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工程機(jī)械部件形位公差的快速檢測(cè)_API公司
閱讀：96 發(fā)布時(shí)間：2023-3-13工程機(jī)械與部件檢測(cè)
工程機(jī)械，是裝備工業(yè)的重要組成部分。概括地說，凡土石方施工工程、路面建設(shè)與養(yǎng)護(hù)、流動(dòng)式起重裝卸作業(yè)和各種建筑工程所需的綜合性機(jī)械化施工工程所必需的機(jī)械裝備，都稱為工程機(jī)械。
基于其用途，工程機(jī)械長(zhǎng)期處于施工環(huán)境中，并承受各種外力，故而在制造過程中，對(duì)于其結(jié)構(gòu)件的加工質(zhì)量要求就非常嚴(yán)格，檢測(cè)公差要求通常都會(huì)在0.1mm-0.2mm，而核心關(guān)鍵部件的關(guān)鍵部位，如：位于鉸點(diǎn)處同軸度的公差、承重輥軸端面平面度及平行度、銜接部件孔的位置度公差等，要求則是達(dá)到了0.05mm甚至更高。
工程機(jī)械部件測(cè)量精度需求高，但這些部件往往還兼具體積和質(zhì)量較大的特點(diǎn)，這就使得傳統(tǒng)的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)和關(guān)節(jié)臂在檢測(cè)這些工部件的時(shí)候，不具備量程、效率以及便捷性上的優(yōu)勢(shì)。而激光跟蹤儀的應(yīng)用，則成功滿足了該領(lǐng)域大尺寸、高精度的測(cè)量需求。
圖1：API品牌Radian系列激光跟蹤儀（左：Pro型號(hào)；中：Plus型號(hào)；右：Core型號(hào)）
API激光跟蹤儀解決方案
針對(duì)工程機(jī)械結(jié)構(gòu)件的高精度測(cè)量需求，使用API品牌的Radian系列激光跟蹤儀，配合以相應(yīng)的功能拓展附件，即可實(shí)現(xiàn)檢測(cè)。Radian激光跟蹤儀是大尺寸精密測(cè)量的高效解決方案，其擁有微米（μm）級(jí)別的測(cè)量精度，測(cè)量范圍達(dá)到160米，可為工程機(jī)械制造中各環(huán)節(jié)提供精準(zhǔn)的測(cè)量保障。
測(cè)量時(shí)，操作者手持內(nèi)置棱鏡的激光跟蹤儀靶球（SMR）碰觸待測(cè)部位（如圖3），激光跟蹤儀主機(jī)會(huì)射出一道激光鎖定并跟蹤SMR的球心，并在SMR碰觸待測(cè)部位時(shí)，以1000Hz的采數(shù)速率將該待測(cè)點(diǎn)的3D坐標(biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)采集，并傳輸至測(cè)量軟件進(jìn)行記錄和保存。當(dāng)在工件上采集了若干這樣的標(biāo)的點(diǎn)后，即可在軟件中根據(jù)各點(diǎn)的位置，組成相應(yīng)的線、面、體，并計(jì)算相應(yīng)的形位公差數(shù)據(jù)，也可以和數(shù)模進(jìn)行比對(duì)，從而達(dá)到測(cè)量檢測(cè)的目的。
圖2：Radian激光跟蹤儀功能拓展附件 - vProbe隱藏點(diǎn)測(cè)頭
圖3：Radian激光跟蹤儀測(cè)量示意（主圖為使用SMR靶球；小圖為使用功能拓展附件vProbe隱藏點(diǎn)測(cè)頭）
工程機(jī)械領(lǐng)域真實(shí)測(cè)量案例分析
圖4：待測(cè)銑削轉(zhuǎn)子（主圖）及端面（右上：端面A；右下：端面B）
一、銑刨機(jī)銑削轉(zhuǎn)子端面平行度的快速檢測(cè)
1、測(cè)量背景&測(cè)量需求
銑刨機(jī)，是瀝青路面養(yǎng)護(hù)施工機(jī)械的主要機(jī)種之一，主要用于瀝青混凝土面層的開挖翻新。在銑刨機(jī)的組成結(jié)構(gòu)中，“銑削轉(zhuǎn)子"是其核心部件，是表面裝置有多個(gè)刀具的輥形部件，在開挖作業(yè)時(shí)高速旋轉(zhuǎn)，用于瀝青或混凝土面的破碎。
由于是最直接進(jìn)行破碎作業(yè)的部件，銑削轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，還要受到多方位的外力作用，由此，該部件本身的工作穩(wěn)定程度，就成為了重中之重，故而在制造環(huán)節(jié)中，對(duì)于該部件的檢測(cè)要求也極為嚴(yán)格。
本案例中，將使用API品牌的Radian Plus激光跟蹤儀，對(duì)某型號(hào)銑刨機(jī)銑削轉(zhuǎn)子端面（如圖4示意）的平行度進(jìn)行快速檢測(cè)。
圖5：銑刨機(jī)銑削轉(zhuǎn)子端面測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)（小圖）與分析報(bào)告（主圖）
2、Radian激光跟蹤儀現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量
在測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)，操作者首先將Radian激光跟蹤儀架設(shè)在銑削轉(zhuǎn)子周邊的合適位置，并分別于待測(cè)兩端面（端面A和端面B）上，使用靶球配合跟蹤儀測(cè)量采數(shù)，隨即通過預(yù)先設(shè)置的公共點(diǎn)，將兩端面的數(shù)據(jù)代入同一坐標(biāo)系，即可在測(cè)量軟件中輕松分析出兩個(gè)端面各自的幾何量參數(shù)以及相互關(guān)系。
二、輥軸銜接部件孔位置度的快速檢測(cè)
1、測(cè)量背景&測(cè)量需求
輥軸（或其它受力位置）銜接部件，既作為銜接樞紐，又要同時(shí)承受來自較多方向和種類的外力，由此，銜接部件本身各部位的位置度誤差要求就極為嚴(yán)格，針對(duì)這些部位誤差的檢測(cè)，也是工程機(jī)械制造過程中幾何量檢測(cè)要求標(biāo)準(zhǔn)較高的環(huán)節(jié)之一。
圖6：待測(cè)部件與待測(cè)孔示意
本案例中，待測(cè)項(xiàng)目為某型號(hào)工程機(jī)械銜接部件上各孔（如圖6）的位置度參數(shù)，并依據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，出具各孔之間相互關(guān)系的分析報(bào)告。
圖7：測(cè)量現(xiàn)場(chǎng) - 使用SMR靶球配合圓柱銷球座貼合孔壁采點(diǎn)測(cè)量
2、Radian激光跟蹤儀現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量
現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量時(shí)，操作者將跟蹤儀就位，并使用高精度跟蹤儀靶球（SMR）配合圓柱銷球座（如圖7），對(duì)各個(gè)孔進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。采集時(shí)，將SMR靶球吸附于圓柱銷球座，并使用球座的柱銷部分貼合各孔的內(nèi)壁采集圓周數(shù)據(jù)，通過多次取點(diǎn)，在軟件中即可通過圓周計(jì)算出各個(gè)孔的圓心位置，從而可以對(duì)各個(gè)孔的位置度及相互關(guān)系進(jìn)行分析（如圖8）。
圖8：部件測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)（小圖）與數(shù)據(jù)報(bào)告（主圖）
結(jié)論
在本文中的兩個(gè)案例充分表明：API Radian激光跟蹤儀，其大尺寸、高精度、便攜、安裝靈活等特征特點(diǎn)，使其可充分滿足工程機(jī)械部件保質(zhì)高效測(cè)量的需求，并廣泛適用于包括工程機(jī)械制造在內(nèi)的諸多行業(yè)及領(lǐng)域中大尺度高精度的幾何量測(cè)量作業(yè)。