FARO Laser Tracker
提高生产率的设计
https://www.doczj.com/doc/1e80012.html,/LaserTracker/cn
FARO激光跟踪仪简介
FARO激光跟踪仪是一款高精度的便携式坐标测量设备，能够让您通过快速、简单和精确地测量来实现制造产品、优化流程和提供解决方案的目的。
应对测量挑战
全世界的客户都信赖FARO激光跟踪仪，并利用它来应
对日常的测量挑战以及过去无法解决的复杂难题。
重新定义效率
FARO激光跟踪仪在设备校准、设备安装、部件检测、
工装建造与设置、制造与装配集成和逆向工程等应用
领域都缔造了突破性的效率。
增加产量
通过提高工作速度、缩短停工时间、消除昂贵的废料
以及获得精确、一致和值得报告的测量数据，许多公
司节省了数百万美元的费用。
提供优质产品
利用FARO激光跟踪仪，您可以制造出更具竞争力
的产品，加快实施产品改进计划并为当今的技术市
场提供高性能的产品。
实际应用
FARO激光跟踪仪在各种行业的许多应用中均可实现精确的测量,它提供了更佳的测量方法并使全新的制造方法成为可能。
校准
? 比传统方法更准确、更省时
? 重复性测量，合理的趋于失真
? 通过实时测量来确定公差和验证设计
逆向工程
? 获取高精度的数字化扫描数据
? 不再需要硬件母版
工装建造
? 全程精确测试(确保部件达到最高的装配标准)
? 验证工装的尺寸完整性和可重复性(确定或预先防范工装缺陷)零件检测
? 将复杂的几何结构、曲面和特征位置与标称数据进行比较? 不需要移动工件到固定的检测工具中
? 减少生产废料和不合格产品带来的损失
设备安装
? 安放/调平床身
? 防止机床在磨合期运行时造成的损坏
? 降低设备上的零件磨损和撕裂
制造与装配集成
? 实时获取关键的定位反馈
? 设置移动部件的标称坐标
? 在移动过程中动态地持续测量，以提供定位点的数据
FARO Laser Tracker Vantage 优越的性能
作为全球最值得信赖的三维测量技术供应商，FARO公司利用Vantage彻底改变了高精度、大体积的测量装备。FARO Vantage运用突破性的激光跟踪仪技术，提供全球最完善的激光跟踪系统解决方案。
小型、轻量化设计
Vantage是FARO所制造的体积最小、重量最轻的激光跟踪仪，不仅具有极佳的易用性，
而且便于在不同的工作地点之间进行运输。它首屈一指的精确性，使其成为应对甚至是最
棘手的测量挑战的理想工具。
IP52 防水和防尘等级
利用Vantage，您现在可以将激光跟踪仪用于您以前认为不可能的环境中。Vantage激
光跟踪仪真正诠释了其可靠性的设计理念，它高达IP52级的防水和防尘性能可确保其良好
的耐用性，并使其成为FARO公司IP防护等级最高的测量装置。
完美的解决方案
在选择激光跟踪仪时，用户常常不得不为了满足自己的需求而作出妥协，几乎没有一种解
决方案可以将超轻便携、超高精度以及适应各种工况的超级耐用性集于一身，直到现在
Vantage的问世。
值得您信赖的技术
25年来，FARO一直是值得信赖的激光跟踪仪技术供应商。通过ASME B89.4.19标准
进行的性能测试，FARO激光跟踪仪的性能得到了验证；此外，FARO公司的所有
校准实验室均获得第三方认证，能够进行符合ISO17025标准的激光跟踪仪校准工作。
MultiView相机
Vantage是唯一采用MultiView技术(正在申请专利的全集成式双相机
系统)的激光跟踪仪。该技术能够让您自动对准到难以搜索的靶标，
对于自动化装配应用中由于部件之间的变动造成靶标可能处在正常位置
以外的情况，MultiView也可以快速高效的定位。
SmartFind
凭借FARO独有的SmartFind技术，现在您可以在复杂结构的部件内，
更快速、更轻松地测量以前很难或无法跟踪到得位置。当您在 MultiView
的视场内中断或丢失Vantage的激光束时，您只需向Vantage做出
简单手势，它就能使激光束重新对准您的靶标。
TruADM
Vantage激光跟踪仪所采用的TruADM技术，可为日常的实际测量应用(其绝对距离
测量结果(ADM)和干涉仪(IFM)测量结果之间的差异在绝大多数情况下，几乎可以忽
略不计)提供所需的精度。已获专利的FARO第五代ADM系统TruADM，与需要使用
IFM来支持其ADM系统的技术不同，FARO的TruADM技术让过程更为简化。
TruADM使用已获专利的预测算法来补偿靶标移动时的加速度和速度，从而打造出
技术尖端的跟踪系统。ADM在该系统中的速度之快，以至于可通过利用SMR来进行
动态的扫描测量。利用FARO激光跟踪仪，您能够扫描复杂的曲面轮廓、平面的平
面度和圆的直径等。
您能够快速而轻松地测绘出形状特征，以便更好地了解部件的几何形状并对部件做
出正确的判断。
TriMap编码器
TriMap是FARO Vantage激光跟踪仪专用且正在申请专利的编码器系统。它采用一
个拥有三个读数头的自映射系统，能够使编码器在更方便的位置缩短服务时间，确
保您以最合理的方式使用您的激光跟踪仪并从您的投资中获得最大的回报。
直列式光学元件
Vantage激光跟踪仪的直列式光学系统旨在扩大测量范围(最远可达80米*)，
从而可实现在一个位置测量更大的物体。无需频繁地移动设备，这意味着测量工作
能够在更短的时间内完成。
*请参阅《Vantage技术样本》，了解详细技术参数
集成Wi-Fi?
Vantage激光跟踪仪的集成式Wi-Fi采用最新的无线技术标准(无线-N)，意味着
无需将激光跟踪仪的数据线插入笔记本电脑便可在无线网络的覆盖范围内随时随地
进行测量，从而提高了设备的便携性和便利性。
卓越的便携性
拉杆箱式设计
创新的拉杆式设计，彻底改变了激光跟踪仪的运输方式。拉杆式运输箱不仅能够有效地保护跟踪头，还能像标准旅行箱那样轻松拉动。此外，该拉杆式运输箱还可轻松地放入飞机的头顶行李舱，方便您在乘飞机旅行时将Vantage 激光跟踪仪带到任何地方。
重要的是，您能够方便地存放激光跟踪仪并将其轻松地运送至工作地点或车间周围。Vantage 采用创新的行李箱系统， 无论何种应用，或是位于全球的任何位置，您都能轻松地运送您的激光跟踪仪。FARO 通过Vantage ，把“便携性” 这一概念提升到一个全新的水平。
背包式设计
Vantage 激光跟踪仪的背包式运输箱用于装载主控制器(MCU)和所需的其他附件，为您提供了一个完备的运输系统。基于人体工程学的设计使背负更加舒适，或轻松地置于拉杆运输箱之上，将整个系统作为一个整体来进行搬运。由于拉杆箱也能放入飞机的头顶行李舱，乘飞机旅行变得轻而易举。
重型装运箱
当您想要托运Vantage 激光跟踪仪时，重型装运箱可容纳拉杆箱和 背包并在运输过程中提供必要的保护。它们还可以堆叠起来，组成一个可移动的工作台。装运箱还提供了额外的空间，便于存放延长线、电源或完成工作所需的其他附件。
ION 激光跟踪仪可用于在线测量、高速动态测量或 高精度的设备校准等侧重于达到最高精度的应用， 是一种集成干涉仪(IFM)的先进测量系统，可提供完成测量任务所需的高精度和大范围的优越性能。
üü多样化的安装方式
üü智能预热üü
集成式气象站üü
集成式精密水平仪
ü
211mm
291m m
242mm
453m m
业界领先的功能
现场补偿方案
因为任何测量系统的精度都会由于测量环境的变化，而引起误差，所以补偿是一项非常重要的程序。根据您的需求和激光跟踪仪的型号，FARO激光跟踪仪提供了三种不同的补偿方法。
快速补偿(QuickComp)
? 专用于Vantage激光跟踪仪
? 速度最快的补偿方式(2-3分钟)
? 基于特定的范围来优化激光跟踪仪的测量结果
? 确保较高的系统精度
自补偿(SelfComp)
? 专门用于ION激光跟踪仪
? 速度快(5分钟)
? 确保系统精度
定向补偿
? 用于所有型号的FARO激光跟踪仪
?20-30分钟
? 确保最高的系统精度
激光随开即用
由于无需激光管预热，所以能够更快地开始测量。此项功能
为Vantage激光跟踪仪，能够让准备时间缩短20-30分钟！
多样化的安装方式
FARO激光跟踪仪可垂直、水平或倒置安装*，因此能够灵活地安装在狭窄或拥挤的区域内。
智能预热
该功能可缩短测量装置的预热时间，最大限度地减少初始温度变化对测量的影响。
集成式气象站
温度、气压和湿度会影响光在空气中的传播速度。集成式
气象站能够监控这些因素的变化并作出补偿，以确保测量结果的准确性。
集成式精密水平仪
激光跟踪仪采用一个内置式电子水平传感装置，能够根据重力矢量方向来确定跟踪仪的方向，对于无法确保跟踪仪置于水平表面时的复杂校准和设备安装尤其有用。
*倒置安装时需要使用集成的螺纹环。
精确、耐用、物美价廉的防破裂反射靶球
? 三种型号： 1. 标准精度型 (黑环) 2. 长距离型 (绿环) 3. 高性能型 (蓝环)? 高性能型反射靶球的精度比重型防破裂反射靶球高出80%? 球体特性与置于中心的光学组件相结合的设计，使高性能型反射靶球成为世界上最精确的防破裂反射靶球? 比之前的防破裂型反射靶球成本更低? 镀金一体式反射靶球(未使用单独的玻璃面板，不会随时间而发生移位或 破裂)
防尘防破裂反射靶球
? 性能极佳，适用于恶劣环境? 窗口保护盖设计旨在让反射光学装置保持清洁? 可更换的窗口保护盖? 镀金一体式反射靶球
重型防破裂反射靶球
? 实心不锈钢球体的设计
? 镀金集成式反射靶球? 能够在极端的温度条件下发挥极佳的工作性能
FARO Laser Tracker Targets
激光跟踪仪与其靶标密不可分。无论激光跟踪仪的精度如何，靶标的精度都会直接影响测量的质量。FARO 的反射 靶球(SMR)体现了我们在提供全面测量解决方案方面的努力，我们不仅提供高性能的激光跟踪仪，还提供一系列精确、耐用且物美价廉的靶标。
重复性靶标
?开放式立方角型
?无论激光跟踪仪的瞄准角度如何，
均可确保测量结果的可重复性
?用于获得重复性测量结果的理想
靶标
RetroProbes探头
? 用于测量凹陷部位或小型部件，例如孔、槽和设备表面
? 借鉴了关节臂式或固定式CMM型探头的设计风格
? 可轻松地探测到凹陷部位，隐藏点及拐角部位
? 最大限度地减少激光跟踪仪重新定位的次数
? 一英寸或四英寸加长型探头
FARO体验
拥有一台FARO激光跟踪仪仅仅是您与我们缔结良好伙伴关系的开始。我们的员工以擅长构建良好的客户关系而著称，他们通过走访您的企业、了解您的业务和流程、以及提供测量计划和培训，来帮助您充分发挥FARO系统带来的效益。
FARO的维修和校准中心遍布世界各地，并且
全都通过了ISO-9001认证和维修FARO产品所
需的I S O-17025实验室认证。每个中心均
提供保证期内以及保证期之后的维修服务。在
FARO，我们的目标是及时地维修、检测、校准
和归还您的设备。
FARO的培训中心为您提供必要的知识，确保
您可满怀自信地进行测量。从设备安装、基础
测量、与标称数据的对齐和比较，再到高级
程序和编程，我们可在FARO培训中心或贵
公司为您提供基础和高级培训。另外，FARO还
拥有经验丰富的客户服务代表，可就与设备或
应用有关的问题提供电话支持。
关于FARO
FARO是一家全球性的技术公司，主要开发用于检测、成像、逆向工程和勘测等领域的便携式三维测量和文件处理仪器。我们致力于研发性能卓越的产品来简化客户的工作，使客户能够大大缩短现场测量时间并降低总成本。
作为便携式计算机辅助测量设备的市场领导者，我们应用独特的知识以及对客户商业目标的理解，来帮助客户获得成功。通过利用最先进的技术来制造出更加精确、可靠且便于使用的业内领先产品，我们相信能够让客户超越他们的期望。
我们对客户承诺的远不止产品的性能 – 利用FARO，客户能够进行省心的三维测量。FARO的每个团队成员都全心全意地致力于简化客户的工作，为客户和我们的创新提供支持，从而使我们的客户和他们的企业能够更加繁荣兴旺。
? 2013 FARO | FARO and the FARO Logo are registered trademarks of FARO Technologies Inc. All rights reserved. The term Wi-Fi ? is a registered trademark of the Wi-Fi Alliance ?.
04REF104-008.pdf
Revised: 15 March https://www.doczj.com/doc/1e80012.html,/LaserTracker/cn
法如科技 FARO Technologies Inc.上海市徐汇区平福路188号聚鑫信息科技园2号楼1楼邮编：200231服务热线：400 677 6826电话：+86.21.61917600传真：+86.21.64948670邮箱：china@https://www.doczj.com/doc/1e80012.html,
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Asia Pacific Headquarters FARO SINGAPORE PTE LTD No. 3 Changi South Street 2
#01-01 Xilin Districentre Building B Singapore 486548
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Bangkok 10260. Thailand Tel: +66.2.7441273-4Fax: +66.2.7443178
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FARO Laser Tracker 提高生产率的设计 https://www.doczj.com/doc/1e80012.html,/LaserTracker/cn
FARO激光跟踪仪简介 FARO激光跟踪仪是一款高精度的便携式坐标测量设备，能够让您通过快速、简单和精确地测量来实现制造产品、优化流程和提供解决方案的目的。 应对测量挑战 全世界的客户都信赖FARO激光跟踪仪，并利用它来应 对日常的测量挑战以及过去无法解决的复杂难题。 重新定义效率 FARO激光跟踪仪在设备校准、设备安装、部件检测、 工装建造与设置、制造与装配集成和逆向工程等应用 领域都缔造了突破性的效率。 增加产量 通过提高工作速度、缩短停工时间、消除昂贵的废料 以及获得精确、一致和值得报告的测量数据，许多公 司节省了数百万美元的费用。 提供优质产品 利用FARO激光跟踪仪，您可以制造出更具竞争力 的产品，加快实施产品改进计划并为当今的技术市 场提供高性能的产品。
实际应用 FARO激光跟踪仪在各种行业的许多应用中均可实现精确的测量,它提供了更佳的测量方法并使全新的制造方法成为可能。
校准 ? 比传统方法更准确、更省时 ? 重复性测量，合理的趋于失真 ? 通过实时测量来确定公差和验证设计 逆向工程 ? 获取高精度的数字化扫描数据 ? 不再需要硬件母版 工装建造 ? 全程精确测试(确保部件达到最高的装配标准) ? 验证工装的尺寸完整性和可重复性(确定或预先防范工装缺陷)零件检测 ? 将复杂的几何结构、曲面和特征位置与标称数据进行比较? 不需要移动工件到固定的检测工具中 ? 减少生产废料和不合格产品带来的损失 设备安装 ? 安放/调平床身 ? 防止机床在磨合期运行时造成的损坏 ? 降低设备上的零件磨损和撕裂 制造与装配集成 ? 实时获取关键的定位反馈 ? 设置移动部件的标称坐标 ? 在移动过程中动态地持续测量，以提供定位点的数据
概述 1.1 激光跟踪测量系统（Laser Tracker System）是工业测量系统中一种高精度的大尺寸测量仪器。它集合了激光干涉测距技术、光电探测技术、精密机械技术、计算机及控制技术、现代数值计算理论等各种先进技术，对空间运动目标进行跟踪并实时测量目标的空间三维坐标。它具有高精度、高效率、实时跟踪测量、安装快捷、操作简便等特点，适合于大尺寸工件配装测量。SMART310 是Leica 公司在1990年生产的第一台激光跟踪仪，1993年Leica公司又推出了SMART310 的第二代产品，其后，Leica 公司还推出了LT/LTD 系列的激光跟踪仪，以满足不同的工业生产需要。LTD 系列的激光跟踪仪采用了Leica 公司专利的绝对测距仪，测量速度快，精度高，配套的软件则在Leica统一的工业测量系统平台Axyz 下进行开发，包括经纬仪测量模块、全站仪测量模块、激光跟踪仪测量模[8] 。块 和数字摄影测量模块等 激光跟踪系统在我国的应用始于1996 年，上飞、沈飞集团在我国第一次引进了SMART310 激光跟踪系统；2005年上海盾构公司引进了Leica 公司的一套LTD600跟踪测量系统，应用于三维管模的检测。 [52] 激光跟踪测量系统的基本原理 1.2 近年来，激光跟踪测量系统的应用领域在不断扩大，很多公司都相继推出了各自品牌的激光跟踪仪，但所有的激光跟踪测量系统基本都是由激光跟踪头（跟踪仪）、控制器、用户计算机、反射器（靶镜）及测量附件等组成的。在本文中，实验采用的是LTD600激光跟踪测量系统（图2.1 ），因此具体讨论的基本原理是基于LTD600 型的激光跟踪测量系统。 图 2.1 LTD600 激光跟踪测量系统系统的组成1.2.1 激光跟踪仪的实质是一台能激光干涉测距和自动跟踪测角测距的全站仪，区别之处在于它没有望远镜，跟踪头的激光束、旋转镜和旋转轴构成了激光跟踪仪的三个轴，三轴相交的中心是测量坐标系的原点。它的结构原理如图2.2 所示系统的硬件主要组成部分包括：传感器头、控制器、电动机和传感器电缆、带LAN 电缆的应用计算机以及反射器。 （1）传感器头：读取角度和距离测量值。激光跟踪器头围绕着两根正交轴旋转。每根轴具有一个编码器用于角度测量和一只直接供电的DC 电动机来进行遥控移动。传感器头的油缸包含了一个测量距离差的单频激光干涉测距仪（IFM ），还有一个绝对距离测量装置（ADM ）。激光束通过安装在倾斜轴和旋转轴交叉处的一面镜子直指反射器。激光束也用作为仪器的平行瞄正轴。挨着激光干涉仪的光电探测器（PSD）接收部分反射光束，使跟踪器跟随反射器。 图 2.2 激光跟踪仪结构原理图 （2）控制器: 包含电源、编码器和干涉仪用计数器、电动机放大器、跟踪处理器和网卡（图2.3 ）。跟踪处理器将跟踪器内的信号转化成角度和距离观测值，通过局域网卡将数据传送到应用计算机上，同理从计算机中发出的指令也可以通过跟踪处理器进行转换再传送给跟踪器，完成测量操作。
精度更高、性能更强、重量更轻 常见应用 特点 全新的Faro 三维激光扫描测量臂V3 适用于检测、逆向工程 、快速成形、3D 建模。用户可以用测量臂的硬测头来精确采集点，再用激光扫描头获取所需的大量点云数据，无需增加或更换附件，无需解开电源线， 也无需从其他CMM 输入数据。 可与逆向工程软件如 Geomagic, Polyworks, Rapidform 和其他第三方软件包一起使用的Faro 三维激光扫描测量臂V3，能助您更快速地将产品投放市场。 扫描头定位，可实现更好的人机工程以及无阻碍的硬探测 交替使用激光扫描头和硬测头 激光扫描可达每秒19,200点 无中间软件运行 航空 : 逆向工程、校准、工件检测汽车 : 工装和校准、对齐、工件检测金属制造 : OMI 、手件检验、定期零件检验模具/工具和冲模 : 模具及冲模检验、样件扫描 完全整合的七轴模式激光扫描仪无需复杂的连接线或连接装置 新 — 加快50%的热稳定时间 较 V2 只用一半时间，即可及时捕捉高质量数据 新 — 精度提高 30% 与三维激光扫描测量臂V2系列相比 ，此设备的精度提高了30% 新 — 小巧,轻便的设计 三维激光扫描测量臂V3系列测头，在重量和尺寸上较 V2 缩小了30% 新 — 符合人体工学设计的可拆卸式手柄提供舒适的无应力应用 新 — 提高了物体表面扫描的性能在扫描黑色和高反光材质时无需喷显影剂，提供了更好的表面扫描性能 量臂的蓝牙技术相兼容 FARO Laser ScanArm V3 https://www.doczj.com/doc/1e80012.html,/cn https://www.doczj.com/doc/1e80012.html,/FaroArm/cn
硬件规格 认证: MET (UL, CSA Certified) ? CE Compliance ? Directive 93/68/EEC, (CE Marking) ? Directive 89/336/EEC, (EMC) ? FDA CDRH, Subchapter J of 21 CFR 1040.10 测量电力装置、控制与实验室使用； EN 61010-1:2001, IEC 60825-1, EN 61326 电力兼容（EMC ） EN 55011, EN 61000-3-2, EN 61000-3-3, EN 61000-4-4, EN 61000-4-5, EN 61000-4-6, EN 61000-4-8, EN 61000-4-11 操作温度: 10°C 至 40°C (50°F 至 104°F)温度变化量: 3°C/5min. (5.4°F/5min.) Max 湿度: 0 - 95%，无冷凝； 电源: 全球通用电压 85-245VAC, 50/60 Hz 系统性能 (非接触式) 扫描头V3规格 精确度: 0.0014” (35μm) 重复性: 0.0014” (±35μm, 2σ)最近(小)扫描距离: 3.75” (95mm) 扫描深度: 3.35” (85mm) 有效扫描宽度: 近距: 1.34” (34mm) 远距: 2.36” (60mm) 测量频率: 640 点/线 扫描速度: 30 帧/秒 30fps x 640点/线＝19,200点/秒 激光: 660nm 、CDHR 等级II/IEC 等级2M 重量: 370g 系统性能 (接触式) FARO Laser ScanArm V3 全球总部：美国 - Lake Mary, Florida 32746 | 欧洲总部：德国 - Lingwiesenstr . 11/2 · 70825 Korntal-Münchingen 04REF101-018.pdf Revised: 2 August 2013 ? 2013 FARO | FARO and the FARO Logo are registered trademarks of FARO Technologies Inc. All rights reserved.
1.1 概述 激光跟踪测量系统（Laser Tracker System）是工业测量系统中一种高精度的大尺寸测量仪器。它集合了激光干涉测距技术、光电探测技术、精密机械技术、计算机及控制技术、现代数值计算理论等各种先进技术，对空间运动目标进行跟踪并实时测量目标的空间三维坐标。它具有高精度、高效率、实时跟踪测量、安装快捷、操作简便等特点，适合于大尺寸工件配装测量。SMART310是Leica公司在1990年生产的第一台激光跟踪仪，1993年Leica公司又推出了SMART310的第二代产品，其后，Leica公司还推出了LT/LTD系列的激光跟踪仪，以满足不同的工业生产需要。LTD系列的激光跟踪仪采用了Leica公司专利的绝对测距仪，测量速度快，精度高，配套的软件则在Leica统一的工业测量系统平台Axyz下进行开发，包括经纬仪测量模块、全站仪测量模块、激光跟踪仪测量模 块和数字摄影测量模块等[8]。 激光跟踪系统在我国的应用始于1996年，上飞、沈飞集团在我国第一次引进了SMART310激光跟踪系统；2005年上海盾构公司引进了Leica公司的一套LTD600跟踪测量系统，应用于三维管模的检测。 1.2 激光跟踪测量系统的基本原理[52] 近年来，激光跟踪测量系统的应用领域在不断扩大，很多公司都相继推出了各自品牌的激光跟踪仪，但所有的激光跟踪测量系统基本都是由激光跟踪头（跟踪仪）、控制器、用户计算机、反射器（靶镜）及测量附件等组成的。在本文中，实验采用的是LTD600激光跟踪测量系统（图2.1），因此具体讨论的基本原理是基于LTD600型的激光跟踪测量系统。 图2.1 LTD600激光跟踪测量系统 1.2.1 系统的组成 激光跟踪仪的实质是一台能激光干涉测距和自动跟踪测角测距的全站仪，区别之处在于它没有望远镜，跟踪头的激光束、旋转镜和旋转轴构成了激光跟踪仪的
三位激光扫描仪调研 背景： 应用： 型号： 一、OpticScan 蓝光三维扫描仪 先临三维自主研发的OpticScan 蓝光三维扫描仪，特别适用于复杂曲面、柔性物体或易磨损的模具、样品、工件的测量和检测。 主要运用于： ●物体三维形状信息的获取，如三维测量、三维测绘、三维扫描、三维 数模档案、多媒体内容创建； ●产品的设计与研发，如CAD 设计、数字化加工、逆向工程、逆向设 计； ●三维检测，如CAV 和CAE分析 特性 | 1、精确 - 精度检测方法依据德国光学扫描仪测量检验标准VDI/VDE2634制定，单面精度最高可达7μm；
- 可生成高密度点云资料，工件表面精细部位清晰表达； - 系统具有对测量产生的噪音点进行修剪、剔除功能，确保测量精度o细节部位清晰表达 o数据完整 o精细 2、曲面信息轻松获取 - 先进非接触拍照式测量技术，轻松获取曲面信息，满足对复杂曲面、柔性物体的测量与检测要求； - 单面扫描时间小于5秒，可在瞬间获得高精度的三维数据，提高测量工作效率 3、安全、便捷 - 保护易磨损的模具、样品、文物等贵重物品不受损害； - 安全蓝光技术，不伤害人眼； - 尺寸小，可灵活移动，对大型或重型工件的也能方便的进行三维测量； 4、测量范围自由切换
- 四目系列三维扫描仪可自由切换扫描范围，且无须再次标定 5、经济性 - OpticScan蓝光三维扫描仪适用的领域广泛，无论是工业零配件还是 日常消费品，无论是文物还是首饰，都能应付自如； - 品质过硬而价格合理，让客户在投入最少化的前提下实现利益的最大 化 扫描样品举例 产品外观（点击查看大图） |a ppearance 1、 OpticScan-Q四目蓝光三维扫描仪 2、 OpticScan-D-Plus 双目蓝光 三维扫描仪 产品型号OpticScan-DL OpticScan-DM OpticScan-DS 单面扫描范围400mm×300mm(可调 节) 200mm×150mm(可调 节) 60mm×45mm(可调节)
用户经验谈 Self Levelling Metal Machines Pte Ltd 车工专家采用FARO 激光跟踪仪(FARO Laser Tracker)，只需耗费一半时间，即可达到更高精度 更高智能的工程与技术往往是促进任何工业发展的关键动力。其中，精密工程科学至今依然是制造业的复杂制造工艺的核心因素。Self Levelling Metal Machines Pte Ltd (SLMM)正是一家精密工程公司，该公司是业务遍布全球的Self Levelling Machines (SLM)公司属下成员之一。SLMM 创办于2000年，是Self Levelling Machines (Australia)与Metal Machines Engineering Services (Singapore)两家公司的联盟企业，公司总部设在新加坡。SLMM 为多家公司提供巨型的原位精密车工服务，包括镗孔、铣削及钻孔等。SLMM 项目工程师Lok Qiuquan 分享其经验时表示，“我们多数客户是来自海事与岸外工业。我们所从事的岸外石油加工产品包括浮式生產儲油及卸油系統(FPSO)、转塔系泊系统、岸外起重機及悬链锚腿系泊(CALM)浮筒等等。这些部件的体积非常巨大，无法放置在一般的车工中心，我们必须将设备带到客户所在地点，在现场为他们进行车削。”SLMM 所承接的所有项目，都必须在车削工作开始前及完成后进行检验。模拟安装、机器对准及几何尺寸检验等都是SLMM 的日常工作之一。“这些工作需要详细测量，每次测量的条件都可能有所不同。”Lok 表示，“测量对象可能是30毫米的小孔，也可能是直径30米的巨型结构，经常需要使用多种不同的传统仪器和手持工具。”这些测量方法尽管效果相对良好，但是SLMM 依然在寻求效率更高的替代方法。“由于我们的项目日益复杂，我们意识到需要改善工作流程，以防止出现瓶颈。我们的美国伙伴向我们推荐FARO 激光跟踪仪，因为他们使用后觉得效果极好，尤其是针对需要用到圆形自调平机器(CSLMs)的项目而言。我们开始使用FARO 仪器之后，我们的工作流程在许多方法都大为改善，远远超越我们的预期。“Lok 特别指出。 ■ 过去在工作流程方面的挑战 SLMM 的工程师原本是根据工作的性质，选用项目现场所需要的各种测量仪器与设备。SLMM 所拥有的测量仪器与设备种类繁多，包括校准测量尺和激光检验设备、光学仪、内径管形千分尺、外径千分尺及内孔测量规等。 Lok 表示，“采用这些传统的仪器与手持工具，有时需要另外重新制造一些测量设备，才能对某些特别项目进行测量，意味着需要花更多时间与努力。如果这些设备带到现场之后发现不合用，我们的努力就完全白费了。此外，我们也需要技术纯熟及谨慎的技术人员来进行测量，因为这些测量数据都是人工收集 FARO 激光跟踪仪进行设置安装检查
激光跟踪仪培训报告文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
激光跟踪仪 培训总结报告 培训参加人：*** 所属部门：******* 培训时间： 培训报告总结 一、激光跟踪仪的基本工作原理、组成、安全注意事项 1、激光跟踪仪的基本工作原理 激光跟踪测量系统的工作基本原理是在目标点上安置一个反射器，跟踪头发出的激光射到反射器上，又返回到跟踪头，当目标移动时，跟踪头调整光束方向来对准目标。同时，返回光束为检测系统所接收，用来测算目标的空间位置。简单的说，激光跟踪测量系统的所要解决的问题是静态或动态地跟踪一个在空间中运动的点，同时确定目标点的空间坐标 2、激光跟踪仪的组成及安全注意事项 1、激光跟踪仪的组成 1、跟踪头和控制箱 2、5M连接电缆（用于连接跟踪头与控制箱） 3、气象站（一根1.5米连接线，一个空气温度传感器，一个材料温度传感器，一个大气压传感器） 4、网线 5、球头 6、电缆包8、靶球清洁套装9、防尘盖 3激光跟踪仪的安全注意事项 二、学习激光跟踪仪检验软件和测量软件 1. 开机之前的方案 1.设计测量方案 2.跟踪仪校验：前后视、1点QVC、4点QVC等 3.使用SpatialAnalyzer采集测量 4.根据测量点集拟合形状 5.根据测量和拟合结果使用图形来评价 2. 激光跟踪仪安装好后校核软件的使用、测量软件的使用 1校验软件Trackercal的使用 1.开机必须设置计算机IP，否则程序不认同，IP地址设置为
2.点击Trackercal软件图标打开软件，选择仪器，点击连接跟踪仪。 3.运用前后视检查功能（Ctrl+F），检测跟踪仪的前后视偏差，将靶球放置在3M 以外的地方固定住，单击前后置检查，若偏差在大于0.0001小于0.0004则需要采用1点QVC，将靶球放置在5M外，单击补偿，若水平和垂直角度偏差大于0.002则需要进行4点QVC误差补偿，补偿方法如下 4.QVC实现误差补偿，4点QVC进行全方位补偿，将靶球放回鸟巢后点击fullQVC,根据软件向导进行操作完成补偿，选择四个点ABCD，A点将靶球固定在距离跟踪仪0.5M左右，在0度左右的俯仰角上点击PICK UP THIS POINT；B点将靶球固定在距离跟踪仪3M左右的范围，在0度左右的俯仰角范围内，点击PICK UP THIS POINT；C点将靶球固定在距离跟踪仪1M左右,在55°正负5°的俯仰角范围内，I 点击PICK UP THIS POINT ；D点将靶球固定在距离跟踪仪1M左右,在负55°正负5°的俯仰角范围内，I点击PICK UP THIS POINT，保存补偿结果 5.补偿操作完成之后再次用前后视检查功能检测结果。 2、测量软件SpatialAnalyzer的使用，我们主要学习单点测量、稳定点测量和空间扫描 1.打开SA软件并与跟踪仪联机，确定绿灯常亮。 2.选中1.5英寸靶球，选择测量，测量有单点测量（1把 SMR 放进跟踪器上标有“0”的磁座里。 2点击测量按钮(Measure)。测量对话框会显示之前输入的参数并报告测量的经过。这个对话框一般会在任何类型的测量中显示。3然后依次把SMR 放进编号“1”“2”等的磁座里，至少依次放进 4 个磁座，这个步骤对以后的测量中很重要。 4这样就用单点测量模式完成了单独点集的测量。请注意软件 SA 中的点），稳定点测量，空间扫描测量，选择其中一种测量模式，配合靶球底座，平稳放置在测量物平面之上，选择合适位置进行测量。如单点测量的话就要一点一点分别点击测量，选择几个点就要点击几次测量；稳定点测量就是等靶球稳定之后跟踪仪会自动测量，只需要点击一次测量就可以了；空间扫描就是点击测量之后它会根据你行走路线及设置，自动采集多个点形成一个轮廓。 3.使用“构造”功能，构成一个平面，在上面选择“点位于平面之上”，并更改偏移量，靶球座是多大的就填写多大的，一般我们使用“25.4”。 4.使用“查询—多个点—到对象”功能，生成一个矢量组，能够根据图来反映被测平面的凹凸情况。 5.使用“关系—几何图形拟合—只进行拟合”功能，生成被测平面的平面度。 6.在界面上找到“拍照”功能的按钮，点击拍摄功能，可以有利于生成报告，更好的表达出测量结果。 7.将需要的测量结果拖拽到“动态报告”中，生成PDF格式报告。 三、参与培训的感受 经过这为期三天多的学习Radian激光跟踪仪培训，二次培训更加深对激光跟 踪仪的印象，对激光跟踪仪安装及安全规程有了更深的了解，使我学到了现场设 备保全的理论知识，还实地的测量了机器人。
激光跟踪仪应用介绍 问：公司现在使用的多功能精密检测设备是？ 答：全称Leica激光跟踪仪AT401，激光跟踪仪以其优异的性能成为超大空间范围内的精密坐标测量设备，凭借内部电池供电以及对恶劣环境的适应能力，它可以在各种工作条件下保持最高精度的测量。问：Leica激光跟踪仪AT401的便携性能如何？ 答：Leica激光跟踪仪AT401整个测量系统轻于15kg，包括便携包装箱及紧凑放置其中的全部附件，甚至可放置在大多数的商用飞机顶部行李箱，真正成为全球最便携的坐标测量系统(CMM)。 问：Leica激光跟踪仪AT401在何种环境中可以使用？ 答：Leica激光跟踪仪AT401全密封的结构设计，并通过IP54(IEC 60529)独立验证，确保系统可以在最恶劣的情况下运行。冷却液喷洒、碳末、焊接飞溅物等都不会对设备造成影响。AT401是第一台通过验证的户外(包括在雨中)使用激光跟踪仪。 防护等级：IP54 运行温度：0℃至40℃ 湿度：最大95% 工作海拔高度：-700m至5500m 问：Leica激光跟踪仪AT401的检测靠什么实现： 答：Leica于2009年引入PowerLock自动目标锁定功能。这种光学技术可自动探测反射球并快速锁定激光束，对正在移动的反射球也
毫不例外。这种技术打破了过去操作者需要在“黑暗状态”寻找光束的传统方法，而是激光束直接锁定使用者的手持目标使整个激光跟踪仪的操作更加简单。 问：Leica激光跟踪仪AT401机器供电以及无线操作： 答：Leica激光跟踪仪AT401带有两块电池，一块在传感器中，另一块在控制器中，可供设备一整天工作使用。当电量接近零时，电池可以更换或者自动热交换，激光跟踪仪可继续工作。同时设备集成了WiFi，使之成为一个完全无线的移动测量机。该设备可以通过以太网供电。基于此技术，普通的网线就可以给传感器传输数据和供电。问：Leica激光跟踪仪AT401关于测量范围： 答：Leica激光跟踪仪AT401带有无限旋转的传感器可以水平全方位360°和垂直290°测量，具有320m测量范围。 问：Leica激光跟踪仪AT401跟踪仪的技术参数说明 答：参见以下内容 技术特点说明 IP54防护等级 根据IEC60529标准独立认证，适用于极端 的工作条件 超轻、超紧凑系统：8.1K g，包括控制器， 整体高度290mm 在一般激光系统无法工作的条件下测量，控制器直接安装在三脚架上，不需占用额外空间 无线设计 集成WiFi通讯技术及机载电池，系统可工 作于全无线状态
直线加速器精密准直测量技术现状 于成浩柯明 （中科院上海应用物理研究所，上海201800） EMAIL：yuchenghao@https://www.doczj.com/doc/1e80012.html, [摘要] 本文参考国内外文献，结合中科院上海应用物理研究所的几台直线加速器的准直经验，综合的介绍了直线加速器安装准直的特点及各种常用的技术，指出激光跟踪仪三维测量技术是目前的主流，可以满足常规直线加速器的准直要求，但基于束流和光的准直技术将是未来发展的一个趋势。 [关键词] 直线加速器；准直望远镜；激光跟踪仪；准直测量；精度 1简介 粒子加速器因人类探索微观世界的需要而产生、发展，如今广泛应用于医疗、海关、材料合成、生物、核物理等不同的领域及学科。根据加速器粒子的不同，可分为电子、质子、重粒子加速器；根据粒子轨道形状，可分为直线型、环型、跑道型、回旋型，其中直线型的被称为直线加速器。 在这些加速器中，被加速的粒子在真空管道中前进，要有产生电场的加速管给予加速，产生磁场的磁铁和线圈等提供聚焦，同时还有粒子产生装置、粒子位置监测设备及各种复杂的水、风、电设备。因此，加速器系统非常复杂。为了追求更好的性能，加速器通常要求设备安装精度在0.1mm左右的精度，用于自由电子激光及高能对撞的直线加速器甚至要求准直精度做到0.01mm量级。 国内规模较大的直线加速器有：绵阳“神龙一号”电子感应加速器，合肥国家同步辐射实验室（NSRL）的注入器，它们的长度大约都是60m，北京正负电子对撞机（BEPC）的注入器长度202m，而国外有长度约3公里的直线加速器（SLAC），及拟建的长度约几十公里的直线对撞机。中科院上海应用物理研究所近期建造了皮秒、飞秒和100MeV三台小型的电子直线加速器，长度分别为7m、10m和23m，其中飞秒加速器由中国科学院知识创新仪器设备研制项目和所级知识创新项目共同资助，而100MeV加速器是上海光源的二期预研课题，也是进行深紫外自由电子激光研究的973项目，笔者负责完成了它们的安装准直。 本文下面几节分别以典型的准直技术为题，进行综合性的讨论。其中，在测微准直望远镜和激光跟踪仪部分，主要根据笔者参与的几台加速器安装准直的经验，其余部分则主要参考国内外加速器文献进行探讨。 2测微准直望远镜技术 测微准直望远镜是一种测量直线度的仪器，以国内应用较多的陕西华燕航空仪表公司的产品为例[1]，其测微器格值0.02mm，光轴与机械轴平行度不大于3"，调焦直线性在9m内为0.025mm，18m内为0.05mm，36m 内精度为0.1mm。可见，在近距离内其精度较高。 利用准直望远镜进行加速器准直的基 图1 准直望远镜原理图 https://www.doczj.com/doc/1e80012.html,
分时多站式激光跟踪仪测量系统 课程名称：光机电一体化 院系：机械工程学院 班级：硕3002班 姓名：周强 学号: 3113001060
目录 1 激光跟踪仪系统 (1) 1.1 激光跟踪仪系统的概述 (1) 1.2 激光跟踪仪系统的基本原理 (1) 1.2.1 系统的组成 (2) 1.2.2 激光跟踪仪系统的原理 (3) 2 分时多站式激光跟踪仪测量系统 (7) 2.1 引言 (7) 2.2 基于GPS多边形定位原理 (7) 2.3 分时测量的算法 (9) 2.3.1 激光跟踪仪基站的自标定 (9) 2.3.2 测量点坐标的标定 (10)
1 激光跟踪仪系统 1.1激光跟踪仪系统的概述 激光跟踪测量系统（Laser Tracker System）是工业测量系统中一种高精度的大尺寸测量仪器。它集合了激光干涉测距技术、光电探测技术、精密机械技术、计算机及控制技术、现代数值计算理论等各种先进技术，对空间运动目标进行跟踪并实时测量目标的空间三维坐标。它具有高精度、高效率、实时跟踪测量、安装快捷、操作简便等特点，适合于大尺寸工件配装测量，测量静止目标，跟踪和测量移动目标或它们的组合。SMART310是Leica公司在1990年生产的第一台激光跟踪仪，1993年Leica公司又推出了SMART310的第二代产品，其后，Leica公司还推出了LT/LTD系列的激光跟踪仪，以满足不同的工业生产需要。LTD系列的激光跟踪仪采用了Leica公司专利的绝对测距仪，测量速度快，精度高，配套的软件则在Leica统一的工业测量系统平台Axyz 下进行开发，包括经纬仪测量模块、全站仪测量模块、激光跟踪仪测量模块和数字摄影测量模块等。激光跟踪系统在我国的应用始于1996年，上飞、沈飞集团在我国第一次引进了SMART310激光跟踪系统；2005年上海盾构公司引进了Leica公司的一套LTD600跟踪测量系统，应用于三维管模的检测。 （a）API的激光跟踪仪(b) Leica的激光跟踪仪(c)Faro的激光跟踪仪 图1-1 API等公司生产的激光跟踪仪 1.2激光跟踪仪系统的基本原理 近年来，激光跟踪测量系统的应用领域在不断扩大，很多公司都相继推出了各自品牌的激光跟踪仪，但所有的激光跟踪测量系统基本都是由激光跟踪头（跟踪仪）、控制器、用户计算机、反射器（靶镜）及测量附件等组成的。实验采用的是Leica AT 901 MR激光跟踪测量系统。
概述1.1 激光跟踪测量系统（Laser Tracker System）是工业测量系统中一种高精度的 大尺寸测量仪器。它集合了激光干涉测距技术、光电探测技术、精密机械技术、计算机及控制技术、现代数值计算理论等各种先进技术，对空间运动目标进行跟踪并实时测量目标的空间三维坐标。它具有高精度、高效率、实时跟踪测量、安装快捷、操作简便等特点，适合于大尺寸工件配装测量。SMART310是Leica公司在1990年生产的第一台激光跟踪仪，1993年Leica公司又推出了SMART310的第二代产品，其后，Leica公司还推出了LT/LTD系列的激光跟踪仪，以满足不同的工业生产需要。LTD系列的激光跟踪仪采用了Leica公司专利的绝对测距仪，测量速度快，精度高，配套的软件则在Leica统一的工业测量系统平台Axyz 下进行开发，包括经纬仪测量模块、全站仪测量模块、激光跟踪仪测量模[8]。块和数字摄影测量模块等 激光跟踪系统在我国的应用始于1996年，上飞、沈飞集团在我国第一次引进了SMART310激光跟踪系统；2005年上海盾构公司引进了Leica公司的一套LTD600跟踪测量系统，应用于三维管模的检测。 [52]激光跟踪测量系统的基本原理1.2 近年来，激光跟踪测量系统的应用领域在不断扩大，很多公司都相继推出了 各自品牌的激光跟踪仪，但所有的激光跟踪测量系统基本都是由激光跟踪头（跟踪仪）、控制器、用户计算机、反射器（靶镜）及测量附件等组成的。在本文中，实验采用的是LTD600激光跟踪测量系统（图2.1），因此具体讨论的基本原理是基于LTD600型的激光跟踪测量系统。 图2.1 LTD600激光跟踪测量系统 系统的组成1.2.1 激光跟踪仪的实质是一台能激光干涉测距和自动跟踪测角测距的全站仪，区 别之处在于它没有望远镜，跟踪头的激光束、旋转镜和旋转轴构成了激光跟踪仪的三个轴，三轴相交的中心是测量坐标系的原点。它的结构原理如图2.2所示。系统的硬件主要组成部分包括：传感器头、控制器、电动机和传感器电缆、带LAN电缆的应用计算机以及反射器。 (1) 传感器头：读取角度和距离测量值。激光跟踪器头围绕着两根正交轴旋转。每根轴具有一个编码器用于角度测量和一只直接供电的DC电动机来进行遥控 移动。传感器头的油缸包含了一个测量距离差的单频激光干涉测距仪（IFM），还有一个绝对距离测量装置（ADM）。激光束通过安装在倾斜轴和旋转轴交叉处的一面镜子直指反射器。激光束也用作为仪器的平行瞄正轴。挨着激光干涉仪的光电探测器（PSD）接收部分反射光束，使跟踪器跟随反射器。 图2.2 激光跟踪仪结构原理图 (2) 控制器: 包含电源、编码器和干涉仪用计数器、电动机放大器、跟踪处理器
基于D-H模型的机器人运动学参数标定方法 摘要：通用机器人视觉检测站中的机器人是整个测量系统中产生误差的最主要环节，而机器人的连杆参数误差又是影响其绝对定位精度的最主要因素。借助高精度且可以实现绝对坐标测量的先进测量设备——激光跟踪仪，及其功能强大的CAM2 Measure 4.0配套软件，并利用串联六自由度机器人运动的约束条件，重新构建起D-H模型坐标系，进而对运动学参数进行修正，获得关节变量与末端法兰盘中心位置在基坐标系下的准确映射关系，以提高机器人的绝对定位精度，最后通过进一步验证，证明取得了较为理想的标定结果。 关键词：视觉检测站；工业机器人；绝对定位精度；激光跟踪仪；D-H模型； Robot kinematic parameters calibration based on D-H model Wang Yi (State key laboratory of precision measuring technology and instruments, Tianjin University, 300072,China) Abstract：Robot for universal robot visual measurement station is the most primary part causing errors in the entire system and link parameter errors of industrial robot have a great influence on accuracy. Employing laser tracker, which can offer highly accurate measurement and implement ADM (absolute distance measurement), as well as relevant software, making use of movement constrain of series-wound six-degree robot, D-H model coordinates were rebuilt. Accordingly, kinematic parameters were modified, and precise mapping from joint variables to the center of the end-effector in base coordinate was obtained and accuracy got improved. At last, result is proved acceptable by validation. Keywords: visual measurement station; industrial robot; accuracy; laser tracker; D-H model; 引言：随着立体视觉技术的不断完善与发展，利用机器人的柔性特点，发展基于立体视觉的通用测量机器人三维测试技术逐渐成为各大机器人生产厂家非常重视的市场领域。机器人的运动精度对于工业机器人在生产中的应用可靠性起着至关重要的作用。机器人各连杆的几何参数误差是造成机器人系统误差的主要环节，它主要是由于制造和安装过程中产生的连杆实际几何参数与理论参数值之间的偏差造成的。通常，机器人以示教再现的方式工作，轨迹设定好之后，只在某些固定点之间运动，这种需求使得机器人的重复性精度被设计得很高，可以达到0.1毫米以下，但是绝对定位精度很差，可以到2、3毫米，甚至更大[1]。常见的标定方法可分为三类：一、建立微分运动学模型，然后借助标定工具测量一定数目的机器人姿态，最后用反向求解的方法得到真实值与名义值之间的偏差[2]。二、使用标定工具获得一系列姿态的数据，然后对数据用线性或非线性迭代求解的方法得到机器人几何参数的修正值[3],[4]。 三、建立机器人运动学模型，用直接测量的方法修正模型参数[5],[6],[7],[8]。最近，世界著名工业机器人生厂商ABB公司运用了莱卡激光跟踪仪以保证其产品的精度。使用激光跟踪仪标定机器人不再需要其它的测量工具，从而也就省去了标定测量工具的繁琐工作；同时，这一方法是对机器人的各个运动学几何参数进行修正，结果会使机器人在整个工作空间内的位姿得到校准，而不会像用迭代求解的方法那样，只是对某些测量姿态进行优化拟合，可能会造成在非测量点处残留比较大的误差；再者，随着机器人的机械磨损，机器人的运动学参数需要重新标定，而激光跟踪仪测量系统配置起来简单，特别适合于工业现场标定。正是鉴于以
第37卷，增刊红外与激光工程 2008年4月 V ol.37 Supplement Infrared and Laser Engineering Apr. 2008 收稿日期：2008-04-13 基金项目：国家自然科学基金项目(50475038；精密测试技术及仪器国家重点实验室开放基金资助项目 作者简介：闫勇刚（1978-），男，河南孟州人，讲师，主要从事激光测量技术及仪器方面的研究工作。Email: yonggang_yan@https://www.doczj.com/doc/1e80012.html, 激光跟踪仪校准技术及在机床检测中的应用 闫勇刚1，欧阳健飞 1，杨红果2，夏飞1 (1.河南理工大学精密工程研究所河南焦作 454003；2. 焦作师范高等专科学校河南焦作 454000
摘要：讨论了激光跟踪仪的校准技术，分析了测量误差来源及误差对跟踪仪产生的影响，并利用三坐标测量机对激光跟踪仪进行了校准。结合生产需要，利用激光跟踪仪高效地对大型机床进行检测，制定了激光跟踪仪检测大型机床的方法。结果显示，利用激光跟踪仪能够精确地、高效地对机床进行检测，并指导工人对机床进行维护和调整。研究结果表明，激光跟踪仪不仅能对现场的机床进行精度检测，而且能对不易搬动的零部件、生产线以及夹具等进行测量。 关键词：校准；激光跟踪仪；误差来源；机床检测 中图分类号：V556.7 文献标识码：A 文章编号：1007-2276(2008增(几何量-0158-04 Calibration of laser tracker and its application in detection of machining tool YAN Yong-gang1, OUYANG Jian-fei1, YANG Hongguo 2, XIA Fei 1 (1. Precision Engineering Institute, Henan Polytechnic University, Jiaozuo 454003, China; 2. Jiaozuo Teachers College, Jiaozuo 454000，China Abstract: Calibration method for laser tracker was discussed and error sources were anlyzed. Calibration was carried on by use of CMM. Laser tracker was used to detect large-scale machining tool. Then the measuring method was described detailedly. The result shows the machining tool can be checked precisely and high effiently by laser tracker. The paper also shows both the machining tools and other large-scale objects, such as assembly line and jig, can be measured by laser tracker. Key words: Calibration; Laser tacker; Error sources; Machining tool detection 0 引言
Etalon激光跟踪仪产品介绍 背景： 数控机床由于其本身的运动比较复杂，因此其运动过程中产生的各种误差相对来说也比较复杂。现以三轴加工中心为例，其共有21项误差元素，包括3个线性误差，6个直线度误差，3个垂直度误差，3个俯仰角误差，3个偏摆角误差以及3个旋转角误差（见图1所示）。传统的测量仪器没有考虑俯仰角、偏摆角和旋转角的误差，精度不高，并且机床的体积定位精度的完整检测非常复杂耗时。Etalon激光跟踪仪的开发成功解决了这一问题，一台三轴机床所有21个误差都能被快速高效的捕捉. 线性位移误差：Dx(x)、Dy(y)和Dz(z) 水平平面内直线度误差：Dy(x)、Dx(y)和Dx(z) 垂直平面内直线度误差：Dz(x)、Dz(y)和Dy(z) 旋转角度误差：Ax(x)、Ay(y)和Az(z) 俯仰角度误差：Ay(x)、Ax(y)和Ax(z) 偏摆角度误差：Az(x)、Ax(y)和Ay(z) 垂直度误差：Φxy、Φyz和Φxz 图1：3轴数控机床的全部21个误差
测量原理： Etalon激光跟踪仪与传统激光干涉仪测量原理最大不同在于，它采用多步法体积定位测量方法对所有21个误差进行测量和捕捉。 按国际标准化组织定义，沿体对角线测得的位移误差是机床21项误差的综合反映，我们可以将沿体对角线方向测得的位移误差看成三个运动轴分别运动时产生的位置误差在体对角线方向的投影，沿每个轴的位移误差有三项，沿X轴的误差为：Dx(x)、Dy(x)、Dz(x)，沿Y和Z分别为：Dx(y)、Dy(y)、Dz(y)、Dx(z)、Dy(z)、Dz(z)（如图1所示）。上述9项位置误差中实际上包含了三个轴运动时产生的所有21项误差（线性位移误差、直线度误差、转角误差、垂直度误差，甚至其它一些非刚体运动误差），因此9项位置误差反映了机床的空间位置精度。从误差补偿的角度看，对于具有空间位置误差补偿功能的数控系统来说，只要补偿该9项位置误差就相当于补偿了机床的所有几何误差元素对机床位置精度的影响，如补偿X轴的运动误差时，Dx(x)由X轴补偿，Dy(x)、Dz(x) 可分别通过Y、Z轴补偿，因此只要将九项位置误差数据经处理按补偿格式传入数控系统即可实现机床的几何误差补偿，来提高机床体积定位精度。由此Etalon公司采用了多步法体积定位测量。 多步法体积定位测量的最大优点在于其测量方向和运动的方向可以不在同一个方向，这样，测量的结果对多个方向的误差都敏感，从而多个方向的误差都被包含进去，只要通过将误差从整体分离到各个方向，我们就能得到比传统的测量方法更多的数据量，从而可以对误差分离并对其进行补偿。其测量过程如图2所示。进行多步测量，必须首先定义对角线起始点（0，0，0）以及终点(X，Y，Z)。由此可知机床的工作空间范围为X×Y×Z。假设每轴的测量点数为n，则所有测量点数为3n，各轴的增量分别为Dx、Dy、Dz，其中：Dx=X/n，Dy=Y/n，Dz=Z/n。 如图3所示机床共有四条体对角线。这里以一条为例，即a→g。采用多步测量法对该条对角线测量的路径如下：安装在主轴上的移动光靶从a点(0，0，0)开始，移动Dx 后，暂停，暂停过程中，软件会自动采集数据，而后在Y方向以相同的进给率以及暂停时间移动Dy，最后在Z轴方向以相同的进给率和暂停时间移动Dz，重复上述步骤一直到移动到体对角线的另一点g。对于其它三条对角线而言，要分别改变起始点和各轴的增量来进行测量。
FARO Gage便携式三坐标测量机的应用 1. 法如公司简介 法如(FARO)创立于1981年，企业总部位于美国佛罗里达州的奥兰多市，从创立以来致力于便携式测量系统的研发、制造和服务，产品包括：测量机、测量臂、激光跟踪仪、激光扫描仪、3D扫描仪。作为便携式测量系统的世界领先者，迄今为止，法如在全球安装超过2万台设备，广泛应用于夹具、检具、模具、整机外型及零部件检测、CAD数模对比、逆向工程等等领域。小至螺丝钉，大至飞机建筑物等，均可在FARO的产品线里，找到合适的量测设备。 法如于2004年2月在上海成立中国分公司，在北京、广州、成都、长春、西安、长沙等地设有服务点，同时在上海建有用户体验中心、校准及标定实验室、技术服务中心、配件及备机仓库。 2. FARO Gage硬件介绍 FARO Gage为六轴式的手臂量测工具，其外观构造如下图所示： 由于FARO Gage内置平衡配重，因此量测时只需单手握持即可轻松进行尺寸量测；而量测时可依据工件大小选择适合的探针尺寸，从标准的3 mm和6 mm探针，至量测细微尺寸的尖探针等，都可任意更换使用；当进行量测时，手臂内置的温度感测器会自动侦测环境中的温度变化，并进行精度补偿，以维
持最高的量测精度品质；此外当量测环境无法使用外接电源，例如将FARO Gage架置于CNC机床的工作台时，可装上随机附赠的充电锂电池，而达到任何环境均可量测的境界。 3. FARO Gage 软件介绍 FARO Gage所搭配的量测软体为Gage Software，这是一套专为尺寸量测所开发的软体，其特色是让使用者能够以最直觉的方式来操作软体和硬体以进行量测，并且在量测过程中均以图像说明来引导操作，让使用者能够在最短的时间内上线使用，并缩短导入学习时间。Gage Software于操作时可分为两种模式，一为Gage模式（简易模式），另一种为Metrology模式（进阶模式），使用者可依需求选择适合的模式进行量测，以下分别就两种模式来为各位做介绍。 3.1.Gage模式（简易模式） Gage模式是让使用者能够以最直觉的方式进行尺寸量测，下图为Gage模式的画面。 我们可清楚看到左边工具列只有Tools、3D Caliper和Gage Setup可选用，其余选项皆为反白，当要进行量测时只需点选Tools，即可出现量测工具，并直接根据所需量测物件的角度、距离、几何形状尺寸和 GD&T（几何尺寸与公差）进行功能选择。 3.1.1.A ngles（角度量测）