API公司不僅(jin) 是激光跟蹤儀(yi) 在全球範圍內(nei) 的最初發明人，而且不斷推出許多新的擴展技術。傳(chuan) 統的激光跟蹤測量技術在汽車行業(ye) 遇到的最大挑戰是光線阻斷的問題，而現在這一難題有了兩(liang) 套行之有效的解決(jue) 方案，一是絕對測距技術（absolute distance measurement. 縮寫(xie) ADM），一是智能測頭技術（Itelliprobe）。

　　傳(chuan) 統的激光跟蹤儀(yi) 因為(wei) 采用激光幹涉的原理測量靶球到跟蹤頭的距離，要求激光頭和靶球之間的光線始終不能被阻斷，在測量汽車工裝夾具時這點往往是很難保證的。API的絕對測距（ADM）技術允許跟蹤過程中斷光，甚至可以直接把靶球放到目標位置，然後再將跟蹤頭指向靶球進行測量，這是一種基於(yu) 紅外光脈衝(chong) 反射拍頻計數的絕對測距技術，其10m內(nei) 精度可以高達0.02mm。這項技術在在線檢測汽車夾具重複定位精度方麵效果非常好。通常我們(men) 把光學靶安裝在活動的夾頭上，每次夾頭到達工作位置後，軟件驅動跟蹤頭指向光學靶的理論位置，實際每次夾頭所處的位置都將偏離理論位置，跟蹤頭將在理論位置周圍以螺旋線軌跡運動搜索光學靶，鎖定目標後再用絕對測距技術測出光學靶到跟蹤頭的距離，從(cong) 而計算出此時夾頭所處的實際位置。在軟件的配合下激光跟蹤儀(yi) 可以在極短時間（通常隻需幾秒鍾）就測量出多個(ge) 夾頭的重複定位精度，且精度遠遠高於(yu) 基於(yu) 數碼相機的交匯照相測量技術。

　　另外，API的TrackerIIPlus還支持一種智能測頭技術，智能測頭是一種特殊的光學靶。底部裝有長度可達幾百毫米的測杆，光靶設置在測頭的頂端。智能測頭內(nei) 部集成的傳(chuan) 感器，可以感知智能測頭相對於(yu) 激光光線的姿態角變化。通過頂端光學靶的坐標值和姿態角計算出底部測杆尖端的坐標值，這樣就可以用測杆尖端去測量激光照射不到的工件背麵以及較深的孔和槽。智能測頭的外形如圖3所示。

圖3 智能測頭

        激光跟蹤儀(yi) 像所有的三坐標測量設備一樣，提供了豐(feng) 富的建坐標方式，除了傳(chuan) 統的三點建坐標、點線麵建坐標、多點擬合坐標係等方式以外，還提供了一種獨特的複雜擬合建坐標方式，這種建坐標方式允許使用工件上的任意曲麵、平麵、定位孔、定位點組合起來作為(wei) 建坐標的基準，擬合計算出工件坐標係。

圖4在工件數模上選擇擬合坐標係基準

　　如圖4所示，首先在導入的工件數學模型上選擇適當的基準麵上的表麵點（對應工裝上的定位麵）和基準孔中心（對應工裝上的定位銷），然後依次測量工件上的這些基準元素位置，得到擬合計算的結果。如果定位基準屬於(yu) 過定位，通過分析結果數據，可以知道基準之間存在哪些衝(chong) 突，然後再決(jue) 定是否應該舍棄某些可能存在問題的基準（通過放棄某些擬合計算約束條件來實現），這種複雜擬合建坐標的功能使得激光跟蹤儀(yi) 可以代替各種機械工裝檢具來檢測白車身和衝(chong) 壓件。具體(ti) 方法是，首先固定好零件，選擇工裝檢具檢測時的定位元素（包括定位麵和定位銷）作為(wei) 建坐標的參考基準，這樣擬合得到的工件坐標係，就準確再現了機械檢具檢測時使用的工件坐標係，此時測量出的工件偏差和機械檢具檢測出的偏差數據一致，能準確反映工件的實際狀態。這就是所謂的“電子工裝”技術。白車身、焊裝夾具、檢具的檢測需要遵循的原則就是，建坐標的基準和實際工件的安裝定位基準或者工作基準保持一致，這樣才能最大限度的減小測量坐標係帶來的誤差。采用這種基於(yu) 數學模型的“電子工裝”技術，在節省下製造機械工裝的高額成本的同時也省去了對這些機械工裝進行檢測和維護的人力資源，可以大大提高生產(chan) 效率。#p#分頁標題#e#

　　圖 5 擬合計算的調整和計算結果

　　此外，激光跟蹤儀(yi) 也可以用於(yu) 汽車外形設計。由藝術家在木模上雕刻設計的新車型，需要精確的變成計算機中的數學模型，在以往，這需要一台造價(jia) 不菲的高精度大型導軌式三坐標測量機，而現在一台TrackerIIPlus激光跟蹤儀(yi) ，配合其功能強大的測量軟件就能完成這套複雜的逆向工程，激光跟蹤儀(yi) 形式多樣的動態掃描工作方式，能夠精確反求出空間自由曲線、曲麵的數學模型，從(cong) 而大大降低衝(chong) 壓模具的生產(chan) 製造成本，同時，激光跟蹤儀(yi) 也可以用於(yu) 這些衝(chong) 壓模具和工件的檢測。

　　激光跟蹤儀(yi) 測量技術在我國的汽車生產(chan) 在線檢測領域還是方興(xing) 未艾，在汽車製造業(ye) 中推廣應用有著廣闊的前景。

　　參考文獻：

　　［1］《激光跟蹤測量係統的原理及在車身在線檢測中的應用》，李廣雲(yun) 。《上海計量測試》，2002年04期。

　　［2］《激光跟蹤儀(yi) 在大尺寸工件幾何參數測量中的應用》，張春富、張軍(jun) 、唐文彥、盧紅根。《工具技術》，2002年05期。

　　［3］《采用激光跟蹤儀(yi) 測量飛機外形》，韓清華、鄭保、郭宏利、王鴻翔。《航空計測技術》，2004年01期。

　　［4］《使用激光跟蹤儀(yi) 確定數控機床空間位置關(guan) 係》，劉曉東(dong) 。《製造業(ye) 自動化》，2004年08期。

　　（作者：美國自動精密工程公司 王瑋）