LPT激光投影定位仪资料2015-305

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自动放射治疗激光定位系统的安装与校验

自动放射治疗激光定位系统的安装与校验

自动放射治疗激光定位系统的安装与校验张铁权; 盛洪国; 徐振华【期刊名称】《《中国医学装备》》【年(卷),期】2019(016)009【总页数】3页(P7-9)【关键词】激光定位系统; 测试校准; CT模拟定位机; 放射治疗【作者】张铁权; 盛洪国; 徐振华【作者单位】中国中医科学院广安门医院肿瘤科北京 100053【正文语种】中文【中图分类】R811.1近年来,以生物引导放射治疗、图像引导放射治疗、剂量引导放射治疗和放射影像组学为代表的新技术推动着放射治疗向以"精确定位""精确计划"和"精确治疗"为终极目标的"三精放射治疗"时代迈进,使其肿瘤靶区的照射剂量显著提高,局控率和治疗效果得以改善[1].同时,肿瘤靶区周围正常组织的受照剂量显著降低,放射治疗不良反应的发生率明显下降,患者生活质量得以提高[2].精确定位是实现"三精放射治疗"的基础,放射治疗激光定位系统是实现精确定位的重要工具之一,为临床治疗工作提供有效参考信息,因此加强其验证及调整显得尤其重要[3].随着放射治疗技术的发展与进步,对激光定位系统的使用提出了更高的要求.为此,本研究对新购置的Synergy VMAT型影像引导容积旋转调强放射治疗系统(瑞典Elekta公司)及Discovery CT590RT型放射治疗模拟定位机(美国GE公司)以及配套CYRPA HIT5型自动放射治疗激光定位系统的安装、测试和校准过程进行探讨.1 材料与方法1.1 检测工具采用Discovery CT590RT型放射治疗模拟定位机(美国GE公司);CYRPA HIT5型自动放射治疗激光定位系统(瑞典C-RAD AB公司),系统配备5个可移动激光灯源、控制电脑和智能质量保证(quality assurance,QA)校准模体.5个可移动激光灯灯源中两侧的激光灯投射冠状位激光线,可实现水平面的上下位置调节,顶部的激光灯投射矢状面,上方两侧的激光灯投射横断面.1.2 检测方法每个可移动激光灯灯源内部含有红色和绿色光源,波长分别为635 nm和532 nm,红、绿激光线精细度均<1 mm,线长可达到3 m以上.激光线的移动和微调由多组步进电机驱动,配合双编码器实现高精度控制,红绿两种颜色的灯光可以随时切换,每个移动激光灯均可提供50 cm以上的移动范围,并提供旋转及倾斜的微调.智能QA模体上包含12个光电传感器元件,可以探测到激光线的位置,每条激光线都能照射到至少3个传感元件,实现激光面偏差的检查和修正.智能模体的位置由CT影像确认,智能模体与控制电脑无线通讯可实现校准,智能模体校准后激光线在中心的精度可达±0.1 mm.2 激光定位系统的安装2.1 整体安装CYRPA HIT5型自动放射治疗激光定位系统的激光灯配备智能校准QA模体,安装第一步将智能QA模体对准CT内中心,使QA模体的传感器中心与CT内中心重合.借助CT内置激光摆放智能QA模体,执行CT扫描,QA模体上设置有CT可见的特定标记点,可借助CT的网格查看工具等,重建影像确认智能QA模体中心是否与CT内中心重合,见图1.图1 CT扫描图像检查智能校准模体摆放偏差CT扫描图像上可见有机玻璃上的标记点,由此检查智能校准模体摆放偏差.若满足重合,则进行下一步;若不满足重合,相应调整智能校准模体后再次扫描CT确认.QA模体位置出现偏差后,可通过调节QA模体的3个支脚高度来调整QA模体高低,并再一次扫描QA模体以确认模体摆位正确.模体位置确认后通过移动床使Y轴激光线打到模体Transversal sensor探测器2个感光叶片中间,以此完成模体位置的正确摆放.根据用户需求确定外激光中心,把影像确认过位置的智能模体通过退CT床一定距离(如50 cm),将智能模体的中心定义为外激光中心.将激光经纬仪置于智能QA模体中心,垂直线对齐传感器中心,此时经纬仪中心与智能QA模体中心重合且为外激光中心.2.2 部件安装(1)冠状位和横截面激光:提供冠状位和横断位激光的参考位点,在墙壁标记好安装位点,根据可移动激光灯的铝合金安装背板的孔位标记钻孔点位.(2)矢状位和顶部激光:确保激光头在轨道中间位置,对准零位,使激光灯头与经纬仪投线重合,确定激光的安装位置.(3)固定激光模块:安装于墙面时,根据预先标定的位置先安装背板,用黄铜铆钉固定于混凝土墙面,用内六角螺丝将激光模块固定于背板.安装铝柱时,铝柱由基板固定在地面,把激光模块的直角支架固定于铝合金管槽内,并安装激光模块.地面基板应使用长螺钉固定在地面,以确保稳固.(4)调整发光二极管旋转:用六角扳手放松光源固定螺丝,使其能自由滑动,打开激光经纬仪投射垂线到表面,分别转动激光灯二极管使红绿两条线都尽可能与经纬仪垂线平行,同时红绿线也要重合.3 激光定位系统的自动校验CYRPA HIT5型自动放射治疗激光定位系统的自动校准主要分为5个步骤,即检测传感器原件(图2)、校准红光旋转度、校准红光倾斜度、校准绿光旋转度和校准绿光倾斜度.图2 检测传感器原件注:图中激光落在传感器中央位置时两侧LED灯同时闪烁,传感器检测到激光线的位置并反馈给控制电脑实现微调在软件界面选择要校准的激光线(如左前侧),在下级菜单中选择自动校准.在自动校准界面使用Test Cells功能测试光电传感器是否检测到激光,完成后应显示检测完成(Detection completed).这时可以点击Start按钮开始自动校准,自动校准遵循前文所述顺序,采用迭代的方法不断微调步进电机修正激光光源的方向,使激光线准确投射在光电传感器中央,界面右侧图表中显示迭代进度.完成后将提示自动校准完成(Automatic calibration finished),操作人员可肉眼确认激光线落在传感器中间位置.校准的数据保存在Phantom.xml文件中,可根据需要备份,自动校准界面见图3. 图3 自动校准界面注:图中1为选择各个激光灯;2为前一次校准结果;3为当前新的校准配置;4为快速校准选项;5为校准进度;6为传感器参数;7为校准日志;8为保存;9为退出4 结果通过对CYRPA HIT5型自动放射治疗激光定位系统的自动校准调试,激光定位系统达到放射治疗定位精度要求,测试结果见表1.表1 CRYPA HIT5型自动放射治疗激光定位系统校验表项目误差精度要求定位中心点精度(mm) 0.1 2定位中心到CT中心距离(mm) 0.1 2 X方向激光灯移动精度(mm) 0.1 2激光灯移动精度(mm) 0.1 2 X方向激光线扭转(°) 0.5 Y方向激光线扭转(°) 0.5 Z方向激光线扭转(°) 0.55 结论放射治疗的模拟定位是治疗的第一步和基础,以后的各个环节都要以定位的图像和数据作为基础,此环节产生的误差将作为系统误差贯穿治疗过程的始终.放射治疗的模拟定位环节产生的误差会造成放射治疗时的剂量分布的变化,影响患者的治疗效果或者引起放射治疗并发症,尤其对现代精确放射治疗更是如此[4].激光定位系统是放射治疗模拟定位装置的一部分,激光定位系统在患者体内建立3D坐标系,借助这个坐标系得到放射治疗的等中心3个方向的摆位数值,并和放射治疗机的3D坐标系发生关联,完成患者的治疗摆位过程[5-6].激光定位系统的准确与否,直接关系到肿瘤定位和放射治疗计划的精确实施.在激光定位系统的使用过程中,由于地基震动、墙体变形、热胀冷缩、重力下垂以及机械磨损等原因,激光线会产生漂移[7].物理师做质量控制时检查出激光线等中心的偏移数值超出精确放射治疗所允许的范围,则需对激光灯进行校准[8].目前,国内安装的激光定位灯大部分是机械式,校准时需手动调节,调节的幅度缺乏可控性,需要反复进行调节才能达到要求,但耗时较长[9].CYRPA HIT5型自动放射治疗激光定位系统具有可自由切换的红绿双光源,可满足不同肤色人群的治疗需要,同时避免由于某个光源损坏影响患者治疗.电子自动化校准模体校准精度高,重复性好,减轻物理师的劳动强度,缩短调校时间,简化操作流程,提高机器的利用率,为精确放射治疗和正常人体组织及危及器官的射线防护提供更有力度的保障,对临床治疗效果的改善有重大意义,能为患者的治疗带来更多积极的影响[10-11].参考文献【相关文献】[1]田源,张红志.肿瘤放射治疗技术进展[J].中华结直肠疾病电子杂志,2016,5(4):287-291.[2]欧阳伟炜,卢冰,唐劲天.肿瘤放射治疗研究进展[J].科技导报,2014,32(26):47-51.[3]韩勇.医用直线加速器射频源故障维修的探讨[J].中国医药指南,2013,11(26):580-581.[4]臧志芳,邢晓汾,郭瑞嵩,等.PET-CT放射治疗激光定位系统的测试校准[J].临床医药实践,2010,19(7):252-253.[5]胡逸民.治疗计划的设计与执行[M]//殷蔚伯,余子豪.肿瘤放射治疗学.4版.北京:中国协和医科大学出版社,2008:102-103.[6]许文伟,杨波,伍锐,等.自动放疗激光定位仪的开发与应用[J].医疗卫生装备,2015,36(7):40-41.[7]宋文立,李晶晶,李爽.基层医院CT机房安装放射治疗三维激光灯的方法学研究[J].中国医学装备,2018,15(1):140-142.[8]于修怀,李胜元,任晔,等.激光定位系统的检验与校正[J].总装备部医学学报,2008,10(3):173-174.[9]胡志纲.直线加速器激光定位灯的验证和调整方法[J].现代肿瘤医学,2013,21(7):1596-1598.[10]巩汉顺,鞠忠建,徐寿平,等.G4 CyberKnife-全新式立体定向放疗设备及其临床应用[J].医疗卫生装备,2013,34(4):127-129.[11]赵忠仁,陈保民,张树平.X线立体定向放射治疗等中心点的调定与验证[J].实用医学影像杂志,2001,2(1):55-56.。

T-Probe激光跟踪仪工作原理

T-Probe激光跟踪仪工作原理

T-Probe激光跟踪仪工作原理由于激光发散性很小,测距精度高,人们在几十年前就开始用激光干涉仪来测距离。

进而用它测直线度和角度,特别在较长距离的测量中发挥了它的优势。

但是激光干涉仪使用时要求找好准直,如果干涉镜或反射镜偏离了激光光轴,那么就出错,而且不能断光再续,必须重新再来,甚至中间有东西当一下光也是如此。

这些限制了它在空间坐标测量中的应用,另一方面激光终究是一个测长的工具,要用来做空间测量则必须寻求其他的定位装置。

激光跟踪仪产品中文名:激光跟踪仪外文名:Laser Tracker System类别:大尺寸测量仪器适用领域:工业测量系统基本内容激光跟踪测量系统(Laser Tracker System)是工业测量系统中一种高精度的大尺寸测量仪器。

它集合了激光干涉测距技术、光电探测技术、精密机械技术、计算机及控制技术、现代数值计算理论等各种先进技术,对空间运动目标进行跟踪并实时测量目标的空间三维坐标。

它具有高精度、高效率、实时跟踪测量、安装快捷、操作简便等特点,适合于大尺寸工件配装测量。

激光跟踪测量系统基本都是由激光跟踪头(跟踪仪)、控制器、用户计算机、反射器(靶镜)及测量附件等组成。

激光跟踪仪原理激光跟踪测量系统的工作基本原理是在目标点上安置一个反射器,跟踪头发出的激光射到反射器上,又返回到跟踪头,当目标移动时,跟踪头调整光束方向来对准目标。

同时,返回光束为检测系统所接收,用来测算目标的空间位置。

简单的说,激光跟踪测量系统的所要解决的问题是静态或动态地跟踪一个在空间中运动的点,同时确定目标点的空间坐标。

激光跟踪仪结构图激光跟踪仪原理图T-Probe在测头中心放置了反射镜,同时按一定的阵列分布了10个红外发光二极管,这样就反映了T-Probe的6个位置参数,进而根据给定的参数给出测头探针针头中心的坐标。

这就可以用此探针来对被测对象进行测量。

T-Probe的发明使隐蔽处测量成为可能,尤其是对方向姿态的测量大大扩展了激光跟踪仪的应用,例如可以用于机器人姿态的动态测量。

三维激光投影技术的装配定位方法研究

三维激光投影技术的装配定位方法研究

三维激光投影技术的装配定位方法研究王帅摘要:随着我国航空事业的不断发展,对飞机装配精度和效率提出了更高的要求,将激光投影定位技术引入飞机装配制造,符合建立基于数字化、信息化、智能化的飞机设计制造技术体系的基本要求。

目前,以某型机为例,通过研究激光投影定位仪及相关软件的使用方法和操作流程,并在某型机翼身组合体试验件上进行初步试用的基础上,通过在典型壁板试验件上,利用激光投影定位仪进行典型零件的投影定位、紧固件的投影制孔,装配完成后使用激光跟踪仪进行精度检测,验证三维激光投影定位仪满足装配精度要求,同时大大的提高了装配效率。

本研究在装配试验过程中发现并解决的问题对激光投影定位技术在飞机装配领域的应用具有重要的参考价值。

关键词:数字化;三维激光投影;装配一、引言传统的装配定位方法――装配夹具、样板定位等方式虽能满足装配精度要求,但是一般对于飞机内部不易设置工装、样板的零件不适用,例如:零组件对接处的连接片、系统角片支架等,此类零件通常采用依靠基准产品画线定位等方式,精度差而且效率低;其次,对于连接关系复杂、不便直接取制导孔的零件,传统工艺采用画线制孔或样板制孔,导致制孔效率低、精度差,且如果产品设计发生更改,相应的钻孔样板也需相应更改,导致重复投入成本较高;在装配工程中,工装问题及零件制造问题难以及时发现,装配出现问题才会去复查工装及零件,往往造成不必要的产品质量问题。

三维激光投影定位技术可以实现典型零件的投影定位、紧固件的投影制孔,降低成本,提高产品质量和生产效率。

三维激光投影定位技术已在航空航天、船舶重工、汽车、军工、高铁和科研等领域被广泛使用,以美国波音公司为例,就有超过900套激光投影定位设备,已渗入到波音公司的各个制造和装配环节中,节省了大量模板和定位工装,在节约成本的同时还提高了工作效率和定位精度。

但是,激光投影定位技术在国内航空制造业还未得到普及,基于该技术的课题研究在我公司也是首次提出,具有一定的发展前景。

激光医用放射定位仪

激光医用放射定位仪

激光定位放射仪(红光定位灯)主要应用于核磁共振仪CT/X射线透视/C型臂X光机等医疗器械的激光准确物理定位激光病灶定位器,用来指示手术位置。

具有方便、准确、高效的特点。

温馨提示:专用电源:具有很强的抗干扰性、高稳定性、抑制浪涌电流及缓启动等特点,特别适于恶劣的工作环境,能有效保证镭射激光产品的稳定性和使用寿命。

专用支架:具有良好的导热性和灵活性,使镭射激光产品可安装在任何垂直或水平面,并使之在三维空间任意微调,以达到最佳使用效果。

产品参数
输出波长:635nm 650nm 660nm
输出功率:635nm 0.5~30mw
650nm 0.5~200mw
660nm 0.5~300mw
工作电压: 2.7~24V DC
工作电流:≤450mA
光束发散度:0.1~1.5mrad
光线直径:Φ1mm
光学透镜:光学镀膜玻璃或塑胶透镜
尺寸:Φ6.5×15mm;Φ8×22mm;Φ10×25mm;Φ10×35mm;Φ12×36mm;Φ14×45mm;Φ16×55mm;Φ22×65mm;Φ22×80mm;Φ26×100mm(可定制)
工作温度:-10~75℃
储存温度:-40~85℃
使用寿命:连续使用大于8000小时。

激光定位说明书

激光定位说明书

激光定位说明书
激光定位系统是一种高精度、高效率的定位技术,广泛应用于各种领域,如机器人导航、无人驾驶、自动化生产线等。

以下是激光定位系统的基本使用说明:
1. 安装与调试:根据实际应用场景,将激光定位系统安装在合适的位置,并进行必要的调试,以确保其正常工作。

2. 标定:在使用激光定位系统之前,需要进行标定,以消除系统误差和提高定位精度。

标定过程中,需要使用标定板或已知位置的参考点进行校准。

3. 运行:启动激光定位系统后,系统会自动进行扫描并实时计算目标物体的位置和姿态信息。

可以通过控制器或上位机软件对系统进行监控和控制。

4. 维护与保养:定期对激光定位系统进行维护和保养,以保证其长期稳定运行。

维护和保养包括清洁激光头、检查电缆连接、更换滤光片和调整系统参数等。

以上信息仅供参考,如有更多操作细节和使用问题,可以查阅产品使用手册或联系厂家。

请注意,操作激光定位系统需要具备一定的专业知识和技能,建议由专业人员进行操作。

自动放疗激光定位仪的开发与应用

自动放疗激光定位仪的开发与应用

自动放疗激光定位仪的开发与应用许文伟;杨波;伍锐;魏旋;牛道立【摘要】目的:设计一种自动放疗激光定位仪,降低校准难度,提高其准确性.方法:利用机械模块和电气控制系统来实现激光灯的调校,由单人远距离遥控即可完成,并将其与传统三维激光定位灯拟合等中心校准的方法和结果进行比较分析.结果:该激光定位仪校准用时更短,校准精度更高,参与人数也更少.结论:该激光定位仪可减轻技术人员的工作强度,提高校准效率和放疗定位精度,可以推广应用.【期刊名称】《医疗卫生装备》【年(卷),期】2015(036)007【总页数】3页(P40-41,112)【关键词】自动激光定位仪;数字电气控制系统;定位精度;拟合等中心【作者】许文伟;杨波;伍锐;魏旋;牛道立【作者单位】510230广州,广州医科大学附属第一医院放疗科;510230广州,广州医科大学附属第一医院放疗科;510230广州,广州医科大学附属第一医院放疗科;510230广州,广州医科大学附属第一医院放疗科;510230广州,广州医科大学附属第一医院放疗科【正文语种】中文【中图分类】R318.6;TH776激光定位系统是一种在放射治疗过程中构建可视激光坐标系,以校正人体体位并确定放疗中心点的装置,通常由3组激光灯组成。

在放射治疗领域,激光定位仪是确保患者放射治疗时体位重复性和提高放射治疗精度的有效工具[1]。

激光定位仪在放疗摆位时可呈现靶区中心在体表的位置。

机架正前方的中央激光灯发射“一”字型纵轴激光线Y,其作用主要是校正人体纵轴,通过它与人体矢面(sagittal plane)间的关系,判断人体是否躺直。

机架两侧墙壁上各有一组双窗口激光灯(如图1所示),每组射出竖轴线X和横轴线Z的双线激光,2个线相互正交形成“十”字型激光定位光斑。

竖轴线可以校正人体横断面(transverse plane)是否与计划图像在同一平面,横轴线可以校正人体冠状面(coronal plane)是否与计划图像在同一平面。

LPT激光投影定位仪资料2015-305

LPT激光投影定位仪资料2015-305
两 台 L P T 1 5 协 同 工 作 , 通 过 R a y T r a c e r配 套 软 件 控 制 , 可 构 成 Lasergrammetry系统(LGS)。
产品特点
■ 可识别虚拟靶点 ■ 先进的自动聚焦系统 ■ 检测复材铺设角 ■ 可融入自动铺层设备(AFP) ■ 免靶点校准、特征识别、非接触式测量
L-com Cat 6
20.6 in (524 mm)
12 in (305 mm) 9.4 in (239 mm)
5.5 in (140 mm) 16.5 in (419 mm)
技术参数
输入电源 激光输出功率 激光等级 激光波长 投影/测量距离 光束转向速率 投影/测量精度 投影角度 聚焦线宽 重量
x,y,z 坐标 逆向工程模式: 这包括手动和半自动测量序列。利用认证比列尺、测量点和计算测量包来获得结果。相同的测量方法也可以在验证模式 下使用。
技术参数
角度范围
最大测量空间 e 测量重复精度 ty 数字化测量速度 eed 扫描速率 ty 光斑尺寸 ze 扫描分辨率 n
PRODUCTION SOLUTIONS
LPT是利用非接触式的三维激光投影定位技术和测量技术保证工作 流程柔性的最大化,为用户提供一种可重复的工作流程同时提高生产 效率。该技术是通过一对高速转动的高精度光学振镜控制光束快速 经过在三维空间中指定的点来实现的。高速重复运动的光束在人眼 看来呈一条连续的线条,这种由绿色激光产生的虚拟模板,我们通 常称做“激光投影”。我们的设备以这种方式将零部件的轮廓投影 出来,并且还可以校验、测量零部件的偏差。这样LPT激光投影定位仪 便可用于定位、装配、质量控制、测量等各个生产制造工艺流程。
L-com Cat 6

激光投影定位仪应用介绍

激光投影定位仪应用介绍

LPT三维高精度激光投影定位仪——航空航天装配领域应用介绍一、LPT介绍1. 公司介绍美国LPT(Laser Projection Technologies)公司是全球最早研发也是目前技术最领先的三维激光投影公司,拥有全球领先的多项专利技术。

LPT激光投影定位仪是一款高度成熟的工业化产品,已在各个行业领域得到长期广泛的使用。

LPT公司现有紧凑小巧的激光投影定位仪LPT3、多量程三维激光投影定位仪LPT8、拥有扫描特征信息和测量功能的激光投影定位仪LPT 15、可扫描虚拟靶点的LGS系统和融合激光雷达功能的LPT100等多款产品。

2. 三维高精度激光投影定位技术三维激光投影定位技术是通过一对高速转动的高精度光学振镜控制光束快速经过三维空间中指定的点来实现的。

高速重复运动的光束在人眼看来呈一条连续的线条,这种由绿色激光产生的虚拟模板,我们通常称作“激光投影”。

LPT就是以这种方式将零部件的轮廓投影出来。

由于LPT激光投影定位仪的三维投影精度高,LPT是世界上唯一一款用于飞机部件装配的激光投影辅助定位设备。

LPT利用非接触式的三维激光投影定位技术和测量技术保证工作流程柔性的最大化,为用户提供一种可重复的工作流程同时提高生产效率。

传统的划线、模板定位方式需要花费大量的时间和人力,而且精度差、重复利用率低、需要一些笨重的工装工具支持。

硬质的模板一般比较笨重且容易磨损和变形,同时也需要存放空间和定期的维护。

LPT为先进制造和装配过程中所遇到的定位问题提供了前沿的解决方案。

除了用于装配定位之外,LPT还可以校验、测量零部件的位置,这使得LPT激光投影定位仪可用于定位、装配、质量控制、测量等各个生产制造工艺流程。

3. 前沿技术LPT公司作为世界领先的三维投影定位技术供应商,我们的产品拥有业内最远投影距离、最高投影精度和角度分辨率的三维投影能力。

LPT拥有多项全球的专利技术:a) 高精度:定制生产的数字振镜使得LPT的角度分辨率非常高,LPT在全量程投影范围内投影精度可以做到0.13mm,而且最远投影距离可达15m。

激光投影定位技术在飞机装配中的应用研究

激光投影定位技术在飞机装配中的应用研究

激光投影定位技术在飞机装配中的应用研究摘要:随着科学技术的进步和社会的发展,激光投影定位技术逐渐应用于各个领域,其中在飞机装配和工装测量中的应用推动了我国航空事业的发展。

为此,本文首先概述了激光投影定位技术,然后提出了激光投影定位技术在飞机装配中的应用,可以节省大量的人力和财力,由此实现飞机的高质量装配。

关键词:激光投影定位技术;飞机装配;航空发展近年来制造业向信息化方向发展,制造技术以自动智能化、高附加值化方向稳步提升,制造业中装配定位技术经历从人工定位装配向自动化定位装配过渡,发达国家形成数字化装配技术为主的定位技术方式,但在复杂产品定位装配中面临安装工序复杂等问题。

为提高生产柔韧性,需要引入专业技术人员参与产品制造中。

随着MBD技术在航空制造业中的深入应用,飞机部件装配技术向柔性化方向发展,针对飞机装配定位数字化设备在国内主机场得到广泛应用,但无法针对机身内部安装小型零件等定位。

小型连接件数量庞大,其定位仪装配夹具、人工划线等传统模拟量定方式为主,易发生人为原因质量问题。

激光投影实现小型连接件数字化定位,实现数字化装配。

可快速对激光投影内容调整,实现柔性化装配。

1激光投影定位技术概述1.1激光投影定位技术上世纪80年代以来,随着网络技术和计算机技术的不断发展,欧美航空企业相继开展了飞机数字化装配技术的研究和应用,并取得了巨大成功。

其中,数字激光投影技术已广泛应用于飞机不同部位的定位安装和复合材料分层。

激光投影定位技术是利用CAD数字模型,将模型以激光线的形式按1:1的比例投影在物体表面,利用投影成像完成高精度的数字模拟还原。

投影产生的激光线是清晰可见的绿色激光,一般波长为625nm,功率小于30mW[2]。

高精度激光线为技术人员提供操作指导,可完成高精度定位装配;同时为检验人员提供了一种高效的质量控制检验方法,可完成“智能识别”装配位置和装配质量检验。

1.2激光投影定位技术原理激光投影定位技术是用激光投影仪将产品的三维模型按1:1的比例投影在工作面上。

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MLLS系统由LGS系统结合LPT激光投影定位仪组成,它的出现 使上述的限制因素成为了过去。
下面以飞机喷涂作为案例介绍,但该过程同样适用于舰艇、 汽车、列车以及其他大型的项目。
产品特点
■ 移动式激光投影定位仪,无需防爆箱 ■ LGS系统定位飞机位置 ■ 机身无需安装靶点 ■ 喷涂期间可移走激光投影定位仪
LPT还拥有多项全球的专利技术,定制生产的数字化振镜保证了 LPT的投影精度和角度分辨率;超灵敏的光学探测器能够探测 pW级光能量使得LPT可以识别圆孔、交叉点等特征信息以及在黑 碳纤维表面工作,这样我们便可在无靶点的情况下利用特征信息 建立坐标系。此外,我们还可使用LPT扫描特征进行测量和使 用 一台LPT扫描另一台LPT投影的激光点实现坐标传递。
24.8 in (630 mm)
13 in (220 mm) 12.2 in (310 mm)
技术参数
输入电源
激光输出功率
激光等级
激光波长
投影/测量范围
光束转向速率 y 投影/测量精度 racy 角度范围
聚焦线宽 th 重量
角度分辨率 n 空间分辨率(可调) on 光斑尺寸 ize 最大测量空间 me 采样速率 e 检测速度:光栅扫描模式 can 精度
x,y,z 坐标 逆向工程模式: 这包括手动和半自动测量序列。利用认证比列尺、测量点和计算测量包来获得结果。相同的测量方法也可以在验证模式 下使用。 e 测量重复精度 ty 数字化测量速度 eed 扫描速率 ty 光斑尺寸 ze 扫描分辨率 n
PRODUCTION SOLUTIONS
LPT开发的一款独特的高精度激光雷达,扫描速度可达100,000 点/秒,是传统激光雷达扫描速度的50倍,大大降低了扫描时 间,这样便可实现快速逆向工程。此外,专利的TOPO技术可 实现对象表面偏差可视化。
所有的LPT激光投影定位仪都通过了US21CFR1040.10& 1040.11,UL,cUL,IEC 60825,CE的认证。
两 台 L P T 1 5 协 同 工 作 , 通 过 R a y T r a c e r配 套 软 件 控 制 , 可 构 成 Lasergrammetry系统(LGS)。
产品特点
■ 可识别虚拟靶点 ■ 先进的自动聚焦系统 ■ 检测复材铺设角 ■ 可融入自动铺层设备(AFP) ■ 免靶点校准、特征识别、非接触式测量
LPT3 便携式
LPT3是一款小型的激光投影定位仪。它小巧轻便的投影头包含光学 元件、光束转向控制元件以及电气控制元件,使其能够在受限空间 得到广泛运用。这款激光投影仪定位仪使用一个小型的“brickstyle”适配器来连接电源,通过CAT6以太网数据线来实现数据传 输。
4.5 in (114 mm)
LPT公司作为世界领先的三维投影定位技术供应商,我们的产 品拥有业内最远投影距离、最高投影精度和角度分辨率的三维 投 影能力。除此之外,LPT具有自动聚焦功能能够很好的保证 复杂曲面上的投影线宽和效果;先进的路径控制技术能够保证 投影复杂三维图形的低频闪;卓越的散热防尘技术能够保证在 恶劣的环境下长时间稳定工作。
10项简单的步骤
■ 飞机移入喷涂车间 ■ 从存储站取出激光投影仪小车 ■ 将小车放置到飞机周围事先确定的位置 ■ 通过photogrammetry系统检测MLLS系统靶点来
建立喷涂车间坐标系 ■ 利用具有先进扫描测量功能的LGS系统来建立飞机
的坐标系 ■ 将激光投影定位仪与喷涂车间坐标系自动校准 ■ 在机身上投影出喷涂模板 ■ 粘贴喷涂遮掩物 ■ 将小车移出喷涂车间 ■ 喷涂
± 45° Laser Beam to Surface 40,000 ft3 (1,130 m3) ± 0.005 in (0.125 mm) 5 points/s 10 in2/s (645 mm2/s) 0.020 in (0.5 mm) 50 spots/in (2 spots/mm)
应用范围
激光雷达
LPT100集成了激光雷达的所有功能。先进的信号和数据处理系统、 边缘检测以及图形识别技术使其能够获得一些特征量的坐标位置 数据,例如交叉点、紧固件、工装球、孔的中心等。LPT100能够生 成被测表面的三维“点云”数据,扫描速度可达100,000 点/秒。
产品特点
■ 高灵敏度“飞行时间法”激光雷达 ■ 基于数字化振镜的光束控制系统 ■ 支持逆向工程 ■ 兼有高分辨率检测技术和点测量技术
16.5 in (419 mm)
PROJECTION & MEASUREMENT SYSTEMS
技术参数
输入电源 激光输出功率 激光等级 激光波长 投影范围 投影精度 投影角度 聚焦线宽 重量
100/240 VAC 50/60 Hz < 5 mW CDRH IIIa, IEC 3R (60825-1) 532 nm (Green) 6 - 50 ft (1.8 - 15.2 m) ± 0.010 in (0.25 mm) 60° (X & Y) 0.020 in (0.5 mm) 38 lbs (17.2 kg)
100/240 VAC 50/60 Hz < 5 mW CDRH IIIa, IEC 3R (60825-1) 532 nm (Green) 3 - 50 ft (1 - 15.2 m) 150 rad/s ± 0.005 in (0.13 mm) 60° (X & Y) 0.020 in (0.5 mm) 48 lbs (21.6 kg)
运行模式 ON 验证模式:在这种模式下,LGS系统会根据一组对象的已知参考点,在基于已知对象的三维CAD模型基础上,按照预定的路径执行一个
自动测量序列。测量方法包括: ■ 通过一系列的点扫描步骤获得点云 (x,y,z)以数字化工件表面 ■ 利用高清光栅扫描三维物体的特征位置,应用图像识别、边缘检测和信号处理获得特征位置点,例如交叉点、紧固件、孔位等的
■ 逆向工程 ■ 在线检测 ■ 三维非接触式测量和激光投影 ■ 坐标系传递
移动式喷涂系统 MLLS
虽然激光投影定位仪在喷涂领域的应用已经有一段时间,但 其仍然受到一些因素的限制。固定的激光投影定位仪需要一直 放置在喷涂车间内——甚至在喷涂时,这样一来就需要配备专用 的紧凑防爆箱使其与喷涂环境隔离,而且我们还需要在喷涂的 飞机上布置反光靶点来建立坐标系。
L-com Cat 6
20.6 in (524 mm)
12 in (305 mm) 9.4 in (239 mm)
5.5 in (140 mm) 16.5 in (419 mm)
技术参数
输入电源 激光输出功率 激光等级 激光波长 投影/测量距离 光束转向速率 投影/测量精度 投影角度 聚焦线宽 重量
100/240 VAC 50/60 Hz < 5 mW CDRH IIIa, IEC 3R (60825-1) 532 nm (Green) 3 - 50 ft (1 - 15.2 m) 130 rad/s ± 0.005 in (0.13 mm) 60° (X & Y) 0.020 in (0.5 mm) 50 lbs (22.7 kg) 0.3 arcsec 0.0005 in (0.01 mm) 0.02 in (0.5 mm) 32,000 ft3 (900 m3) 100,000 points/s 5,000 points/s ± 0.005 in (0.125 mm)
LASERGRAMMETRY LGS系统
Lasergrammetry是一种快速、非接触式测量技术。该技术利用 先进的扫描方式测量每一个打到物体表面上的激光点,从而获得 其三维坐标。
LGS可在高反射抛光面和黑碳纤维复合材料表面进行投影定位与 测量。
一套LGS系统由两台LPT15激光投影定位仪、一台运行RayTracer 软件的计算机和一个可选的认证标尺组成。
应用范围
■ 装配 ■ 复材铺层 ■ 喷涂模板 ■ 零部件定位 ■ 工厂设备布局
LPT15 免靶点
特征测量
LPT15是一款先进的数字化激光投影定位仪,能够识别工件上的特征信 息(如交叉点、圆孔、紧固件等)实现免靶点校准和测量功能。 此外,一台LPT15能够扫描另一台LPT15投影在物体表面上的激光点实 现对物体三维轮廓的扫描。L P T 1 5 还 拥 有 数 字 光 束 转 向 系 统 、 自 动 聚 焦 系 统 、 灵 敏 的 信号 探测 系 统 等 多 项 专 利 技 术 , 这 使 得 其 在 生 产装配过程中能够完成投影定位、扫描、校验、测量等任务, 大大提高了生产的质量和效率。
LPT是利用非接触式的三维激光投影定位技术和测量技术保证工作 流程柔性的最大化,为用户提供一种可重复的工作流程同时提高生产 效率。该技术是通过一对高速转动的高精度光学振镜控制光束快速 经过在三维空间中指定的点来实现的。高速重复运动的光束在人眼 看来呈一条连续的线条,这种由绿色激光产生的虚拟模板,我们通 常称做“激光投影”。我们的设备以这种方式将零部件的轮廓投影 出来,并且还可以校验、测量零部件的偏差。这样LPT激光投影定位仪 便可用于定位、装配、质量控制、测量等各个生产制造工艺流程。
L-com Cat 6
17.5 in (445 mm)
13.3 in (338 mm) 9.4 in (239 mm)
产品特点
■ 投影范围大 ■ 计算机控制聚焦 ■ 具有散热功能的防尘外壳 ■ 灵活多变:既可以在一个对象上使用多台投影定位仪拼接投影,也可以用一台投影
定位仪完成多个任务
5.5 in (140 mm)
应用范围
■ 有限空间区域的装配 ■ 零部件定位 ■ 复材铺层
LPT8 多量程
LPT8是一款具有大范围投影能力的标志型投影系统,主要用于装配定 位、 复材铺层、喷涂模板。
它的独特之处在于与同等级的其他品牌投影仪相比,投影距离更 远,投影精度更高。
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