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FARO® Knowledge Base

Laser Tracker Zielzeicheninformationen, Fehlerbehebung sowie Gebrauch und Pflege

Übersicht

Der FARO Laser Tracker misst die dreidimensionale Position eines optischen Ziels mittels eines Laserstrahls und zwei Winkelencodern. Wenn der Tracker einen optionalen Interferometer (IFM) besitzt, wird ein Helium-Neon-(HeNe)-Laser ausgesendet, der vom Ziel reflektiert wird. Tracker ohne IFM ("ADM only)"-verfügen über eine Laserdiode, die diesen roten Strahl auf derselben Wellenlänge erzeugt.  Der Tracker nimmt die Position des reflektierten Strahls wahr und folgt diesem. Die dreidimensionale Position des Ziels (SMR) wird durch den Abstand zum Ziel und die Azimut- und Zenitwinkel des Winkelencoders berechnet. In diesem Dokument werden die Spezifikationen, die empfohlenen Anwendungen, die Pflege und die Fehlerbehebung für die Laser Tracker Ziele beschrieben.

Das optische Ziel (SMR) des Trackers wird als Retroflektor bezeichnet. Ein Retroreflektor verfügt über drei reflektierende Flächen, die senkrecht zueinander angeordnet sind. Manchmal wird er auch als Eckwürfel bezeichnet, da die drei Flächen der Innenecke eines Würfels ähneln. Ein Retroreflektor reflektiert das einfallende Licht in einem parallelen Pfad, sodass der Strahl des Trackers parallel ein- und austritt und unabhängig von der Ausrichtung des Tracker zu diesem zurückkehrt.

Es müssen verschiedene Anforderungen erfüllt werden, damit die Funktion eines Retroreflektors mit einem Tracker sichergestellt wird. Reflexionsvermögen, Winkel zwischen den einzelnen Flächen und Polarisierung müssen genau definiert sein. Der Retroflektor muss zudem passgenau in eine Kugel- oder Messsonden-Baugruppe installiert werden.

Das primäre Ziel, das mit dem FARO Laser Tracker verwendet wird, ist der 1 ½” Sphärisch montierter Retroreflektor (SMR). Es gibt drei SMR Größen sowie zwei Retro Probe Messsonden, Wiederholbarkeitsziele und zwei Größen für die neuen bronze beschichteten SMR.

Reflexionsvermögen
Die FARO Laser Tracker verwendet zwei Distanzmesssysteme mit zwei unterschiedlichen Laserstrahlen. Der HeNe-Strahl wird für die Tracking- und Interferometer (IFM)-Abstandsmessung verwendet, und ein Infrarot Laserstrahl wird für die absolute Abstandsmessung (Absolute Distance Measurement, ADM) verwendet. Die Beschichtung auf den reflektierenden Oberflächen des Ziels müssen den Spezifikation der HeNe- und der Infrarot Laserstrahl Wellenlängen entsprechen.

Flächenwinkel, (Winkel zwischen den einzelnen Flächen)
Der Flächenwinkel ist der Winkel zwischen den einzelnen Flächen des Retroreflektors. Er wird als Abweichung von 90 Grad angegeben. Ein perfekter Retroreflektor weist einen Flächenwinkel von null auf. Die Auswertung der Differenz der Flächenwinkel für nebeneinanderliegende Flächen ist ebenfalls sehr wichtig. In der nachfolgenden Tabelle werden Winkel und Winkelunterschiede angegeben.

Polarisierung
Größere Retroreflektoren haben Flächen (Paneele), deren Polarisierung aufeinander abgestimmt ist. Wenn ein Retroreflektor vom Strahl weggedreht wird, kann für nicht übereinstimmende Paneele der Kontrast verändert werden, der für die Zählung durch den Interferometer erforderlich ist. Kleinere Retroreflektoren erfordern keine Übereinstimmung, da sie nicht in Winkel geneigt werden können, in denen dieser Effekt auftreten würde.

Zentrieren
Der Scheitelpunkt des Retroreflektors muss so in der Kugel oder Messsonde zentriert sein, das die Zielspezifikation eingehalten werden. SMR‘s besitzen eine radiale Zentrierungsspezifikation. RetroProbes weisen eine seitliche und radiale Spezifikation auf.

Empfohlener Gebrauch und empfohlene Pflege

Um die Auswirkung eines Zentrierungsfehlers zu vermeiden, muss der SMR für alle Messungen gleich ausgerichtet sein. Eine einfache Methode, die Wiederholbarkeit und Messgenauigkeit zu verbessern, stellt die Benutzung des SMR‘s immer mit der Seriennummer nach oben dar.

Das Ausrichten des SMR‘s zurück auf den Tracker minimiert die Auswirkungen der Polarisierungsfehler und Strahlungsablenkung.

Überprüfen Sie denSMR und die Zielnester auf Verschmutzungen. Das magnetische Nest, welches mit dem SMR verwendet wird, kann Stahlteilchen problemlos anziehen, welche dann an dem SMR und dem Nest haften und so schlechte Messergebnisse verursachen können.

Halten Sie SMR und RetroProbes sauber. Staub und Schmutz müssen mit reiner Druckluft von den reflektierenden Oberflächen entfernt werden. Bei Bedarf können die Flächen mit einem sterilen Wattebausch und Wasserdampf leicht gereinigt werden. Hauchen Sie die Oberfläche vorsichtig an und reinigen Sie diese mit dem Wattebausch. Rollen Sie den Wattebausch vorsichtig, während Sie die Oberfläche abwischen. Verwenden Sie den Wattebausch nicht erneut. Wenn die Verschmutzung nicht durch Wasserdampf entfernt werden kann, können Sie Brennspiritus verwenden.
HINWEIS: Die Beschichtungen auf den reflektierenden Oberflächen sind für die Leistung des Ziels äußerst wichtig. Die Reinigung kann das Reflexionsvermögen der Oberfläche beeinträchtigen und sollte nur bei tatsächlichem Bedarf durchgeführt werden.

Fehlerbehebung

Die Tracker Performance hängt vom Tracker und den Zielspezifikationen ab. In der folgenden Tabelle werden die Performanceprobleme und die zugehörigen wichtigen Zielspezifikationen aufgeführt. Die Definitionen der Performanceprobleme werden nachfolgend aufgelistet.

Performanceproblem – Zielspezifikation
Dynamische Wiederholbarkeit – Zentrierung des Scheitelpunkts, Flächenwinkel
Rückblickfehler durch den Flächenwinkel
IFM Polarisationsausfall, Reflexionsvermögen
Punkt-zu-Punkt-Messgenauigkeit – Zentrierung des Scheitelpunkts, Flächenwinkel
ADM – ungültiges Reflexionsvermögen

Dynamische Wiederholbarkeit
Dynamische Wiederholbarkeit ist die Wiederholbarkeit eines Ziels, das entfernt und wieder erneut montiert wurde.

Rückblickfehler
Rückblickfehler bezeichnet den Unterschied zwischen einer Zielposition, die im Vorblick- und Rückblickmodus gemessen wurde. Der gemeldete Rückblickfehlerwert ist doppelt so groß wie der maximale Einzelpunktfehler im Messungsbereich.

Interferometerausfall
Das Interferometer (IFM) misst den Abstand durch Zählen von ¼ Welleninkrementen des HeNe-Lasers. Wenn das IFM eine Zählung verpasst, wird diese ungültig und es wird ein Ausfall gemeldet. Ein Ausfall wird durch ein grünes Blinklicht in der Nähe des Laserapparats an den Benutzer gemeldet und die Software verhindert die Durchführung einer Messung.

Punkt-zu-Punkt Messgenauigkeit
Punkt-zu-Punkt Messgenauigkeit bezeichnet den berechneten Abstand zwischen zwei gemessenen Punkten.

ADM ungültig
Ein ADM Messwert kann ungültig sein, wenn der Rückgabewert der Infrarotstrahlintensität zu hoch oder zu niedrig ist.