激光跟踪仪：大尺寸空间坐标的“移动三坐标”

激光跟踪仪：大尺寸空间坐标的“移动三坐标”

激光跟踪仪是针对百米级大尺寸空间（测量半径10~160米）的三维坐标测量系统，通过激光干涉测距（精度±0.1μm/m）与角度编码器（水平/垂直向分辨率0.001°）构建球坐标系，配合反射靶镜（SMR，高精度球形反射器）实时跟踪目标位置，兼具高精度与大范围测量的双重优势。

1. 核心技术与创新功能

• •​​动态跟踪与6DoF测量​​：传统激光跟踪仪仅能测量靶镜的中心三维坐标（X/Y/Z），而现代型号（如API Radian Pro、FARO Vantage）通过集成T-Probe或6Probe测头（中心反射镜+阵列红外LED），可额外获取测头的姿态参数（俯仰角、偏摆角、滚动角），实现“6自由度（6DoF）”测量，用于检测隐藏特征（如孔内壁、曲面凹槽）或机器人末端执行器的实际位姿。
• •​​断光续接与组网测量​​：部分设备采用双激光系统（主备激光源）或智能搜索算法（如ActiveSeekTM技术），在靶镜短暂遮挡后自动恢复跟踪；多台跟踪仪可通过USMN（通用站测量网络）联合组网，消除单站测角误差随距离增大的问题，整体测量精度提升至±0.5μm/m级。
• •​​环境补偿模块​​：内置温度、气压、湿度传感器，实时修正激光波长随大气条件变化的误差（激光波长与空气折射率相关）。

2. 典型应用领域

激光跟踪仪是航空航天（飞机机身段装配定位）、汽车制造（整车尺寸匹配）、重型机械（核电压力容器焊接）等行业的关键设备。例如，在飞机机翼与机身的对接中，通过激光跟踪仪测量多个定位点的空间坐标，确保装配间隙均匀性（≤0.5mm）；在机器人校准中，测量其末端在不同关节角度下的实际位置与理论DH模型的偏差，优化控制算法以提升重复定位精度（从±0.1mm降至±0.02mm）。