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Láser Trackers: ¿Qué son?

¿Qué es un láser tracker?
Reflectores Leica RRR (Red Ring Reflector) de 1.5'' y 0,5''

Reflectores RRR (Red Ring Reflector) de Leica de 1,5» y 0,5» de diámetro. El centro óptico (vértice donde convergen los espejos) está situado con una precisión de ± 0.003 mm respecto al centro de la esfera.

¿Qué es un dispositivo láser tracker?

Los láser tracker son instrumentos que miden con precisión objetos de grandes dimensiones, determinando la posición espacial de retroflectores (*) en contacto con dichos objetos. La precisión de los láser tracker es del orden de 0.025 mm en una distancia de varios metros. Algunos ejemplos de aplicación de láser tracker son la alineación de las alas de un avión durante el montaje, o la alineación y nivelación de maquinaria industrial. Para tomar medidas es necesario instalar el equipo sobre un trípode o soporte estable con visión directa a los puntos que se quieren medir.

¿Cómo funciona un láser tracker?

 

Las lecturas directas obtenidas por el láser tracker son el ángulo vertical (cenital), el ángulo horizontal (azimutal) y la distancia al centro geométrico del equipo. Los ángulos se capturan con encóders de precisión en cada uno de los dos ejes móviles del equipo. Tienen una resolución superior a 0.1» (segundo de arco), lo que equivale a más de 12.960.000 impulsos por vuelta.

Para medir distancias, los láser tracker utilizan dos tecnologías: ADM (Absolute Distance Measurement) y/o IFM (Interferometer). Con la tecnología ADM la distancia se calcula midiendo el tiempo que el haz láser tarda en volver al receptor una vez se ha reflejado. Para el cálculo de dicha distancia el equipo hace las compensaciones necesarias teniendo en cuenta la temperatura del aire, el porcentaje de humedad del aire, y la presión atmosférica. Todos estos factores modifican la velocidad de la luz y el láser tracker dispone de una estación meteorológica para medirlos e incluirlos en los cálculos del ADM.

La tecnología IFM tiene en cuenta el desfase (medido en longitud de onda) del haz laser que llega reflejado al equipo. Los equipos con esta tecnología tienen que inicializar el interferómetro a una distancia conocida, y necesitan que el haz no se interrumpa durante la medición. De ocurrir una interrupción, es necesario inicializar de nuevo el IFM para poder medir.

Hay modelos de láser tracker que reúnen ambas tecnologías, ADM e IFM. De esta forma evitan la inicialización del distanciómetro, gracias al ADM, y pueden hacer mediciones en modo continuo gracias al IFM.

Una vez capturadas las coordenadas esféricas (dos ángulos y una distancia), los valores pueden convertirse a coordenadas cartesianas en el espacio (X, Y, Z) mediante una transformación matemática, para poder ser importados y tratados por ejemplo en un programa CAD. 

(*) Retroflector: es un dispositivo o superficie que refleja el haz láser de vuelta a su fuente con mínima dispersión. Esto es: cambia el sentido del haz láser exactamente 180º. Los reflectores empleados con láser trackers suelen ser los SMR (Spherically Mounted Reflector). Son esferas metálicas (tipo bola de rodamiento con medidas de 1.5», 7/8» o 1/2») con una geometría muy exacta, y alojan tres espejos ensamblados perpendicularmente que convergen con mucha precisión en el centro geométrico de la esfera.

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