.
Принцип 3D измерений лазерным трекером это просто – трекер измеряет всего три параметра – два угла и расстояние:
Параметры 3D-измерений трекером
Эти три сферические координаты (Hz/V/D) трансформируются в прямоугольные координаты (X/Y/Z) Углы измеряются с точностью угловых энкодеров, датчиков встроенных в трекер. Расстояние до цели определяется с помощью технологии абсолютного интерферометра (AIFM). AIFM совмещает в себе интерферометр (IFM) для измерений относительных расстояний с высокой скоростью в динамике и абсолютный дальномер (ADM) для определения абсолютных расстояний. Две системы работают одновременно, что позволяет трекеру зафиксировать луч на движущемся отражателе и отслеживать его перемещения с высокой точностью и высокой частотой замеров, до 1000 Гц (1000 измерений в секунду).
Таким образом, по аналогии с измерениями любыми контактными КИМ, принцип измерений и работы с лазерным трекером следующий: прибор подключается к компьютеру, на котором установлено метрологическое программное обеспечение для сбора и анализа данных (напр. PolyWorks). (Без компьютера подобными устройствами обычно не работают, т.к. сбор самих данных измерений осуществляется непосредственно в программном обеспечении.) Т.к. трекер следит за отражателем и подключен к компьютеру, управляющая программа “знает” положение центра отражателя в системе координат трекера (или любой другой). Далее с помощью отражателя, посредством контактных измерений (отражатель помещается прямо на измеряемую поверхность) набираются точки на изделии, по которым программа строит геометрические элементы, описывающие измеряемую деталь, например цилиндры (отверстия), плоскости (грани, фланцы), конусы и т.п. Далее уже эти элементы оцениваются в программе на предмет размеров, допусков и т.п. (габаритный размер изделия между плоскостями, межосевое расстояние, сооность, параллельность и т.п). Если мы используем сканер для трекера, то в программе формируется облако точек, и остальные манипуляции проходят уже с ним. При наличии 3Д-модели (CAD), программа позволяет совместить данные измерений с этой моделью и тогда номинальные размеры изделия берутся из этой модели автоматически.
Подробные технические характеристики, точности, сравнение модельного ряда лазерных трекеров Leica, можно посмотреть в нашем каталоге по ссылке.
2. Принцип 6D-измерений.
Трекеры серии AT960 могут выполнять 6D-измерения с помощью встроенной измерительной камеры с оптическим варио-зумом. Благодаря этому у трекера есть возможность проводить измерения на Т-устройства (напр. T-Probe). Т-устройства оборудованы отражателем-призмой и набором инфракрасных светодиодов (IR LED). По принципу 3D-измерений трекер определяет положение призмы, в то время как измерительная камера производит замеры положения светодиодов, которые используются для вычисления углов поворота Т-устройства в поле зрения камеры. Вместе с параметрами положения Т-устройства (Hz/V/D), которые определяет трекер и углами поворота Т-устройства (ω, φ, κ), которые определяет измерительная камера в целом вся система AT960 производит замер 6-ти параметров, то есть производит 6D (6DoF) измерения:
Параметры замеряемые камерой
Параметры замеряемые трекером
Т-устройства, которые работают с трекером AT960:
Лазерные трекеры: что это?
Лазерный трекер – это измерительный прибор, использующий принцип слежения за отражателем посредством лазерного луча. Принцип работы лазерного трекера следующий:
Современные модели координатно-измерительных машин позволяют измерять и определять геометрию объектов с сублимированной точностью – до 0,020 мм. Применяется как контактный, так и бесконтактный способ (путем задействования или ручных лазерных 3D-сканеров, или применяя метод прямого безотражательного активного сканирования). Позволяет работать с даже с крупногабаритными изделиями.
Назначение лазерных трекеров
Сегодня такие приборы используются для решения множества задач:
Одни из передовых и высокотехнологичных на сегодня моделей – абсолютные лазерные трекеры Leica. В частности модели линейки Leica AT 9xx, Leica ATS, Leica AT 4xx. Это высокоскоростные, функциональные и малогабаритные КИМ, позволяющие работать в экстремальных условиях и проводить сложные измерительные манипуляции. В том числе с применением беспроводного щупа для контактных измерений или 3D-сканера для бесконтактных. Например, щупа T-Probe. А новейшие технологии позволяют системе выполнять измерения с несколькими степенями свободы.
Область применения оборудования
Важно не только, как работает лазерный трекер, но и где он может применяться. В частности, модели Leica используются в самых разных направлениях:
С помощью лазерных трекеров можно проводить измерения крупных узлов техники и машин, оцифровывать поверхности разной сложности, проводить контроль изделий, калибровать станки и другие координатно-измерительные машины, сравнивать готовые конструкции с CAD-моделями, калибровать роботов и т. д.
Характеристики лазерных трекеров
Точность лазерного трекера – не единственный параметр, на который нужно обращать внимание при выборе. Учитываются десятки параметров, которые от модели к модели могут сильно отличаться.
Так, например, популярная модель Leica Absolute Tracker AT960 имеет следующие параметры:
С более детальными характеристиками этого и других трекеров Leica можно ознакомиться на нашем сайте.
Наши КИМ обладают высокой точностью, удобством эксплуатации и надежностью использования в сложных условиях. Если вам нужна помощь в выборе подходящей модели, обратитесь к менеджерам 3D Control. Они предоставят исчерпывающие консультации и порекомендуют оборудование конкретно под ваши задачи.
Измерения лазерным трекером, возможности и преимущества
Лазерные трекеры являются универсальными, удобными и популярными метрологическими приборами по разным причинам, например, сравнительно небольшой размер приборов, портативность, повторяемость и высокая точность измерений. Добавьте к этому возможность быстро и в реальном времени измерять большие объемы данных в трехмерных координатах, и неудивительно, что они стали так популярны на производстве. В этой статье мы кратко опишем, как работает лазерный трекер, а также приведем примеры применения трекеров на производстве, там, где измерения лазерным трекером – это лучший выбор!
Аппаратная часть
Лазерные трекеры измеряют трехмерные координаты своем рабочем объеме с высокой повторяемостью и точностью. Дальность действия современного лазерного трекера достигает 160 метров, и в большинстве случаев при работе в пределах разумного диапазона измерения точность лазерных трекеров составляет 25 ÷ 30 мкм (0.025 ÷ 0,030 мм). Как и большинство измерительных приборов, которые измеряют с применением угловых датчиков, точность трекера снижается с увеличением расстояния до цели. Обычно для лазерных трекеров эта ошибка составляет 0.5 угловых секунд. Технология трекера основана на комбинации двух методов: измерителя расстояния (абсолютного дальномера и/или интерферометра) для измерения абсолютного расстояния и угловых энкодеров для измерения двух механических осей лазерного трекера – вертикальной и горизонтальной. Лазерные трекеры излучают лазерный луч малой мощности на светоотражающую цель (отражатель), которая либо удерживается руками, либо закрепляется на измеряемом объекте. Луч лазера отражается от цели и снова попадает в трубу трекера в то же место, из которой он излучается. Измеритель расстояния (интерферометр или дальномер) анализирует волну луча, когда он снова попадает в трекер, и измеряет расстояние от трекера до светоотражателя. Лазерный трекер также учитывает уровень земли (привязку к горизонту), который является важным компонентом для многих юстировочных и регулировочных работ.
В типовой последовательности измерений оператор перемещает светоотражатель в желаемое место, а лазерный трекер следит за ним, при этом лазерный луч остается зафиксированным в центре светоотражателя. При перемещении отражателя лазерный трекер записывает расстояние, и два угла. Эти полярные координаты преобразуются в декартовы координаты, которые записываются в метрологическом программном обеспечении для последующей обработки.
Программная часть
Для лазерных трекеров существует ряд хороших программных решений для координатной метрологии. С помощью любой из программ собранные данные координат можно преобразовать в геометрические объекты, такие как точки, плоскости, сферы или цилиндры, окружности и т.п. Затем эти элементы могут быть привязаны к определенным базовым элементам для определения допусков положения, формы, параллельности, перпендикулярности, соосности, округлости и цилиндричности и т.п. Как правило эти данные могут быть предоставлены сразу же, что позволяет сравнивать параметры изделий с их CAD моделями в режиме реального времени.
Лазерные трекеры идеально подходят для многих производственных задач
В недалеком прошлом производители были вынуждены проводить испытания или измерения деталей и компонентов с помощью стационарных координатно-измерительных машин (КИМ). Это было чрезвычайно сложно и дорого при попытке измерить крупные детали или изделия, все еще находящиеся на производственной линии. Благодаря портативности лазерных трекеров измерения теперь могут выполняться с высокой скоростью и минимальными задержками. Возможностей лазерного трекера много, здесь мы опишем лишь некоторые из них:
Лазерный трекер
Лазерный трекер (to track (англ.) — следить) — измерительный прибор, в основе которого лежит принцип слежения за отражателем с помощью луча лазера.
Содержание
Описание
Применение
С помощью этого прибора можно выполнить следующие задачи [1] :
См. также
Примечания
Полезное
Смотреть что такое «Лазерный трекер» в других словарях:
Принтер — Эта статья или раздел нуждается в переработке. Пожалуйста, улучшите статью в соответствии с правилами написания статей … Википедия
АЦПУ — Компьютерный принтер (англ. printer печатник) устройство печати цифровой информации на твёрдый носитель, обычно на бумагу. Относится к терминальным устройствам компьютера. Процесс печати называется вывод на печать, а получившийся документ… … Википедия
Картридж чернильный — Компьютерный принтер (англ. printer печатник) устройство печати цифровой информации на твёрдый носитель, обычно на бумагу. Относится к терминальным устройствам компьютера. Процесс печати называется вывод на печать, а получившийся документ… … Википедия
Компьютерный принтер — (англ. printer печатник) устройство печати цифровой информации на твёрдый носитель, обычно на бумагу. Относится к терминальным устройствам компьютера. Процесс печати называется вывод на печать, а получившийся документ распечатка или твёрдая копия … Википедия
Принтеры — Компьютерный принтер (англ. printer печатник) устройство печати цифровой информации на твёрдый носитель, обычно на бумагу. Относится к терминальным устройствам компьютера. Процесс печати называется вывод на печать, а получившийся документ… … Википедия
Чернильный картридж — Компьютерный принтер (англ. printer печатник) устройство печати цифровой информации на твёрдый носитель, обычно на бумагу. Относится к терминальным устройствам компьютера. Процесс печати называется вывод на печать, а получившийся документ… … Википедия
Компакт-диск — Запрос «CD» перенаправляется сюда; см. также другие значения. Компакт диск … Википедия
Кулхацкер — Компьютерный сленг разновидность сленга, используемого как профессиональной группой IT специалистов, так и другими пользователями компьютеров. История Появление терминов Бурный рост со второй половины XX века компьютерных технологий, и, в… … Википедия
Компьютерная мышь — Типичная современная мышь оптическая, с двумя кнопками и нажимающимся колесом прокрутки У этого термина существуют и другие значения, см. Мышь (значения). Ма … Википедия
Лазерные трекеры
Лазерный трекер был разработан доктором Камом Лау в конце 80-х годов и запатентован в середине 90-х годов.
Лазерный трекер (to track (англ.) — следить) — высокотехнологичный измерительный прибор, основанный на принципе слежения за специальным уголковым отражателем с помощью лазерного луча. Испускаемый прибором лазерный луч, попадая в центр уголкового отражателя, возвращается обратно в объектив прибора, а далее – на приёмный датчик дальномера. С учётом двух углов и расстояния вычисляются текущие пространственные координаты отражателя (например, X, Y, Z). Координаты можно получать как в статическом режиме, так и в динамике.
Сервоприводы и угловые энкодеры позволяют наводить лазерный луч дальномера на измеряемый объект и отслеживать положение отражателя. Использование электронной метеостанции позволяет автоматически вносить коррекцию в измеренные данные при изменении температуры и давления. Встроенный электронный уровень позволяет проводить измерения относительно плоскости горизонта и выполнять нивелировку изделия без дополнительных настроек и калибровок.
Главной особенность всех трекеров API является то, что вращающийся по вертикальному углу измерительный блок включает все основные сенсоры: лазерный интерферометр и абсолютный дальномер расположены непосредственно на оси визирования.
В настоящее время трекер API является наиболее точным, компактным, защищенным и надежным (корпус выфрезерован из металлической отливки).
Сервисный центр лазерных трекеров
C 2010 года в Санкт-Петербурге на базе компании Нева Технолоджи функционирует авторизованный сервисный центр по гарантийному и постгарантийному ремонту и обслуживанию высокоточного измерительного оборудования производства компании Automated Precision Inc.
В распоряжении сервисного центра новейшее диагностическое оборудование и специалисты, которые смогут определить состояние Вашего трекера API, а также восстановить его работоспособность в кратчайшие сроки.
Оборудование нашего сервисного центра идентично тому, что используется на заводе-изготовителе в США.
Наши специалисты регулярно проходят стажировку на заводе-изготовителе.
У нас имеется собственный склад запасных частей, что позволяет выполнить ремонт в максимально сжатые сроки.
Ряд диагностических и ремонтно-восстановительных работ может быть выполнен непосредственно на территории предприятия пользователя. На время проведения ремонта в сервисном центре может быть предоставлен подменный прибор.