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坐标测量系统

原创 | 你真的会使用激光测头么?


前言


本文主要以海克斯康高精度蓝色激光传感器HP-L-10.10T展开讲解,HP-L-10.10T是海克斯康集团最新推出的一款线激光扫描测头,具备300Hz的高扫描频率,每秒可以达到60万点的数据量,实现了基本几何形状,以及含有自由曲面复杂工件的高效率、高精度测量。


当然,要实现激光测头的高效率与高精度需要我们正确的使用激光测头,这包括测量前的准备工作、测量过程及对测量数据的处理,本文主要针对前期的准备工作和测量过程的一些注意事项展开讲述,关于测量数据的处理将在后续的文章中讲解。


  1、正确的安装、拆卸传感器


将TKJ钥匙插入TKJ连接器的插槽中,然后顺时针旋转180°至“LOCK”位置,以锁定TKJ连接器,注意旋至水平位置即可,过多的旋转可能会损坏TKJ连接器,如下图所示:

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  2、测量范围


传感器与工件之间的标称距离为90mm(从激光装置的原点处开始)或78.7mm(从外壳边缘开始)。传感器的标准视场与标称距离相差±30mm即工作范围是60-120mm。HP-L-10.10还可以额外激活一个+30mm的扩展视场(eFOV)。激活扩展视场(eFOV)后,此时激光的测量范围是60-150mm,激光线的宽度和点的间距取决于当前的工作距离,具体参数可参考下表:

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  3、预热传感器


为实现精确测量,在使用传感器之前需要大约6分钟的预热时间(如果传感器存放在非常低的温度下,预热时间会延长)。预热后,传感器的精度在ISO 10360-8:2013 最大允许误差(MPE)的限制范围之内。也可用未预热的传感器进行测量,但在这种情况下不能保证精度。预热后,激光测头在断电的情况下会迅速冷却,必须再次进行预热,预热状态可以通过观察传感器上的“LED状态指示灯”:在预热期间以绿色呼吸闪烁,预热结束后变为绿色常亮状态。一般推荐在更换架上加装预热模块,不使用传感器时,也可以进行预热,下次使用时可直接加载测头使用。

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  4、测量边缘和特殊特征


为了准确测量边缘和特殊特征,传感器的激光线要与测量边缘垂直,如果传感器激光线与边缘平行测量,则会导致测量不准确。

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  5、光反射的干扰


激光测头使用的是三角反射的原理,在测量一些台阶面的时候,会因为轮廓的遮挡导致反射光线被阻挡,导致接收不到激光,采集不到点云数据,为获得最佳测量结果,可将传感器旋转180°,如下图所示,这样可以有效的避免遮挡。

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  6、二次反射的干扰


根据待测工件轮廓和表面状况的不同,特别是在光亮或凸面的情况下,可能会发生二次反射,这种情况下获得的点云数据会有很多噪点,为了避免二次反射,可以参考下图方式测量。


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  7、可接受角度筛选器


接受角度筛选器用于限制入射角,因为在测量具有大入射角的点时,预计色散程度会较高。筛选器激活后,会过滤掉大入射角的离群点。使用可接受角度筛选器,可以在以下范围内为两个方向(扫描方向、垂直于扫描方向)设置角度限制:

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对于高质量点云的收集,可接受角度筛选器建议使用默认值。如果点云数据的覆盖性不够好,可以增加角度。如果增加数值后覆盖性仍然不好,可以关闭可接受角度筛选器,则默认使用最大角度90°。上图展示了两个方向(扫描方向、垂直于扫描方向)的默认可接受角度。扫描方向上的可接受角度是相对于某个角度定义的,这个角度是标称三角测量角度的一半(图中的红色虚线,这个角度取决于当前的间隔距离,对于90mm的标称间隔距离,该角度为12.5°)。


  8、HA-TT-A90角度转接


HA-TT-A90转接可以调整激光传感器的安装角度,实现激光线90°调整,可以实现对一些特征最有效的扫描。

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激光测量过程要结合以上所讲述的内容并根据实际情况灵活运用,才能获取到准确的点云数据。


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