85. Принципы построения бесконтактных измерительных систем на базе лазерных модулей в промышленности.

В настоящее время лазеры весьма широко используются в современной науке и технике. Условно лазерные приборы, применяемые в спецтехнике, можно разбить на мобильные, переносные и носимые (портативные). К последним относятся лазерные измерители скорости, высотомеры, дальномеры и пр

На крупных машиностроительных предприятиях часто стоят задачи контроля геометрии крупных кованных, литых или сварных конструкций.

Измерительные системы, которые предлагает наше предприятие можно поделить на следующие группы: системы на основе лазерных трекеров, системы на базе лазерных радаров, сложные автоматизированный и роботизированные системы, основанные на базе вышеуказанных базовых измерителей с дополнительными первичными сенсорами, такими как: лазерные сканеры, системы стереоскопии, системы машинного (технического) зрения, интерферометрами.

Лазерные трекеры. Система лазерная координатно-измерительная на базе трекера состоит из измерительного блока на мобильном телескопическом штативе и мишени -отражателя. В основу работы положен принцип непрерывного отслеживания стационарным блоком положения мишени в пространстве. Трекер представляет собой набор зеркал, оптических элементов, светочувствительных матриц, сервоприводов.

В процессе измерения геометрии производится установка отражателей в контрольные точки и определение их координат. Отражатели могут быть просто прислонены к контролируемой поверхности, либо установлены на специальные подставки и щупы, позволяющие производить контроль на скрытых поверхностях объектов.

Сервоприводы позволяют наводить лазерный луч дальномера в заданную точку и отслеживать положение отражателя. Встроенная метеостанция позволяет корректировать показания измерителя в зависимости от параметров окружающей среды для достижения максимальной точности.

Решаемые задачи

 выполнения высокоточных работ по контролю геометрических параметров сложных конструкций;

 контроль положения деталей при сборке изделий;

 калибровка станков и измерительных машин (в режиме интерферометра);

 контроль микроперемещений элементов машин;

 периодический контроль (без вмешательства оператора) геометрии несущих конструкций при их длительном статическом нагружении;

 технологический контроль;

 периодическая поверка сложной оснастки и стапелей;

Лазерный радар является законченной высокоточной контрольно-измерительной машиной, позволяющей производить автоматическое сканирование поверхностей расположенных вокруг измерительной головки прибора в радиусе до 60 метров с объемной точностью до 0,1 мм (на максимальной дальности).

Измерительный блок радара состоит из лазерного дальномера, системы отклонения луча и сервоприводов с энкодерами. Система отклонения позволяет направить луч дальномера на любую точку пространства вокруг радара. Совместное измерение дальности до точки с текущими значениями угла места и азимута луча позволяют произвести привязку точки к системе координат.

В основе применяемого дальномера лежит принцип измерения расстояния по частотному сдвигу между излученным и принятым частотно модулированным (200 ГГц) инфракрасным лазерным сигналом. позволяет бесконтактно сканировать любые поверхности.

Пример: Бесконтактная измерительная система на базе лазерного радара (лидара) серии MV 200. Технология в области бесконтактных мобильных измерительных систем для контроля геометрии и настройки крупногабаритных изделий. В состав системы входят сенсор, блок питания, подвижное основание, ноутбук, соединительные кабели и различные приспособления. Система содержит датчики вертикального и горизонтального углов, высокоточный безотражательный лазерный дальномер. Система применима при недоступности измеряемых объектов, невозможности использования отражателей (разметка точками), невозможности касания поверхности, невозможности установки оснастки или потерях точности измерений на дополнительную оснастку, необходимости в полном интегрировании измерительной техники в производственный процесс.

В систему встроена видеокамера. Единственный оператор имеет возможность очертить на экране компьютера сканируемую область, выбрать необходимые для измерения марки (цели) или провести измерение точек на CAD-модели, высвечиваемой на экране. Автоматически корректируются результаты измерений с учетом климатических условий. Возможно проведение измерений нагретых объектов свыше 1000°, с помощью измерения через зеркало можно измерить внутренние поверхности, возможно размещение сенсора на подвижных штативах.