激光跟踪仪与电子经纬仪在大尺寸工件测量中的比较

　　0　引　言

　　科技的不断进步也对产品的各种精度指标提出了更高的要求。在制造工业领域,大尺寸工件的测量一直是个比较关键的问题,单使用传统的工业测量方法 已经无法满足产品要求,人们不得不花费高昂的价格购买大型三坐标测量仪,本文主要介绍了现代工业坐标测量技术中常用的两种测量系统。

　　1　传统的工业测量技术

　　基于光学工具法的测量技术,通过一系列的基准点建立基准线或建立特定的几何关系。主要工具有:

　　测微准直望远镜-瞄准、测微、自动反射、自动准直、投影;

　　水准仪-建立水准面;

　　自准直仪-检查导轨直线度、工作面平面度、工作台运动不稳定性、构件间的不垂直性等;

　　工具轴-控制大尺寸长度测量的基准轴;

　　光学直角装置-建立一条与基准线相垂直的视线。

　　2　现代工业测量技术

　　使用基于坐标测量的智能仪器,通过测量基准点的坐标确定各点之间的尺寸及位置关系。

　　2. 1　用电子经纬仪系统测量大尺寸工件

　　经纬仪坐标测量系统是由二台或多台高精度的电子经纬仪构成的基于三角交汇测量原理的组合测量系统,见图1。电子经纬仪测量目标相对于电子经纬仪 水平方位角和垂直方位角,操作者可从二台或多台电子经纬仪瞄准目标并记录角度值,角度值传输到计算机后由计算机应用程序通过解算空间三角形得出被测点的 X-Y-Z坐标值。系统主要由电子经纬仪、基准尺、三角架、通讯控制接口、测量软件及应用平台等组成。

　　用电子经纬仪测量大型工件,需两台或多台联合建站。建站比较复杂,测速慢,取决于测量人员技术水平。且测量点单一,只能进行静态测量。

　　2. 2　用激光跟踪仪系统测量大尺寸工件

　　激光跟踪测量系统与常规经纬仪测量系统不同,激光跟踪测量系统是由激光干涉系统与圆光栅码盘测角技术结合后发展起来的,本身有独立的坐标系,不 需要建网定位。测量时,激光跟踪头发出一束激光,经靶标将光束原路返回到跟踪头。跟踪头动态跟踪靶标的位置,通过靶标和被测表面接触从而确定接触点的X- Y-Z位置坐标。

　　它较电子经纬仪的优点是:测量结果与操作人员无关(不需人员瞄准),可全自动跟踪反射装置,将反射器在被测物表面移动,可实现该表面的快速数字 化测量。激光跟踪测量系统的测量速度是其他系统无法比拟的,最高采样速度可达每秒1000点,特别适合于动态目标的检测,它的测量精度高,空间点位精度可 达5 ppm,可测量半径40米以内物体的相关几何参数,是目前工业高精度测量中的主要仪器。