迈卓诺(Metronor)光笔测量仪

　　简单、轻便，却可以实现长达30米的精确测量。出色的隐藏点测量和多点同步测量能力，成为其独一无二的技术优势。迈卓诺光笔测量仪，是真正适合现场测量的新一代大尺寸便携式坐标测量机。

挪威迈卓诺测量系统有限公司北京代表处

　　随着现代制造业的快速发展，用户对质量控制提出了更高的要求。特别是对于汽车、航空等一些大型、重型制造行业，由于其产品一般大而重，往往需要将质量问题在现场实时解决。正是基于这种需求，上个世纪80年代，挪威迈卓诺测量系统有限公司（Metronor AS）基于摄影测量技术，开发了一系列光电式坐标测量系统——光笔测量仪，被广泛应用于汽车、航空航天、船舶制造、发电设备、工程机械、机车与车辆等大型、重型制造行业，用于大型零部件、工装夹具、模具、铸件及锻造件的测量。

光笔测量仪设备构成与工作原理简介

　　迈卓诺光笔测量仪主要由传感器系统（相机和支撑架）、采点系统（碳纤维测量光笔及测针）、电脑与测量软件组成。采用摄影测量技术，相机通过测量镶嵌在光笔上的多个红外发光二极管（LED）的三维坐标，得到光笔在空间的位置和姿态（xyzijk六维参数）。由于光笔底端的测针经过精确校准，与光笔的几何关系唯一确定，这样，测针底端被测点的三维坐标就可以精确计算出来。

光笔测量仪：适用于车间现场的便携式大尺寸坐标测量机

　　简单、轻便，却可以实现长达30米的精确测量。出色的隐藏点测量和多点同步测量能力，成为其独一无二的技术优势。迈卓诺光笔测量仪，是真正适合现场测量的新一代大尺寸便携式坐标测量机。

　　便携性好，适合车间现场使用：整套设备（含电脑）装在一个长1米的拉杆箱内，总重不超过30公斤。进行测量作业时，将相机放置在工件附近，连好电缆，打开电脑即可开始测量，不需要设备预热等准备工作。光笔重500克左右, 拿在手上非常轻便，而且与相机之间为无线连接，手持光笔，只要在相机视野里，就可以在任何位置进行采点。设备可以在0-45℃正常工作。

　　大尺寸与高精度测量集于一身：作为一套基于摄影测量技术的光学坐标测量系统，光笔测量仪可以实现30米的大范围测量。采用专利的图象处理与相机校准技术，空间长度测量精度可达25μm，能够很好地满足大型工件的高精度检测要求。

　　出色的隐藏点测量能力：光笔测量仪使用测针采点，虽然它是光学测量设备，但使用起来就是一台真正意义上的三坐标测量机，对于各种几何元素的测量就比较容易。用户通过配备加长光笔，结合测针和加长杆，可以轻易测量600mm或更深的隐藏位置。

　　独特的多点同步测量能力：除了使用光笔进行采点测量外，迈卓诺系统还有另外一种测量方式——直接测量分散、独立的LED光靶。将多个LED光靶用磁力或胶粘等手段固定在目标上，相机一次可以同时采集多个点的空间坐标。利用这一功能，可以实现六维测量、重复性测量、变形监控及动态坐标系下的测量等多种应用。

光笔测量仪的行业应用

　　始于汽车制造，光笔测量仪可以说是为现代汽车制造业量身定制，被应用于汽车制造业的各个环节：工装夹具测量，工装夹具的重复性检测，生产线的安装与调试，车身部件及整车测量，模具检测等等，在新车试制，车间现场测量方面发挥着重要作用。如何能又快又好地制造出符合设计要求的汽车，正是迈卓诺所追求的目标。正是基于这种与汽车制造厂一致的追求，迈卓诺的测量系统广泛被各大汽车厂商所采用，并得到了认同。大众、通用、福特、标志雪铁龙、宝马、雷诺、丰田、本田、尼桑、现代、TATA等等，在世界上几乎所有知名汽车制造厂的生产车间，都可以看到迈卓诺测量系统的身影。在国内，一汽、东风、上汽等也都采用了光笔测量仪作为现场测量的技术手段。

　　迈卓诺测量系统在航空航天行业也有广泛的应用。大尺寸精确测量和出色的隐藏点测量能力，使得迈卓诺的测量系统在飞机零部件和工装的测量方便有着不可替代的作用。在波音公司，有数十套迈卓诺测量系统用于现场质量控制，测量任务包括工装检测，钣金件测量，精铸件、锻件测量，机械加工件测量等等。利用迈卓诺测量系统，还可以完成一些特别的生产任务。例如，工件在加工设备上的精确定位；在加工设备上对工件实施在线实时测量。在NASA（美国航空航天局），利用迈卓诺系统独一无二的多点同步测量功能，一直以来，航天器舱体的对接都是借助迈卓诺的测量系统来完成。

　　此外，迈卓诺测量系统还广泛应用于造船、工程机械，发电设备、机车与车辆等大型、重型制造行业。从几米大小的机车车辆转向架，到20多米重型压力机部件的测量，直至长达几十米的风力发电叶片的测量，都属于迈卓诺光笔测量仪的应用范畴。作为一套成熟的质量控制系统，被西门子、卡特彼乐、瓦锡兰、GE、VESTAS等许多世界知名企业所应用。

用于汽车生产的典型案例

　　由上述可知，迈卓诺光笔测量仪的技术特点，很好地契合了汽车生产，特别是工装现场检测的需要。迈卓诺公司与一些知名汽车制造企业紧密合作，制定了一套适合现代汽车生产的标准操作流程（SOP），以保证客户能够既快又好地制造出符合设计要求的汽车产品。操作流程主要由以下几部分组成：

　　1. 检验工装安装基板的平面度，这是最基本的一步，也非常关键和必要。如果基板不平，安装于其上的立柱一定会有偏斜，控制面和定位削的位置肯定就会出现偏差。由于光笔测量仪测量范围大，隐藏点测量能力强，就可以实现对大型工装的整个平面均布采点，包括后部和中间位置，实现平面度的全面分析评价，这是很少有其它测量设备所能做到的。

　　2. 建立工件坐标系，这是所有后续测量作业的基础。通过测量工件上的参考几何量（点、线和面），转移机器坐标系为工件坐标系。光笔测量仪可以精确的实现坐标系的转换。比如，我们知道，光笔测量仪可以通过均布采点来测量整个平面，并以此作为基准建立坐标系。而其它的测量手段，比如关节臂测量机或激光跟踪仪，或是由于测量范围的限制，或是由于无法测量隐藏点，都只能测量平面的局部，以此作为建系基准，是不准确、不科学的。

　　3. 检测各控制面和定位销，这是工装检测的基本要求。光笔测量仪就象一台大尺寸坐标测量机一样，可以快速、精确的在车间现场完成测量作业。

　　4. 检测工装夹具的重复性。现在，越来越多的汽车制造企业要求检测这一项指标。我们知道，汽车生产是批量生产，工装的重复性不好，汽车的质量就会不稳定。利用光笔测量仪多点同步测量功能，重复性检测的难题迎刃而解。只要在工件上固定多个LED光靶，将工件在夹具上重复装夹多次，相机每次可以同步测量这多个点的坐标。通过系统随机软件，可以快速得到工装重复性的指标。而以往，用户不得不在工件上人为打多个点，采用破坏工件的方式实现重复性的检测。

　　5. 将部件在工装上装夹好后，再对部件进行测量，并与CAD模型进行实时比对。我们知道，这是真正的生产状态，将零件和工装的偏差因素集合在一起。只有完成这一步，部件测量合格，我们才可以说，生产出来的汽车是合格的。

　　综观整个操作流程我们可以发现，它不仅检验了工装，而且检测了工装的重复性，并对在装夹状态下的部件进行测量，整个流程全面、严谨、科学，涵盖了各个环节，为制造合格的汽车产品提供了质量保证。而光笔测量仪由于其良好的便携性，大尺寸测量，隐藏点测量和多点同步测量等技术特点，为完成这一流程提供了恰当的技术手段保证。

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