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API 激光跟踪仪高效应用之多目标自动识别测量

国际金属加工网 2022年01月04日

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激光跟踪仪测量应用

激光跟踪仪,是大尺寸空间坐标测量设备,已被广泛应用于全球各高端制造领域的测量检测环节,在静态点的高精度测量、动态轨迹的监测、拼接对齐、装配定位等领域发挥着不可替代的作用。

传统测量模式下,操作者通常手持内置棱镜的靶球(SMR),引领将激光束锁定至靶球中心的激光跟踪仪至待测标的位置,并使用靶球触碰待测部位,激光跟踪仪随即测量该测量位置的三维数据并反馈记录在软件中,用于之后的比对分析或数字建模。

除靶球外,激光跟踪仪通常还配备有隐藏点测头、激光线扫描测头等功能拓展附件,拓展跟踪仪的数据采集范围、以及提升采数效率,为工业及实验室精密测量提供了优质保障。

作为激光跟踪仪的发明者,API除提供优质的激光跟踪仪硬件保障外,更是开发了众多激光跟踪仪应用实用功能、软件、及方法,进一步拓展跟踪仪的适用领域,让众多不易实现、精度难以保障的测量检测作业得以实现,并兼顾精准与高效。

激光跟踪仪多靶标自动化测量

多靶标自动化测量,就是API开发的较有代表性的一种激光跟踪仪实用测量功能。

该功能使用了API激光跟踪仪旗舰机型 Radian Pro的iVision人工智能主动视觉系统,为实际测量作业中不便于人员接触待测位置的任务实现精准自动化测量提供了可行办法。

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图1:待测目标位置(主图)及在软件中的显示示意(右上小图)

RadianPro激光跟踪仪集成有主动视觉系统,可在视野范围内同时观测多个目标(靶球),经操作者指示、或预编程自动执行,按照计划的时间点或顺序识别并测量选定的目标。(如图1示意)

测量案例

某单位研究课题:需要实现在工件不同位置加载不同的重量的砝码,实现平衡,并监控工件的六自由度变化量。

针对于该课题的测量需求,使用激光跟踪仪在传统测量模式下,可利用手动的方式依次测量工件上的不同目标,计算出工件的六自由度变化信息;但使用传统模式,耗时较长,检测单一重量的时间实测耗时3分钟以上,而整个作业需要进行数百组数据的测量,如果使用传统模式,将很难保障整套作业的高效实施。

而RadianPro激光跟踪仪多目标自动识别测量功能的应用,不仅保障了整个测量作业的高精度,还兼顾了作业实施的高效率。

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图2:激光跟踪仪的安置位置(右下小图)与工件上待测点位的布置(主图)

作业中,将激光跟踪仪与设置的点位安置完毕(如图2所示),利用RadianPro激光跟踪仪的iVision主动视觉系统以及Multi-SMR多靶球识别功能,配合与该应用单位联合开发的SDK开发包,实现了:当重量加载完成时,触发激光跟踪仪的多靶球识别功能自动将该工件上布置的点一一进行测量,并通过矩阵算法将六自由度的变化量计算出,用于之后的分析与补偿。

实际效果:利用该设备的特点,节约了90%的测量时间,同时有效避免了人为拿动靶球对测量结果造成影响。

最终,在实施中通过比对,实现了角度精度控制在0.01°,空间位置精度控制在0.03mm的范围内,实现了该课题的研究目的。

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图3:API激光跟踪仪高阶应用示意:高速移动目标精准测量(左上)、多台激光跟踪仪联动组网测量(右上)

多台激光跟踪仪单一位置极致高精度测量(左下)、STS传感器6DoF动态测量(右下)

结论

集成有ADM/IFM双激光的RadianPro激光跟踪仪,加持以iVision主动视觉系统的人工智能应用,为工件多位置自动识别测量的应用需求提供了完美方案。

除多目标自动识别测量外,API还为旗下激光跟踪仪开发了“高速移动目标精准测量”、“多台激光跟踪仪联动组网测量”、“多台激光跟踪仪单一位置极致高精度测量”、“STS传感器6DoF动态测量”等众多的实用高阶应用功能或附件(如图3示意)。敬请联络API各地办事机构详询。

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