激光跟踪仪实验报告
一、实验目的
1.了解激光跟踪仪的测量原理；
2.掌握激光跟踪仪的使用方法；
3.使用激光跟踪仪完成微波天线面形测量与分析。
二、实验设备
1.API Tracker 3型激光跟踪仪
2.微波天线
三、实验基础
1.激光跟踪仪简介
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。
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。
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.激光跟踪仪测量原理
图1 激光跟踪仪原理图
干涉距离测量(IFM) 和绝对距离测量(ADM)
API 激光跟踪仪III 包括一个一个红色氦氖激光束，激光束被靶球（SMR）反射回来。激光跟踪仪通过测量俯仰角（EL）和水平方位角（AZ）以及一个半径距离来决定反射镜中心点的球坐标。角EL 和AZ 用安装在激光跟踪仪仰角轴和方位角轴上的编码器测量。半径用一个叫做干涉计的装置测量。干涉计根据光的氦氖激光的稳定波长测量半径大小。坐标数据被传送到装有Spatial Analyzer 的电脑主机。Spatial Analyzer 把这些数据传送到一个用户根据数据系统定义的坐标结构中。
因为干涉计测量距离时是相对测量，激光束路径被打断时距离测量就会变得不合理。这个中断直到反射镜被测量到一个已知的参考距离例如初始位置来为干涉计重置初始距离，从而继续干涉测距，例如我们通常所说的“回巢”就是在为干涉计重置初始距离，或者通过ADM 来为干涉计置距离。
绝对距离测量(ADM)原理如图2所示：
图2绝对距离测量(ADM)原理如图
API 激光跟踪仪使用氦氖激光进行跟踪和干涉距离测量，作为氦氖激光的补充，API 激光跟踪仪使用一个红外激光做绝对距离测量（ADM）。使用ADM 功能时用户在一次光束阻断后靶球不需要回到家点来重置激光干涉计距离读数。
四、测量实验
1.测量对象
直径约600mm的轻型铝质微波天线，面形为旋转抛物面。
标准方程：
22
724724
x y
z
+=
图3 微波天线
2.实验要求
（1）设计测量方案；
（2）跟踪仪检校：前后视、一点QVC、四点QVC等；
（3）采用API Tracker 3型激光跟踪仪完成微波天线表面点的采集和测量；
（4）根据测量点集，拟合天线面形方程；
（5）根据测量和拟合结果，评价天线面形。
五、实验过程
1.打开TrackerCalib软件，与激光跟踪仪连接，进行前后视检查，现将
靶镜放置3米以外的地方固定，单击前视/后视检查按钮，如图4所示，知晓偏差大于0.0001，小于0.0004.采用一点QVC进行补偿，将靶镜放置5米外，点击单点快速体积补偿进行体积补偿，如图5所示调整数据小于0.001，如图6所示
图4.前后视检查
图5.QVC补偿窗口
图6.补偿后前后视
2.打开SA ，添加激光跟踪仪设备如图7所示，建立新文件夹建立采集组，采用移动点测量，得到如图8移动点组。
图7 选择设备
图8 移动点组
六、 数据处理及分析
移动点组所有的数据如表1所示，将点组进行拟合，误差超过0.254的点除去，如图9所示，得到拟合图如图10所示：
p1, 1243.095475, 385.736545, -608.027022
p2, 1249.157203, 388.139985, -607.915625
p3, 1254.695521, 391.327490, -608.243813
p4, 1261.474631, 394.512996, -608.480797
p5, 1267.420712, 396.736132, -607.805642
p6, 1273.478366, 398.794246, -607.104487
p7, 1279.943482, 401.247956, -606.153699
p8, 1286.377978, 404.444724, -605.885488
p9, 1291.993155, 408.310238, -606.074873
p10, 1300.686661,
414.096831, -606.116188
p11, 1305.744513,
418.869631, -606.991020
p12, 1310.148536,
423.807241, -607.999113
p13, 1318.027693,
431.252825, -608.776961
p14, 1322.984431,
435.433016, -608.890874
p15, 1327.841014,
440.203532, -609.203940
p16, 1332.525873,
444.846564, -609.508850
p17, 1337.487609,
449.031479, -609.081136
p18, 1342.409859,
453.793941, -608.915288
p19, 1345.888874,
459.459131, -610.037626
p20, 1349.609771,
465.026937, -610.807078
p21, 1353.945169,
470.118254, -610.824208
p22, 1358.397894,
474.791271, -610.364093 p23, 1362.127136,
480.498898, -610.923079
p24, 1364.962434,
486.627355, -611.986094
p25, 1366.837922,
492.816604, -613.787394
p26, 1369.802721,
498.871103, -614.491780
p27, 1373.863042,
504.694600, -614.256484
p28, 1378.559410,
509.924826, -612.962340
p29, 1381.931127,
515.372920, -612.850993
p30, 1385.282890,
520.957489, -612.565297
p31, 1389.200246,
527.491458, -612.129638
p32, 1392.996560,
533.112556, -611.448998
p33, 1397.418230,
538.193540, -609.630944
p34, 1401.509069,
543.506635, -608.220130
p35, 1406.103436,
548.690230, -606.196795
p36, 1410.187500,
553.738533, -604.479994
p37, 1413.920917,
558.882935, -602.876296
p38, 1417.327606,
564.239991, -601.565385
p39, 1419.869336,
571.100128, -601.061670
p40, 1420.179328,
577.672707, -602.251567
p41, 1418.823737,
583.743033, -604.561819
p42, 1417.513505,
591.191592, -607.029411
p43, 1416.326914,
598.791978, -609.193004
p44, 1415.289249,
605.796911, -610.963381
p45, 1413.250501,
611.863198, -613.255253
p46, 1414.101066,
627.600442, -613.870162
p47, 1412.597147,
634.299563, -615.664958
p48, 1412.873481,
641.175786, -615.714166
p49, 1412.035472,
647.938488, -616.494194
p50, 1409.413978,
654.086676, -618.562941
p51, 1406.947932,
660.167347, -620.422325
p52, 1405.212267,
666.283705, -621.517090
p53, 1402.733305,
672.089607, -623.207012
p54, 1401.698851,
678.946477, -623.476020
p55, 1400.824016,
686.524433, -623.365460
p56, 1399.396182,
693.248519, -623.684440
p57, 1396.076996,
699.320652, -625.478570
p58, 1393.928132,
706.103385, -625.988525
p59, 1392.177066,
712.285596, -626.206374
p60, 1389.986999,
719.553591, -626.535453
p61, 1386.946527,
725.341355, -627.513362
p62, 1384.050947,
731.437298, -627.999277
p63, 1381.707420,
737.468691, -628.228532
p64, 1377.961146,
744.221711, -629.363805
p65, 1374.511162,
749.536076, -630.255916
p66, 1369.854254,
754.407369, -632.036881
p67, 1364.908178, 759.363305, -633.674866 p68, 1360.227007, 765.151277, -634.891429 p69, 1355.112040, 771.274754, -636.005919 p70, 1349.806209, 776.931615, -637.355947 p71, 1344.767801, 783.703232, -637.877753 p72, 1339.903642, 789.846090, -638.177570 p73, 1334.794552, 796.905744, -638.258806 p74, 1330.229618, 802.637252, -638.261399 p75, 1325.459569, 807.518412, -638.768184 p76, 1319.829040, 812.076484, -639.529662 p77, 1314.341897, 816.276243, -640.351803 p78, 1309.410052, 821.194406, -640.291112 p79, 1304.011116, 825.640446, -640.839904 p80, 1299.000170, 829.974567, -640.877705 p81, 1293.624789, 834.490435, -641.026563 p82, 1288.080279, 839.094277, -640.887556 p83, 1282.690871, 842.606342, -641.435674 p84, 1276.822254, 846.017814, -641.895672 p85, 1271.205896, 849.462331, -642.129257 p86, 1265.117979, 853.699013, -641.940701 p87, 1259.435089, 856.531744, -642.266132 p88, 1252.119384, 859.550470, -642.929438 p89, 1246.238798,
862.165554, -643.181815
p90, 1240.509596,
865.066288, -643.141008
p91, 1234.939841,
868.129353, -642.787695
p92, 1228.497834,
870.369803, -643.096625
p93, 1222.136763,
871.941479, -643.669749
p94, 1214.376606,
873.998244, -644.105800
p95, 1207.375879,
875.674407, -644.459736
p96, 1200.712295,
877.174567, -644.696445
p97, 1194.447348,
878.407986, -644.927033
p98, 1187.674026,
879.626765, -645.138809
p99, 1180.816914,
880.192734, -645.632599
p100, 1174.106332,
880.454071, -646.190015
p101, 1167.149121,
880.139977, -647.015205
p102, 1159.808515,
880.000075, -647.616398
p103, 1153.169782,
880.126858, -647.839781
p104, 1145.732771,
880.637655, -647.713616
p105, 1138.947400,
880.461187, -647.904244
p106, 1131.917181,
881.040658, -647.451788
p107, 1125.193962,
881.127647, -647.211058
p108, 1118.002769,
879.950968, -647.631397
p109, 1109.721800,
878.658526, -647.877931
p110, 1103.222277,
878.601261, -647.334233
p111, 1095.933205,
878.845066, -646.374147
p112, 1089.010701,
878.356371, -645.784795
p113, 1082.643278,
876.621503, -645.958536
p114, 1075.742542,
874.116174, -646.384080
p115, 1068.402418,
871.175092, -646.849693
p116, 1061.662233,
868.730440, -646.992517
p117, 1055.410437,
866.300825, -647.112325
p118, 1048.797245,
863.715641, -647.079126
p119, 1041.338363,
861.175356, -646.618748
p120, 1034.779991,
858.605955, -646.328267
p121, 1028.333277,
855.996753, -645.907618
p122, 1021.327627,
850.847233, -646.624012
p123, 1016.423608,
846.154917, -647.623065
p124, 1011.843362,
840.705772, -648.983664
p125, 1006.957471,
835.374658, -650.056363
p126, 1001.653190,
831.475129, -650.081607
p127, 995.476575,
828.084174, -649.390334
p128, 988.679628,
824.314447, -648.434309
p129, 983.262585,
819.592382, -648.446057
p130, 978.301369,
815.062394, -648.360312
p131, 966.851318,
804.224794, -647.897497
p132, 961.867173,
799.287655, -647.509074
p133, 957.170714, 794.795551, -646.856639 p134, 952.465375, 790.270069, -646.076104 p135, 948.482926, 784.159594, -646.365546 p136, 944.362303, 777.424972, -646.939895 p137, 940.735711, 771.677444, -646.978962 p138, 936.878736, 765.172514, -646.984205 p139, 933.626097, 759.304176, -646.992082 p140, 929.920821, 753.125472, -646.737152 p141, 926.286264, 747.634534, -645.982784 p142, 921.086758, 743.672425, -643.878345 p143, 916.543015, 739.354416, -642.195694 p144, 912.964298, 733.133184, -641.478453 p145, 910.141039, 726.906086, -641.025901 p146, 907.444707, 720.259450, -640.707993 p147, 904.292334, 712.870918, -640.042661 p148, 901.341522, 706.332025, -639.307116 p149, 898.979574, 699.582179, -638.776295 p150, 897.206796, 692.533278, -638.486273 p151, 896.317834, 685.422989, -638.716719 p152, 895.862425, 677.992131, -639.035844 p153, 895.625055, 670.000606, -639.433958 p154, 895.963297, 663.317795, -640.029103 p155, 896.470599,
656.584779, -640.561622
p156, 897.799381,
647.792764, -641.504181
p157, 898.887304,
640.471016, -642.094163
p158, 900.567535,
630.377295, -642.880280
p159, 902.158301,
621.098427, -643.374694
p160, 903.569213,
613.714809, -643.703070
p161, 905.199058,
605.891371, -643.904053
p162, 907.464839,
597.137768, -644.250375
p163, 909.220777,
588.967450, -644.058062
p164, 911.371646,
580.211070, -643.878700
p165, 913.180651,
573.864075, -643.797180
p166, 915.537103,
566.273559, -643.588001
p167, 917.750078,
559.741158, -643.515324
p168, 920.699465,
553.025213, -643.510517
p169, 924.956563,
545.064002, -643.285118
p170, 929.448803,
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p171, 933.159735,
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p173, 941.615481,
515.572242, -643.762355
p174, 945.732918,
510.252036, -643.998147
p175, 951.428248,
503.496036, -644.371921
p176, 955.871713,
498.243806, -644.517658
p177, 961.054403,
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p178, 967.177694,
486.709894, -644.998460
p179, 972.484742,
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p180, 977.982049,
476.846765, -645.506218
p181, 1014.275043,
448.681665, -645.128983
p182, 1020.709265,
444.595358, -644.740092
p183, 1027.234639,
441.225680, -644.829804
p184, 1032.805026,
437.812805, -645.002660
p185, 1039.002490,
434.109436, -644.543194
p186, 1044.695457,
430.706481, -644.023464
p187, 1050.884352,
428.442884, -644.106833
p188, 1057.480882,
426.108149, -644.263064
p189, 1064.348879,
423.997097, -644.434546
p190, 1070.775176,
423.452952, -645.406347
p191, 1077.973386,
422.655298, -646.183989
p192, 1084.165061,
423.680900, -647.906142
p193, 1091.102035,
425.761809, -650.320271
p194, 1097.103414,
427.558490, -652.333150
p195, 1103.992689,
429.485682, -654.310927
p196, 1110.202872,
430.930875, -655.827920
p197, 1116.229932,
432.665164, -657.374717
p198, 1122.183393,
434.969156, -659.184287
p199, 1128.904625, 438.152252, -661.455101 p200, 1135.157253, 440.786652, -663.214958 p201, 1142.589628, 443.904633, -664.702376 p202, 1148.745917, 446.783474, -666.318144 p203, 1154.881459, 449.634441, -667.829567 p204, 1161.089736, 453.081462, -669.891317 p205, 1167.031858, 456.283918, -671.265803 p206, 1172.534569, 459.529516, -672.626619 p207, 1179.293540, 463.401741, -674.044549 p208, 1185.637135, 466.644890, -674.986109 p209, 1192.503555, 470.616007, -676.083433 p210, 1199.180739, 474.624041, -677.054492 p211, 1205.204114, 478.661014, -677.965199 p212, 1211.724784, 483.389243, -678.980553 p213, 1216.783395, 487.802533, -679.948413 p214, 1223.368368, 494.133364, -681.012767 p215, 1229.266985, 499.774198, -681.908762 p216, 1234.452149, 504.426346, -682.519844 p217, 1240.397224, 509.742359, -683.421488 p218, 1245.456716, 514.562476, -683.745104 p219, 1250.321154, 519.133975, -683.914607 p220, 1255.095868, 523.364210, -683.887780 p221, 1259.430365,
528.458611, -684.234426
p222, 1262.963768,
534.015311, -684.818715
p223, 1267.006350,
540.412461, -685.427058
p224, 1270.789472,
546.033277, -685.347122
p225, 1275.308933,
551.587324, -685.113015
p226, 1279.631805,
557.575254, -685.084951
p227, 1283.152671,
563.713491, -685.472815
p228, 1286.048785,
569.992840, -685.717225
p229, 1288.835688,
576.812859, -685.976885
p230, 1291.363077,
582.836400, -686.042780
p231, 1293.086496,
589.206533, -686.213716
p232, 1294.317177,
596.393221, -686.513745
p233, 1295.081819,
602.910285, -687.191568
p234, 1296.472627,
609.483227, -687.376726
p235, 1297.286518,
616.145141, -687.988725
p236, 1297.301639,
623.333279, -688.690117
p237, 1296.597079,
631.371578, -689.431434
p238, 1296.295714,
637.708406, -689.797354
p239, 1295.427663,
644.933379, -690.338627
p240, 1292.921752,
651.878484, -691.450915
p241, 1290.355828,
657.735471, -692.511256
p242, 1287.350469,
664.810261, -693.546121
p243, 1284.918273,
671.224040, -694.227588
p244, 1282.371948,
677.440105, -694.774787
p245, 1278.649158,
683.366906, -695.465471
p246, 1273.454962,
688.499617, -696.975204
p247, 1268.190894,
692.886900, -698.560427
p248, 1262.684151,
697.364583, -700.151965
p249, 1234.235261,
714.278686, -706.536141
p250, 1228.649162,
718.280035, -707.241087
p251, 1223.000726,
721.764988, -708.001060
p252, 1216.896091,
724.820271, -708.446335
p253, 1210.391617,
726.902794, -709.412735
p254, 1203.664650,
727.905584, -710.837725
p255, 1197.277707,
729.180161, -711.646302
p256, 1189.159554,
731.127497, -712.285782
p257, 1182.508348,
731.204061, -713.277523
p258, 1175.749699,
731.041190, -714.046338
p259, 1169.150276,
730.868209, -714.709740
p260, 1162.368326,
730.788312, -715.253888
p261, 1155.466850,
730.679679, -715.667585
p262, 1148.756266,
730.099110, -716.036795
p263, 1142.289632,
728.114605, -716.687823
p264, 1135.791666,
725.677998, -717.243253
p265, 1129.755461, 723.351351, -717.653867 p266, 1123.439118, 719.942339, -718.215505 p267, 1117.884439, 716.218145, -718.674669 p268, 1112.511632, 712.344168, -719.058112 p269, 1106.824840, 708.480580, -719.310605 p270, 1100.980269, 703.707822, -719.592295 p271, 1095.015229, 699.393843, -719.554084 p272, 1089.475872, 695.454577, -719.337396 p273, 1084.315921, 690.318944, -719.223724 p274, 1079.914926, 684.334279, -719.210054 p275, 1076.526230, 678.764001, -719.184056 p276, 1073.461603, 672.273589, -719.189434 p277, 1071.578690, 665.483979, -719.025217 p278, 1070.729048, 657.920212, -719.123606 p279, 1070.650712, 650.374436, -719.300282 p280, 1071.107445, 642.949100, -719.510382 p281, 1071.574516, 635.768708, -719.694389 p282, 1072.515004, 628.232337, -719.601980 p283, 1074.346380, 622.099191, -719.570400 p284, 1076.806314, 616.145048, -719.569757 p285, 1080.135996, 610.335763, -719.641252 p286, 1084.624305, 604.636063, -719.777729 p287, 1089.085110, 599.330815, -719.804653 p288, 1094.160365, 595.086562, -719.897094 p289, 1099.404955, 591.368501, -719.957561 p290, 1105.784441, 588.707920, -720.251917 p291, 1112.240785, 586.774729, -720.522998 p292, 1119.460463, 584.936962, -720.750108 p293, 1126.233657, 583.612093, -720.939659 p294, 1132.985228, 582.329972, -720.873378 p295, 1139.585222, 581.596897, -720.816259 p296, 1147.243257, 580.220728, -720.435857 p297, 1155.429349, 580.482418, -720.206151 p298, 1162.292412, 581.729514, -720.059624 p299, 1169.082311, 583.505066, -719.858761 p300, 1176.350948, 586.487804, -719.717111 p301, 1182.442175, 590.268535, -719.623965 p302, 1188.478031, 594.325938, -719.412021 p303, 1193.497865, 598.391606, -719.230528 p304, 1198.029047, 603.340767, -719.093429 p305, 1200.210218, 609.402817, -719.390546 p306, 1202.626441, 615.366808, -719.616086 p307, 1203.639818, 621.937907, -719.922213 p308, 1204.497605, 628.403367, -720.158411
图9.点组误差
图10.拟合图
并求其点与抛物面的导数值，得到下图10，得到X.Y.Z三个方向最大最小
导数值。
图10.点组与抛物面导数分析
标准方程为：
22
724724
x y
z
+=
而实际测得值
z
y
x
=
+
746
746
2
2
七、实验感想：
这个实验跟动态摄影测量那个实验是一天做的，而且在一个实验室，都归王老师带，老师带的非常好，原理阐述的很清楚，大家做实验的时候都很有热情，在老师讲完之后，使我们自己动手做，我们在做的时候有很多地方都忘了，所以就一直问老师，老师脾气不错，不厌其烦的跟我们解释，整个实验过程大家都很活跃，合作是一种力量，态度是一种促进，这次实验使我们受益匪浅。
FARO激光跟踪仪
FARO Laser Tracker 提高生产率的设计 https://www.wendangku.net/doc/e013122875.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
激光跟踪仪讲解
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。
实验二 双频激光干涉实验
实验二 双频激光干涉实验 一、 实验目的 了解双频激光干涉测量原理，设计测量长度与角度的干涉系统，并且比较一般干涉测量与双频激光干涉测量的异同。 二、 实验原理 1. 测长原理如图1所示： 其中L1 为稳频的激光器，Mm 、Mr 为两个全反射组件，P1、P2 为检偏器，D1、D2 为光电探测 器。Mm 固定在被测物体上。 输出激光含频差为f ?的两正交线偏振光分量1f 、2f 。输出光经分光镜 BS 后，一 部分光被反射，经检偏器 P 1, 两频率分量干涉产生拍频，该信号被光电探测器D1 接 收，形成参考信号 Sr 。透射光经线性干涉仪后，1f 、2f 被分开， 1f 进入参考臂，2f 进入测量臂，由两角锥棱镜反射返回后，在线性干涉仪上会合，经检偏器 P2 后发生干 涉，光电探测器 D2 接收干涉信号，形成测量信号 Sm 。 此时如果测量镜以速度v 移动，则1f 的返回光频率发生变化，成为1D f f +?,D f ?为多普勒频差，1D f f +?通过线性干涉仪与2f 的返回光会合，经检偏后，其拍频被光电 探测器 D2 接收，Sr ，Sm 经前置放大后进入计算机进行计数。 计算机对两路信号进行比较，计算其差值±D f ?。进而按下式计算动镜的速度?和移动的距离得出所测的长度 L 。 设在测量中动镜的移动速度v （这里v 可以随时间变化），则由多普勒效应引起的频差变化为： 122 D v v f f c λ?== (1-1) 式中：1f 激光频率，c 光速，λ波长，D f ?为动镜移动时，由它反射回来的光频率 的
变化量，也就是经计算机比较计算出来的两路信号的差值。 设动镜的移动距离为D ，时间为t 则： 000()222 t t t D D D vdt f dt f dt N λλλε==??=??=+??? (1-2) N ε+为测量过程中动镜下的条纹数（N 为整数部分，ε为小数部分）。 00()t t D D N f dt f dt ε+=??=??∑? （1-3） 所以，位移D 的计算公式为： ()2D N λε= + (1-4) 2. 测角原理如图2所示： 如图，基于正弦尺的原理，利用角度干涉仪和角度靶镜，双频激光干涉仪就可以进行角度测量。其干涉光路的工作原理和测长的相似，只不过测量的位移变成了两个角锥棱镜的相对位置变化—D 。于是，在小角度的情况下，我们得到角度测量结果（弧度）为： D L α= (1-5) 三、 实验步骤 1． 在实验箱中找出需要用的零部件（不用的不要拿出）： （1） P T-1105C 激光头、（2）PT-1303C 高速接收器、（3）PT-1201A 线性干涉仪、（4） PT-1202A 全反射组件、（5）PT-1210A 角度干涉组件、（6）角度靶镜、（7） PT-1801B 通用调节架、（8）连接电缆 各部件外形图如下所示：
Etalon激光跟踪仪产品介绍
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。Etalon激光跟踪仪的开发成功解决了这一问题. 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误差进行测量和捕捉,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。其测量过程如下图所示。 进行多步测量时，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。 如下图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。 从上面的过程可以看到，主轴每次移动到体对角线方向上的一个新的位置，使用多步测量法能够测量出三个位移误差。而且沿每个轴方向测量到的数据仅仅是由于主轴沿该轴方向运动独立产生的，这样就可以将所测量到的误差数据分离为三个轴方向运动独立产生的，从而达到误差分离的目的。 测量前提及补偿前后效果对比： 以下是采用Etalon激光跟踪仪捕捉到的误差进行校正前后的效果对比图：
激光跟踪仪
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
激光干涉仪使用技巧讲解
厨 ｆ静堂鸯溅斌技术）２００７亭第弘誊第｛Ｏ麓 激光干涉仪使用技巧 Ｐｒｅｃｉｓｅ Ｇ口洫ｔｏ Ｖｓｉｎｅ ａ Ｌａｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ 魏纯 （广州市计最检测技术研究院，广东广州５１００３０） 瓣萎：本文讨论了激光予涉仪在使用巾的准直等技礴，用户在实际使用中增加葺芒件以及维护巾邋蓟的同舔。燕键词：激光平涉仪；准直 ｌ引言高性能激光干涉仪具有快速、高准确测量的优点，是校准数字机床、坐标测量机及其它定位装置精度及线性指标最常用的标准仪器，弦者所在单位使用的是英国ＲＥＮＩＳＨＡＷ公闭生产的ＭＬｌ０激光干涉仪，具有性能稳定，使罱方便等特点。 通过较长时闯使用，作者认为测量人员除了要考虑环境、温度、原理等影响测量的常规因素外，掌握一些激光干涉仪的使用技巧会使测量互作事半功倍。 ２原理介绍
ＭＬｌ０激光干涉仪是根据光学千涉基本原理设计磊成酌。从ＭＬｌ０激光器射出的激光束有单一频率，其标称波长隽０．６３３ｐＬＩｎ，且其长期波长稳定健（真空状态）要高于０．１ｐｐｍ。当此光束抵达偏振分光镜时，会被分为两道光束一一道反射光糯一道透射光。这两道光射向其反光镜，然后透过分光镜反射圈去，在激光头内的探测器形成一道干涉光束。若光程差没有任俺变讫，探测器会在樵长性秘楣潢性于涉的两极找到稳定的信号。若光程差确实有变化，探测器会在 每一次光程改变时，在相长性和相消性干涉的弼极找 到变动的信号。这些变化（援格）会被计算并用来测量两个光程闻的差异变化。测量的光程就是栅格数乘以光束大约一半的波长。 值褥注意的是，激光束的波长取决于所通过敖空气折射率。由于空气折射率会随着温度、压力和相对湿度而变化，用来计算测蹩值的波长值可能需要加以李｝偿，以配合这魍环境参数豹改变。实际上就测量准确度而言，此类补偿在进行线性位移（定位精度）测量，特别是量程较大时，非常重要。３激光干涉仪使用技巧 ３．１ Ｚ轴激光光路快速准直方法 用激光干涉仪进行线性测量时，无论是数字机 床、还是坐标测燮枫，ｚ轴测量酵激光光路的礁童榻对Ｘ、Ｙ轴准直来说，要困难的多。尤其是在ｚ轴距离较长的情况下，要保证激光光束经反射镜反射后回到激 先探测器的强度满足测量对对光强的要求，准妻激光光路往往需要很长时间。 根据作者长期使用的经验，按照“离处动尾部，低处动整体”的调整方法，将会大大缩短漆直时闻。（“尾部”是指ＭＬｌ０激光器电源接口边上的倾斜度调蹩旋钮和三兔架云台上的旋转微调控制旋锂，“整体”是指三
FARO激光跟踪仪案例一
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
激光干涉仪检测方法
FANUC、OKUMA机床的激光干涉仪检测方法 一、光的相干性 二、激光干涉法测距原理 三、FANUC螺补参数的设定 四、关于FANUC系统正负方向补偿号的计算方法 五、FANUC的检测用程式 六、OKUMA螺补参数的设定 七、OKUMA检测程式 八、检测值输入的方法
一、光的相干性 相長性干涉 當兩個波長相同的光束波形同步射出時，其波峰位置會如下圖 2 一般重合，固稱為“相長性干涉”。在相長性干涉的情況下，輸出波的振幅等於兩個輸入波的振幅之和。 ?相消性干涉 當兩個相干光束波形以180°的相位差異步射出時，一個輸入光束的波峰位置會如下圖3 一般與另一個輸入光束的波谷重合，固稱為“相消性干涉”。在相消性干涉的情況下，兩個輸入波會互相抵消而產生暗淡的光
二、激光干涉法测距原理 图片： 根据光的干涉原理，两列具有固定相位差，而且有相同频率、相同的振动方向或振动方向之间夹角很小的光相互交叠，将会产生干涉现象，如图所示。由激光器发射的激光经分光镜A分成反射光束S1和透射光束S2。两光束分别由固定反射镜M1和可动反射镜M2反射回来，两者在分光镜处汇合成相干光束。若两列光S1和S2的路程差为Nλ(λ为波长，N为零或正整数)，实际合成光的振幅是两个分振幅之和，光强最大。当S1和S2的路程差为λ/2(或半波长的奇数倍)时，合成光的振幅和为零，此时光强最小。 激光干涉仪就是利用这一原理使激光束产生明暗相间的干涉条纹，由光电转换元件接收并转换为电信号，经处理后由计数器计数，从而实现对位移量的检测。由于激光的波长极短，特别是激光的单色性好，其波长值很准确。所以利用干涉法测距的分辨率至少为λ/2，
激光跟踪仪应用介绍
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
激光干涉仪原理及应用详解
激光干涉仪概述 SJ6000激光干涉仪产品采用美国进口高稳频氦氖激光器、激光双纵模热稳频技术、高精度环境补偿模块、几何参量干涉光路设计、高精度激光干涉信号处理系统、高性能计算机控制系统技术，实现各种参数的高精度测量。通过激光热稳频控制技术，实现快速(5~10分钟)、高精度(0.05ppm)、抗干扰能力强、长期稳定性好的激光频率输出，采用不同的光学镜组可以测量出线性、角度、直线度、平面度和垂直度等几何量，并且可以进行动态分析。
SJ6000激光干涉仪产品具有测量精度高、测量速度快、最高测速下分辨率高、测量范围大等优点。通过与不同的光学组件结合，可以实现对直线度、垂直度、角度、平面度、平行度等多种几何精度的测量。在相关软件的配合下，还可以对数控机床进行动态性能检测，可以进行机床振动测试与分析，滚珠丝杆的动态特性分析，驱动系统的响应特性分析，导轨的动态特性分析等，具有极高的精度和效率，
为机床误差修正提供依据。 激光干涉仪性能特点 1.测量精度高、速度快，稳定性好 ①使用美国高性能氦氖激光器，结合伺服稳频控制系统，达到高精度稳频(0.05ppm) ②以光波长(633nm)为测量单位，分辨率可达nm级 ③使用高速光电信号采样和处理技术，测量速度可达到4m/s。 ④配合有环境补偿单元，在环境变化的情况下，也可以得到较高的测量精度 ⑤分离式干涉镜设计，避免了测量镜组由于主机发热而引起的镜组形变 2.应用范围广 ①可以实现线性、角度、直线度、垂直度、平面度等几何量的检测 ②结合我们的软件系统，可以用于速度，加速度，振动分析以及稳定度等分析 ③可实时监控精密加工机床等机器的动态数据，进行动态特性分析 3.软件界面友好 ①使用当前热门的软件界面开发工具，软件界面人性化，操作简单。 ②将静态测量和动态测量两种功能合并到一个软件中，更方便用户切换测量类型。
激光跟踪仪培训报告
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。
激光跟踪仪系统介绍及其应用
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。
激光跟踪仪讲解
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
激光干涉仪讲解
第一章、前言 一、本次我们主要研究：如何检测机床的螺距误差。因此我们主要的任务在于： 1. 应该使用什么仪器进行测量 2. 怎么使用测量仪器 3. 怎么进行数据分析 4. 怎么将测量所得的数据输入对应的数控系统 二、根据第一点的要求，我们选择的仪器为：Renishaw 激光器测量系统，此仪器检测的范围包括： 1. 线性测量 2. 角度测量 3. 平面度测量 4. 直线度测量 5. 垂直度测量 6. 平行度测量 线性测量：是激光器最常见的一种测量。激光器系统会比较轴位置数显上的读数位置与激光器系统测量的实际位置，以测量线性定位精度及重复性。 三、根据第二点的解释，线性测量正符合我们检测螺距误差的要求。因此，我们此次使用的检测方法——线性测量。 总结以上我们的核心在于：如何操作Renishaw 激光器测量系统结合线性测量的方法进行检测，之后将检测得到的数据进行分析，最后将分析得到的数据存放到数控系统中。这样做的目的在于——提高机床的精度。 - 1 - 第二章、 2.1 什么是螺距误差？ 基础知识 开环和半闭环数控机床的定位精度主要取决于高精度的滚珠丝杠。但丝杠总有一定螺距误差，因此在加工过程中会造成零件的外形轮廓偏差。
由上面的原因可以得知： 螺距误差是指由螺距累积误差引起的常值系统性定位误差。 2.2 为什么要检测螺距误差？ 根据2.1节，检测螺距误差是为了减少加工过程中造成零件的外形轮廓偏差，即提高机床的精度。 2.3 怎么检测螺距误差？ （1）安装高精度位移检测装置。 （2）编制简单的程序，在整个行程中顺序定位于一些位置点上。所选点的数目及距离则受数控系统的限制。 （3）记录运动到这些点的实际精确位置。 （4）将各点处的误差标出，形成不同指令位置处的误差表。（5）多次测量，取平均值。 （6）将该表输入数控系统，数控系统将按此表进行补偿。 2.4 什么是增量型误差、绝对型误差？ ①增量型误差 增量型误差是指：以被补偿轴上相邻两个补偿点间的误差差值为依据来进行补偿②绝对型误差 绝对型是误差是指：以被补偿轴上各个补偿点的绝对误差值为依据来进行补偿2.5 螺距误差补偿的原理是什么？ 螺距误差补偿的基本原理就是将数控机床某轴上的指令位置与高精度位置测量系统所测得的实际位置相比较，计算出在数控加工全行程上的误差分布曲线，再将
激光跟踪仪校准技术及在机床检测中的应用讲解
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.wendangku.net/doc/e013122875.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
激光干涉仪用途
简介 以激光波长为已知长度、利用迈克耳逊干涉系统(见激光测长技术)测量位移的通用长度测量工具。激光干涉仪有单频的和双频的两种。单频的是在20世纪60年代中期出现的,最初用于检定基准线纹尺,后又用于在计量室中精密测长。双频激光干涉仪是1970年出现的，它适宜在车间中使用。激光干涉仪在极接近标准状态（温度为20℃、大气压力为101325帕、相对湿度59％、C O2含量0.03％）下的测量精确度很高，可达1×10?7。 工作原理 一个角锥反射镜紧紧固定在分光镜上，形成固定长度参考光束。另一个角锥反射镜相对于分光镜移动，形成变化长度测量光束。 从激光头射出的激光光束(1)具有单一频率，标称波长为0.633μm，长期波长稳定性（真空中）优于0.05ppm。当此光束到达偏振分光镜时，被分成两束光—反射光束(2)和透射光束(3)。这两束光被传送到各自的角锥反射镜中，然后反射回分光镜中，在嵌于激光头中的探测器中形成干涉光束。 如果两光程差不变化，探测器将在相长干涉和相消干涉的两端之间的某个位置观察到一个稳定的信号。如果两光程差发生变化，每次光路变化时探测器都能观察到相长干涉和相消干涉两端之间的信号变化。这些变化（条纹）被数出来，用于计算两光程差的变化。测量的长度等于条纹数乘以激光波长的一半。 应当注意到，激光波长将取决于光束经过的空气的折射率。由于空气折射率会随着气温、压力和相对湿度的变化而变化，用于计算测量值的波长值可能需要对这些环境参数的变化进行补偿。在实践中，对于技术指标中的测量精度，只有线性位移（定位精度）测量需要进行此类补偿，在这种情况下两束光的光程差变化可能非常大。
产品用途 1.激光干涉仪是检定数控机床、坐标测量机位置精度的理想工具。检定时可按照规定标准处理测量数据并打印出误差曲线，为机床的修正提供可靠依据。 2.激光干涉仪配有各种附件，可测量小角度、平面度、直线度、平行度、垂直度等形位误差，在现场使用尤为方便。 2.1.线性测量 要对线性测量进行设定，使用随附的两个外加螺丝将其中的一个线性反射镜安装在分光镜上。这个组合装置称为“线性干涉镜”，它形成激光光束的参考光路。线性干涉镜放置在激光头和线性反射镜之间的光路上，如下图所示。
激光干涉仪用途【详细】
激光干涉仪的作用 内容来源网络，由深圳机械展收集整理 更多激光设备，就在深圳机械展 （1）CO2激光干涉仪 CO2激光器是一种非常适合无导轨激光测量的光源，它在10.6μm波段具有丰富的谱线，相邻谱线的波长差分布也比较均匀，构成的“合成波长链”的波长可从10.6μm到25m，因此，CO2激光干涉仪一直是无导轨激光干涉仪的研究重点。从1979年开始，由直流干涉系统到各种形式的光外差系统，CO2激光干涉仪历经多次改进，其中一种典型方案是上世纪九十年代澳大利亚研制的外差干涉仪，它通过激光器的腔长控制，顺序输出6种波长，用声光调制器的零级衍射作为本振光，构成外差系统，测量精度可达4×10-8。 （2）Ne-Xe激光干涉仪 Ne-Xe激光器可以输出3.53μm和3.37μm两个波长，合成波长为84.2μm。从“合成波长链”的角度考虑，波长过短难以保证测量结果的唯一性，为此，系统加入了He-Ne激光器的3.39μm谱线，将“合成波长链”延伸到464μm。Ne-Xe激光干涉仪的最大优点是结构简单，测量精度可达1.8×10-7。 （3）He-Ne激光干涉仪 中国计量科学研究院研制的纵向塞曼He-Ne激光干涉仪，与成都工具研究所开发的双频激光干涉仪不同，其稳频点选在两条激光增益曲线之间，产生一对频差为1080MHz的左、右旋偏振光（这两个偏振光不在同一增益曲线上），合成波长为278mm。利用光栅测量干涉的剩余相位。系统测量长度可达100m，测量精度为±（40+1.5×10-6）。 He-Ne激光器在3.39μm处谱线丰富，但其中3.3922μm谱线的自发辐射系数比其它谱线大很多，抑制了其它谱线的发射。清华大学利用甲烷在3.3922μm附近的一条吸收谱线，抑制了He-Ne激光这条谱线的强度，成功研制出了3.39μm波段双波长激光干涉仪，其“合成波长链”从3.39μm到1m，单波稳定性为1×10-8。 （4）变波长激光干涉仪 变波长激光干涉仪采用两个激光器，利用谐振腔长与输出频率的关系，构成“无级”的波长