Co je laser tracker

Co je laser tracker
a jak se s ním měří?
Laser tracker je vysoce přesný přenosný
laserový přístroj pro velkoobjemovou
metrologii. Laser tracker umožňuje efektivní
řešení úloh při měření rozměrných dílů
přímo ve výrobním prostředí, které lze jen
s obtížemi měřit klasickými dotykovými
metodami. Systém se skládá ze stojanu, optické hlavice a kontroléru. Příkladem může být laser
tracker americké firmy API. Optická hlavice v sobě sdružuje přesný laserový interferometr IFM
založený na dvojité helium neonové trubici, polovodičový laser TurboADM, úhlový odměřovací
a polohovací systém a kompletní laserovou optiku a elektroniku v jediném kompaktním celku.
Principem měření je nepřetržité sledování
polohy sondy s koutovým odražečem (SMR
= Spherically Mounted Retro Reflector) laserovým paprskem a odečítání polárních
souřadnic (vzdálenost a 2 úhly) sondy
na vzdálenost desítek metrů s přesností
od 5 μ/m. Souřadnice sondy jsou přes kontrolér přenášeny do počítače, software je
vyhodnocuje a vytváří obraz měřené součásti. Kontrolér řídí polohovací systém hlavice
tak, že laserový paprsek neustále přesně
sleduje koutový odražeč. Díky unikátní patentované technologii TurboADM (Absolute
Distance Measurement) může být laserový
paprsek interferometru v průběhu měření
přerušen a po navázání paprsku je možno
pokračovat v měření bez ztráty přesnosti.
K dispozici je několik typů a provedení koutových odražečů SMR.
Kde lze použít laser tracker?
Přesnost i produktivita měření pomocí laser trackeru je mnohonásobně vyšší
než u klasických metod. Měřicí software
umožňuje analýzu a zpracování výsledků,
porovnání s CAD modely, tvorbu protokolů
atd. přímo na místě měření. Laser trackery najdou uplatnění v automobilovém a leteckém průmyslu, v energetice a těžkém
strojírenství, ve stavebnictví i v průmyslu
konstrukcí rozměrově rozsáhlých celků.
Rychlost pořízení dat je při měření velkých
dílů klíčová i z důvodu minimalizace chyb,
které jsou způsobeny teplotní roztažností
materiálu vlivem kolísání teploty v průběhu
dne a zejména při střídání dne a noci.
Kromě měření dílů lze laser trackery využít
i pro měření nástrojů, forem, pojezdů, dopravních a manipulačních systémů, upevňovacích
konstrukcí, hodí se pro pořizování korekční
mapy velkých výrobních strojů a manipulátorů i pro kalibraci 3D měřicích strojů. Lze
je použít ke scanování povrchu rozměrných
a tvarově náročných součástí obecného tvaru
i pro reverzní inženýrství. Například pro měření svařovaných konstrukcí, součástí turbín,
částí letadel, vrtulí pro větrnou energetiku,
velkých parabolických antén atd.
Proč Laser Tracker API?
Laser tracker API je v současné jediný
naprosto kompaktní laser tracker na trhu.
Celý optický systém je umístěn v monobloku
z jediného kusu ze speciální slitiny. Obrobené
skříně jsou po výrobě skladovány několik let,
aby se před konečnou instalací zbavily veškerého mechanického pnutí. Patentovaný systém
API neobsahuje žádné zrcadlo ani dodatečnou
optiku, která vždy zvyšuje chybu měření. Díky
své unikátní konstrukci a propracovanému
systému teplotní stabilizace neobsahuje žádné
aktivní chladicí systémy, ventilátory ani ventilační otvory, kterými by mohl do systému
vniknout prach. Jakýkoli aktivní chladicí systém
je vždy zdrojem teplotních chyb a nestability
systému. Systém API je po několika minutách
od zapnutí a jednoduché jednobodové kalibraci
připraven k práci, dokonale stabilizován je
po cca 20 minutách od zapnutí.
Pracovní prostředí
Systém je navržen pro práci v těžkém průmyslovém i venkovním prostředí, pracuje
s plnou přesností v rozsahu teplot od –10°C
do +40°C. Díky své absolutně kompaktní
konstrukci může bez problémů trvale pracovat i ve vysoce prašném prostředí, které se
vyskytuje ve slévárnách, svařovnách a zejména v průmyslu kompozitních materiálů
s velmi jemným prachem. Lze jej provozovat
v prostředí s olejovou mlhou i ve výrobních
podmínkách s vysokým stupněm elektromagnetického rušení, jako jsou svařovny,
provozy bodového svařování atd.
Mobilita
Základním požadavkem na přenosné systémy je nutnost snadné transportovatelnosti
a jednoduché a rychlé instalace v místě měření.
Celý systém Tracker3 včetně kontroléru, kompletního příslušenství a kabeláže je umístěn
v jediném transportním kufru. Ve druhém kufru
je pouze stojan.Vzhledem k tomu, že rozměrné
objekty je zpravidla nutno měřit z několika
pohledů, je nezbytné laser tracker v průběhu
měření jediné součásti několikrát přemístit.
Tím samozřejmě nutně dochází ke kumulaci
výsledné chyby měření, kterou je možno jednoduše ověřit opětovným změřením prvního
útvaru a porovnáním výsledků. Tento zdánlivě
prostý test prakticky doloží, jak výrazné jsou
rozdíly v technických parametrech systémů
různých výrobců, ať už jsou oficiálně udávané
tabulkové údaje jakékoli.
Software
Se systémem API je standardně dodáván
software Spatial Analyser (SA) od americké
firmy New River Kinematics. Tento grafický
software pro obecnou 3D geometrii orientovaný pro práci s body je prakticky světovým
standardem pro laser trackery. Podporuje
práci s CAD daty. Je jediným softwarem tohoto
typu, který podporuje souběžnou práci několika měřicích zařízení najednou v jediné aplikaci
(například laser tracker a měřicí rameno).
Unikátní matematická metoda váženého best
fitu se významně podílí na výsledné přesnosti
měření při přesouvání trackeru v průběhu
měření jedné součásti. Software pracuje
na běžném notebooku a je samozřejmě plně
lokalizován do češtiny. Výhradním zastoupením API v České republice i na Slovensku
je společnost Topmes, měřicí stroje, Praha.
www.topmes.cz
Text: Ing.Martin Prokop
www.topmes.cz
www.techpark.sk
51