Large-Size Objects Measurement
with FARO Laser Tracker Devices
The company FARO Technologies Inc. has designed two devices — Laser Tracker XI and Laser Tracker X — aimed at solving the problem of large-size object measurement for heavy machine-building, ship-building and aviation industries.
These devices ensure high precision within a 70 m working zone and cooperate with CAD systems for ensuring compliance with a model. The new coordinate measurement system TrackArm provides a wide range of new possibilities — including the measurement of corners, small closed elements and cavities — by combining FARO Laser Tracker and FARO Arm.
Измерение с высокой точностью линейных размеров крупногабаритных изделий в тяжелом машиностроении, судостроении, авиационной промышленности является достаточно сложной технической задачей. Специально для ее решения компания FARO Technologies Inc. выпустила два новых прибора — LaserTracker XI и Laser Tracker X, а на их основе — координатно-измерительную систему TrackArm.
Приборы серии LaserTracker (рис. 1) имеют высокую точность измерения при рабочей зоне до 70 м. Принцип их работы заключается в отражении лазерного луча от небольшого зеркального призменного отражателя, помещенного вовнутрь сферы (рис. 2). Трекер измеряет расстояние до отражателя, угол азимута и высоты и с помощью программного обеспечения в реальном масштабе времени определяет координаты отражателя в пространстве относительно предварительно заданной системы координат.
Первоначально Laser Tracker ставится вблизи измеряемого объекта, например, на треногу, причем установку можно производить на высоте до 15 м от поверхности земли. Отражатель устанавливается на приборе для захвата луча лазера, затем перемещается оператором на измеряемый объект. При этом Laser Tracker автоматически следит за целью, а оператор при необходимости производит фиксацию текущих координат измеряемого объекта с помощью дистанционного пульта управления.
Обычно в начале работы с помощью программного обеспечения и самого Laser Tracker назначается система координат (точка отсчета и направление осей) путем обмера базовых элементов изделия, далее производится сам обмер. Можно проводить измерения как линейных и угловых размеров (2D), так и сравнение с моделью, выполненной в ЛЮБОЙ CAD-системе (3D-замер). Трансляция файлов из CAD-систем производится через форматы **.iges, *.vda и *.3dm. Существуют также прямые трансляторы для CATIA v4 и v5, ProEngineer, Unigraphics, SolidWorks, Parasolid, Solid Edge, Inventor. Специальные датчики систем самокалибровки Self-Comp и температурной компенсации измерений Smart Warm-up, постоянно следящие за состоянием окружающей среды, настраивают FARO Laser Tracker на оптимальный режим измерения и вносят корректировку в результаты замеров.
Устройство не рекомендуется применять на открытом воздухе из-за возможных резких перепадов температуры, которые могут привести к потере точности и снижению пределов рабочей зоны. Диапазон рабочих температур FARO Lаser Tracker — от –15°C до +50°C.
Прибор может работать в двух режимах: интерферометра и XtremeADM (Abcolute Distance Measurement). Разница заключается в том, что при работе в режиме интерферометра при потере лазерного луча (например, по причине ошибки оператора или из-за того, что посторонний человек прошел в рабочем пространстве и пересек лазерный луч) оператор должен вновь установить отражатель в исходное место на корпусе Laser Tracker. После этого нужно захватить луч и продолжить измерения. При работе в режиме XtremeADM в случае потере луча устанавливать отражатель в исходное место необязательно: достаточно вновь захватить луч отражателем, найдя его, например, с помощью ладони, — и прибор вновь готов к работе. Этот режим существенно облегчает работу — особенно операторам, имеющим небольшую практику обращения с Laser Tracker. Однако точностные характеристики при этом несколько ниже, чем в режиме интерферометра.
Немаловажен тот факт, что прибор работает с тем же программным обеспечением и выполняет все те же операции, что и «руки» FARO. Следовательно, идеальной схемой является применение обоих приборов, когда большие размеры контролируются с помощью Laser Tracker, а локальные — с помощью «рук» (рис. 3).
Новая координатно-измерительная система TrackArm открывает новые возможности по совместному использованию КИМ FARO Laser Tracker и FARO Arm. Теперь, благодаря специальному приспособлению к FARO Arm со встроенным отражателем, появилась возможность измерять мелкие элементы конструкции, просто переключившись с «трекера» на «руку». Закончив работу с малоразмерным объектом, можно так же просто переключиться обратно и продолжать измерения «трекером». Переключение занимает считанные секунды и осуществляется из программы CAM2 Measure X1.
FARO Track Arm снимает многие ограничения, которые не давали возможности измерять с помощью FARO Laser Tracker углы, мелкие закрытые элементы, полости. Наибольшим преимуществом является то, что пользователю теперь не нужно терять время на перемещение по цеху, настройку и подключение оборудования. Все переключается очень быстро и на рабочем месте (рис. 4).
Увеличить рабочую зону КИМ FARO Laser Tracker можно при помощи так называемых leapfrog либо объектов (отверстий, пазов и т. д.), расположенных на самой детали или рядом с ней. С их помощью можно измерять изделия практически неограниченного размера (рис. 5). Первоначально машина «привязывается» (т. е. назначается система координат) к одной части измеряемого изделия (по базам или итеративно). Для того чтобы передвинуть КИМ и продолжить измерение в ранее недоступной зоне, замеряются и сохраняются несколько точек (от 3 и более). Далее, после «прыжка», машина привязывается к этим точкам, тем самым совмещая систему координат с предыдущей, и измерения продолжаются. Таких «прыжков» может быть выполнено неограниченное количество, причем по всем координатам. Это позволяет проникать в самые труднодоступные места и производить измерения такой сложности, которые осуществить другими методами либо крайне трудоемко, либо невозможно.
Официальный представитель
FARO Technоlogies в Украине
ООО «НПП «Центр САПР».
