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大型加工設(shè)備箱體類部件的高效檢測(cè)解決方案_API公司
閱讀：69 發(fā)布時(shí)間：2023-8-21大型設(shè)備箱體類部件&檢測(cè)
箱體類部件，一般用作于傳動(dòng)部件/組件的基座，將軸、套、齒輪等有關(guān)零件組成為一個(gè)整體，同時(shí)保持正確的相互位置關(guān)系，以保障設(shè)備整機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的安全、流暢與高效。其主要種類涉及加工設(shè)備的主軸箱、進(jìn)給箱、變速箱體、減速箱體、以及各類機(jī)座等。所有這些加工設(shè)備箱體都具有類似的特點(diǎn)，即：形狀復(fù)雜、加工部位多、呈腔體結(jié)構(gòu)。
復(fù)雜的結(jié)構(gòu)再加之以箱體在整個(gè)設(shè)備中起到的銜接以及樞紐核心的作用，就要求在生產(chǎn)制造的過程中，在測(cè)量環(huán)節(jié)上更加精益求精。通常來講，大型箱體類部件生產(chǎn)制造中，對(duì)于各加工位置的平面度、位置度、以及各開孔間的同軸度及位置關(guān)系的測(cè)量精度，往往需要達(dá)到0.1mm，在某些精密級(jí)別較高的設(shè)備中，更是設(shè)置了0.05mm或更高標(biāo)準(zhǔn)的精度要求。
在針對(duì)箱體類部件測(cè)量檢測(cè)的實(shí)際操作中，由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、且通常尺寸較大、同時(shí)要求精度高，使用傳統(tǒng)的測(cè)量手段實(shí)施測(cè)量，受到測(cè)量范圍、測(cè)量精度、操作者經(jīng)驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境等客觀因素影響較多，較難達(dá)到理想的效果。
圖1：API品牌Radian系列激光跟蹤儀
Radian激光跟蹤儀測(cè)量解決方案
Radian激光跟蹤儀，是一款用于大尺寸零部件精密檢測(cè)的儀器，其具有精度高、測(cè)量范圍廣、高度集成、便攜性佳、現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)能力強(qiáng)、易于操作等特點(diǎn)，是大型箱體類部件檢測(cè)的解決方案。
測(cè)量時(shí)，操作者手持內(nèi)置棱鏡的高精度激光跟蹤儀靶球（SMR），Radian跟蹤儀發(fā)出的激光會(huì)射向SMR的球心并實(shí)時(shí)鎖定跟蹤；操作者只需用SMR碰觸箱體上的待測(cè)部位，Radian即會(huì)以1000Hz（1000點(diǎn)/秒）的采集速率，將待測(cè)點(diǎn)的三維位置數(shù)據(jù)精準(zhǔn)測(cè)量，并反饋至測(cè)量軟件中進(jìn)行記錄，用于分析；待所有待測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集完成，操作者即可在軟件中，使用這些點(diǎn)的空間數(shù)據(jù)構(gòu)建相應(yīng)的線、面、體，從而實(shí)施各部件或待測(cè)位置之間的形位公差分析。
測(cè)量軟件可以以包括表格、柱狀圖、餅圖、箭頭、色差圖等等在內(nèi)的各種形式快速生成檢測(cè)報(bào)告，讓測(cè)量結(jié)果一目了然，為生產(chǎn)提供可靠的改進(jìn)數(shù)據(jù)。
測(cè)量實(shí)例
本測(cè)量實(shí)例，記錄了使用Radian激光跟蹤儀對(duì)大型碾環(huán)機(jī)箱體部件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及分析的全過程。
圖2：本案待測(cè)工件及各部位示意
1、測(cè)量需求
對(duì)碾環(huán)機(jī)箱體部件A、B兩面孔的位置度、同軸度進(jìn)行測(cè)量檢測(cè)與評(píng)估。請(qǐng)參見圖2示意，具體為：
（1） 測(cè)量并評(píng)估孔A1與B1的同軸度；
（2） 測(cè)量并評(píng)估孔A2與B2的同軸度；
（3） 測(cè)量并評(píng)估孔A3與B3的同軸度；
（4） 評(píng)價(jià)以上各孔間位置關(guān)系及各軸平行度；
（5） 測(cè)量精度要求0.1mm。
2、實(shí)施過程
（1）設(shè)備就位
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，將Radian激光跟蹤儀布設(shè)在待測(cè)箱體部件周邊位置，連接筆記本電腦后，開機(jī)即可開始測(cè)量。（請(qǐng)參見圖3）
圖3：Radian激光跟蹤儀就位
圖4：本案中轉(zhuǎn)站點(diǎn)的布設(shè)
（2）布設(shè)轉(zhuǎn)站點(diǎn)
由于僅使用靶球測(cè)量時(shí)，需將激光跟蹤儀布設(shè)于對(duì)被測(cè)點(diǎn)可通視的位置，才能不遮擋激光，順利采數(shù)。
本案中，對(duì)孔A1、B1、A2、B2完成通視測(cè)量后，由于被測(cè)箱體的縱深較大，無法在同一位置對(duì)孔A3和B3實(shí)施全面的通視測(cè)量。此時(shí)，則需要在固定位置設(shè)定轉(zhuǎn)站點(diǎn)P1、P2、P3、P4（請(qǐng)參考圖4），在首站測(cè)量各轉(zhuǎn)站點(diǎn)位置后，將跟蹤儀轉(zhuǎn)移至可對(duì)孔A3、B3進(jìn)行通視測(cè)量的位置，然后在新的站位再次測(cè)量設(shè)置的4個(gè)轉(zhuǎn)站點(diǎn)，通過這4個(gè)公共的轉(zhuǎn)站點(diǎn)，將兩個(gè)站位的測(cè)量數(shù)據(jù)代入同一坐標(biāo)系，進(jìn)行統(tǒng)一的分析與評(píng)估。
圖5：測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)（孔A1數(shù)據(jù)采集中）
（3）測(cè)量數(shù)據(jù)采集
手持靶球，在待測(cè)位置觸碰，跟蹤儀綠燈閃爍，即可實(shí)現(xiàn)待測(cè)位置的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)的采集和記錄。
圖6：測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)（孔B2數(shù)據(jù)采集中）
圖7：測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)（孔B3數(shù)據(jù)采集中）
（4）數(shù)據(jù)分析
Radian激光跟蹤儀采集到的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，會(huì)發(fā)送至測(cè)量軟件并記錄，以本案為例，通過若干三維點(diǎn)的數(shù)據(jù)，即可構(gòu)建相應(yīng)的圓、圓柱、面，隨即可計(jì)算出圓柱的軸線，實(shí)現(xiàn)對(duì)孔同軸度的檢測(cè)以及對(duì)各軸平行度的分析；根據(jù)圓周上的點(diǎn)、圓心等坐標(biāo)數(shù)據(jù)，即可分析得出各孔之間或和加工面的位置關(guān)系。
圖8：本案測(cè)量數(shù)據(jù)分析及列表報(bào)告
（5）隱藏位置一站式測(cè)量解決方案
如本流程中第（2）步驟所述，僅使用靶球測(cè)量時(shí)，需將激光跟蹤儀布設(shè)于對(duì)被測(cè)點(diǎn)可通視的位置，才能不遮擋激光，順利采數(shù)。
除使用設(shè)置轉(zhuǎn)站點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)站測(cè)量外，API還針對(duì)各種現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量環(huán)境和需求，設(shè)計(jì)研發(fā)了多款激光跟蹤儀功能拓展附件。其中vProbe隱藏點(diǎn)智能測(cè)頭，就可配合激光跟蹤儀在不轉(zhuǎn)站的情況下，對(duì)不可直接通視的隱藏部位實(shí)施測(cè)量。（請(qǐng)參考圖9）
vProbe隱藏點(diǎn)智能測(cè)頭可安裝從50mm到500mm不同長(zhǎng)度規(guī)格的紅寶石、尖點(diǎn)等探針，測(cè)量時(shí)，使用vProbe主機(jī)上的激光接收裝置接收跟蹤儀激光，隨后用探針的頂端部位代替?zhèn)鹘y(tǒng)靶球，觸碰待測(cè)位置，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)的測(cè)量采集。
使用vProbe隱藏點(diǎn)智能測(cè)頭，進(jìn)一步為有隱藏部位測(cè)量需求的用戶提供了便捷。
圖9：vProbe隱藏點(diǎn)智能測(cè)頭外形展示及應(yīng)用示意
結(jié)論
API品牌Radian系列激光跟蹤儀，以其高精度、大范圍、高集成、便捷易操作的特點(diǎn)，充分滿足了箱體類部件的測(cè)量需求，同時(shí)較傳統(tǒng)測(cè)量手段大幅度提升了效率，在保障測(cè)量質(zhì)量的同時(shí)，為客戶節(jié)約了生產(chǎn)的時(shí)間成本，創(chuàng)造了效益。
關(guān)于API
API品牌由Kam Lau博士在1987年創(chuàng)立于美國(guó)馬里蘭州的羅克韋爾，是激光跟蹤儀的，同時(shí)持有多項(xiàng)測(cè)量科技的，是精密測(cè)量科技領(lǐng)域的者；API自成立以來，始終致力于機(jī)械制造領(lǐng)域精密測(cè)量?jī)x器和高性能傳感器的研發(fā)和生產(chǎn)，產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于世界各國(guó)的*制造領(lǐng)域，并在坐標(biāo)測(cè)量和機(jī)床性能測(cè)試的高精度標(biāo)準(zhǔn)方面處于地位。