Логотип HEXAGON

Мультилатерация как основа высокоточных измерений

Применение технологии для проверки и восстановления геометрии станков и КИМ

Термин «мультилатерация» отражает простой геометрический принцип: если измерить расстояние от точки в пространстве до трех других точек, то можно определить ее координаты.

Этот принцип ежедневно используют системы глобального позиционирования GPS и ГЛОНАСС. Приемник — например, система навигации или смартфон — рассчитывает время передачи микроволнового сигнала до трех и более спутников. Таким образом определяется расстояние от спутников до точки на земле. Чем больше спутников задействовано, тем точнее вычисленное положение. 

Расстояния измеряются с крайне высокой точностью, что позволяет определить координаты приемника с точностью до 5 метров на дистанции в 20 000 км от спутников. Это равноценно 0,5 мкм на расстоянии в два метра.

ETALON адаптировали принцип мультилатерации для калибровки прецизионного оборудования. Вместо расчета времени передачи микроволнового сигнала технология ETALON использует высокоточные лазерные интерферометры, которые определяют изменение расстояния с разрешением в 0,001 мкм.

В качестве спутника выступает ETALON LaserTRACER-NG с запатентованной референтной сферой (отклонение формы < 0,050 мкм). Приемником служит отражатель. Он крепится на датчике или шпинделе станка, и LaserTRACER-NG автоматически отслеживает его измерительным лучом.

Проверка геометрии станкая по принципу мультилатерации

Технология мультилатерации точно определяет координаты точки в пространстве — как в системах глобального позиционирования, так и на станках и КИМ.

Мультилатерация в реальном времени

Система из четырех LaserTRACER-NG — идеальное воплощение принципа мультилатерации. Четыре измерительных луча отслеживают один отражатель и постоянно определяют изменение расстояния. Чтобы определить положение точки в пространстве, нужно рассчитать только три координаты. Четыре измерения длины позволяют также вычислить положение «спутников» после определенного количества измеренных точек. Поэтому система проводит самокалибровку.

Сегодня мультилатерацию в реальном времени широко применяют в научных исследованиях, когда нужно совместить высокую точность с высочайшим динамическим разрешением при измерении перемещений. Например, при прецизионном анализе перемещений станков или роботов, а также в качестве системы калибровки при измерении крупных структур и конструкций. 

Такие измерения проводят в Physikalisch-Technische Bundesanstalt (Федеральном физико-техническом управлении), Германском аэрокосмическом центре, Рейнско-Вестфальском техническом университете Ахена, Национальном институте метрологии в Пекине.

Проиграть видео

Система из четырех ETALON LaserTRACER-NG проводит измерения по принципу мультилатерации в реальном времени.

Последовательная мультилатерация

Технология ETALON основана только на измерениях длины лазерными интерферометрами и с непревзойденной точностью определяет геометрические погрешности во всем объеме рабочей зоны оборудования. Уникальный принцип мультилатерации позволяет выявить все геометрические отклонения линейных и поворотных осей и практически полностью исключает воздействие внешних факторов.

В сфере металлообработки чаще применяют модификацию этого метода — последовательную мультилатерацию. В этом случае один LaserTRACER-NG проводит серию измерений расстояния до отражателя. Затем прибор переставляют в другую точку и проводят следующую серию измерений. После трех изменений положения LaserTRACER-NG можно получить высокоточную пространственную информацию и использовать ее для верификации и калибровки как малых и средних станков, так и крупногабаритного оборудования с ЧПУ.

Для этих целей разработано программное обеспечение ETALON. Оно разбивает измерительный процесс на интуитивно понятные этапы и вычисляет геометрические отклонения различных конфигураций осей. Для вычислений нужны только измерения длины, проведенные одним следящим лазерным интерферометром с разрешением 0,001 мкм. Такой подход обеспечивает высочайшую точность, достаточную для верификации и калибровки большинства координатно-измерительных машин. 

Поэтому сегодня измерения по принципу мультилатерации применяют многие государственные метрологические институты, а также производители и пользователи станков и КИМ.

Проиграть видео

Следящий лазерный интерферометр ETALON LaserTRACER-NG измеряет геометрию станка по принципу последовательной мультилатерации.

Проверка и восстановление геометрии станков и КИМ

Компания Вектор Эталон оказывает полный спектр услуг по верификации и калибровке станков с ЧПУ на производстве. Чтобы узнать больше о возможностях мультилатерации и технологии ETALON, напишите на info@vectoretalon.ru или заполните форму ниже.

IRP25.50 в действии

Технические характеристики

Направления измерений

±X; ±Y; -Z

Макс. отклонения стилуса

PP41.00 – XY ±12,5°; Z –6 мм
MY21.00 – XY ±14°; Z –4,5 мм
TP41.10 – Z –6,9 мм

Усилие срабатывания со стилусом 50 мм

PP41.00 – XY = 0,3 - 1,4 Н; Z = 2,5 - 12,5 Н
MY21.00 – XY = 1 Н; Z = 6 Н
TP41.10 – Z = 13 Н

Рекомендуемая скорость измерений

PP41.00, MY21.00 – Макс. 2000 мм/мин
TP41.10 – 500 мм/мин

Источник питания

1 батарея (9 V / 6LR61) Литиевая: 1200 мАч, щелочная: 550 мАч

Доступные удлинители Ø 25

30мм, 50мм, 100мм, 200мм

Материал корпуса

Нержавеющая сталь

Масса без держателя инструмента

Около 920 г

Диапазон температуры

Хранение: 5°C - 70°C, эксплуатация: 10°C - 50°C

Точность измерений

PP41.00 – макс. 1 мкм (2 Sigma) с щупом 50 мм при скорости измерения 254 мм/мин
MY21.00 – макс. 1 мкм (2 Sigma) с щупом 50 мм при скорости измерения 254 мм/мин
TP41.10 – ±0,1° C

Передача сигнала

HDR+

Класс защиты

IP68: EN60529

Сделать
запрос