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Untersuchung von Kugelreflektoren

State of the art

Typische Reflektoren für Lasertracker (CCR, TBR) haben einen Arbeitsbereich zwischen etwa ± 20° und ± 30°. CatEye-Reflektoren erweitern ihn auf ± 60°, der neu entwickelte so genannte Reflektor 160A ist wesentlich leichter und mit ± 80° für erheblich kürzere Reichweiten (3 m) spezifiziert, weil er für den Einsatz des Lateralemessmittels Lasertracers entwickelt wurde.

 

Ziel

In einer detaillierten Untersuchung soll festgestellt werden, ob der Reflektor 160A auch in Kombination mit dem polaren Messmittel Lasertracker die Spezifikation einhält und gleichzeitig größere Reichweiten zulässt.

 

Stand der Arbeiten

Für die Untersuchung wurde das geometrische Modell eines Kugelreflektors unter besonderer Berücksichtigung der spezifischen Materialparameter (Dispersion etc.) aufgestellt. Hieraus konnte die Divergenz bzw. Konvergenz eines nicht-punktförmigen Messstrahls in Abhängigkeit vom Auftreffort auf den Reflektor modelliert werden. Es zeigte sich eine distanzabhängige Querschnittsänderung, die noch für die Nutzung mit dem Lasertracker akzeptabel ist. Die analytischen Ergebnisse wurden stichprobenartig mit einer kommerziellen Software zur Berechnung optischer Strahlwege geprüft. Darüber hinaus zeigten Versuche mit rotierendem Reflektor systematische Eigenschaften, die ihm eine weniger gute Performance als ein CCR bescheinigen, jedoch noch den Einsatz bei Roboterkalibrierung ermöglichen. Für diese Versuche wurde für den Reflektor ein Gehäuse designed, das sowohl eine Halterung an einem Objekt als auch das antastende Messen ermöglicht. Eine besondere Herausforderung war hierbei die Elimination durch das Schrumpfen des Klebstoffs.

 

 

Original-Halterung Fa. Etalon, ungeeignet zum antastenden Messen

 

 

Neukonstruktion für antastendes Messen und zur Montage an Objekte 

 

Bild 3:

(Originalbilder bei F. Bernhart)

Die Exzentrizität der neuen Reflektorhalterung in z-Richtung beträgt 3 µm, die maximale Exzentrizität in Querrichtung beträgt 36 µm.

 

Literatur

Herrmann, C. (2014): Retroreflektoren in der Industrievermessung. Beitrag zum 17. Internationalen Ingenieurvermessungskurs in Zürich. 14.-17. Januar 2014. Poster (551 kb)

Bernhart, F.; Hennes, M. (2012): Leistungsfähigkeit eines "Reflektor 160" in Kombination mit einem Lasertracker. avn - allgemeine vermessungs-nachrichten. 119. S. 63-69.

Bernhart, F.; Hennes, M. (2010): Leistungsfähigkeit von Reflektorsystemen mit großem Arbeitsbereich. OMAM 2010, Optische Messverfahren für Anwendungen im Maschinenbau, GIK/KIT,14.10.2010. Proc. Im Druck

Bernhart, F. (2010): Eigenschaften von Kugelreflektoren. Diplomarbeit, GIK, unveröffentlicht, 148 S.

 

Arbeitsgruppe

Dipl.-Ing. Peter Runge

Dipl.-Ing. Franziska Bernhart

Dr.-Ing. Manfred Juretzko

Dipl.-Ing. Thomas Ulrich

 

Ansprechpartner

Dipl.-Ing. Peter Runge