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Radian激光跟蹤儀在大型機床3D動態(tài)檢測領(lǐng)域的應(yīng)用_API公司
閱讀：52 發(fā)布時間：2022-8-29
關(guān)于大型多軸加工中心
生產(chǎn)、加工的過程中，大型5軸、6軸機床可能會由于多方面的因素所產(chǎn)生誤差，致使其加工的產(chǎn)品達不到預(yù)期精度要求。在對機床進行調(diào)校、找出并排除這些誤差的過程中，動態(tài)3D空間誤差的評價是非常重要的一項；相較傳統(tǒng)的21項靜態(tài)誤差檢測，3D空間誤差需在動態(tài)情況下進行高精度的測量，故而使用傳統(tǒng)的檢測手段很難實施。
動態(tài)3D精度的檢測&API解決方案
傳統(tǒng)的機床21項誤差測量方法是用激光干涉儀對機床的每個軸（X、Y、Z）分別進行測量，從而得出每個軸的線性誤差、角度誤差以及與機床轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)角誤差（干涉儀與多面棱體配合測得），但這些測量所得評價均是在靜態(tài)情況下得出的單項誤差，而不能體現(xiàn)出5軸機床在聯(lián)動過程中的刀具部位的3D空間位置誤差。
如果用激光跟蹤儀與普通SMR反射靶球組合進行對5軸機床空間位置測量，雖然得到了3D空間位置數(shù)據(jù)，但因受普通SMR靶球的接光口有限的角度限制，其只能得到靜態(tài)的3D空間位置數(shù)據(jù)，從而也只限于靜態(tài)的測量。
圖為：加載于工業(yè)機器人上的ActiveTarget活動靶標(biāo)
為突破大型5軸、6軸機床動態(tài)3D空間位置精度測量的難題，API公司研發(fā)出了3D點動態(tài)測量靶標(biāo) - ActiveTarget活動靶標(biāo)（如上圖，以下簡稱AT活動靶標(biāo)）。此AT活動靶標(biāo)的工作原理與傳統(tǒng)SMR靶球類似，將跟蹤儀激光經(jīng)由反射鏡體反射回跟蹤儀完成空間位置測量，其特別之處在于AT靶標(biāo)橫、縱兩方向有驅(qū)動電機，具備自動定位反射靶的能力，相當(dāng)于是一個機動化的SMR。
AT活動靶標(biāo)的優(yōu)勢在于：不管激光束在空間中處于什么方位以及是否移動，AT活動靶標(biāo)會始終鎖定激光束，即便在快速而任意的移動測量中，也不會導(dǎo)致與激光跟蹤儀之間發(fā)生“斷光"；故而在使用AT活動靶標(biāo)配合檢測運動或旋轉(zhuǎn)的目標(biāo)體時，無需人為干預(yù)，即可自動實現(xiàn)整個流程的連貫測量，在動態(tài)情況下，高效完成3D位置坐標(biāo)的采集。
AT活動靶標(biāo)的問世，使得大型5軸、6軸機床的動態(tài)3D空間位置精度測量得以實現(xiàn)。
5軸機床3D動態(tài)測量需求與要點
5軸機床刀頭部位在規(guī)劃路徑下進行動態(tài)運行，測得在動態(tài)運行軌跡下的點的位置坐標(biāo)，并實現(xiàn)：
1）將測得的動態(tài)點位坐標(biāo)與機床理論運行數(shù)模軌跡比較，查看其空間誤差值；
2）將動態(tài)軌跡點進行投影后得出對應(yīng)點位刀具空間擺動角度值，并與理論值比較，得出動態(tài)擺角誤差；
3）將動態(tài)軌跡點在三相限平面內(nèi)投影，查看各軸間運行過程中的動態(tài)匹配性能。
圖為：Radian激光跟蹤儀&ActiveTarget活動靶標(biāo)配合檢測多軸機床動態(tài)3D精度作業(yè)中
API方案實施步驟
Radian激光跟蹤儀配合AT活動靶標(biāo)測量多軸機床動態(tài)3D精度的實施步驟如下：
① 選擇穩(wěn)定、合適位置將跟蹤儀就位，開機；
② 將AT活動靶標(biāo)柱柄夾持到機床刀頭處，開機，并與跟蹤儀激光對接；
③ 加持在刀頭處的AT活動靶標(biāo)按機床規(guī)劃路徑進行運動，跟蹤儀對運動中的AT靶標(biāo)位置進行連續(xù)實時采點，從而得到動態(tài)測量3D空間點云；
④ 通過軟件對所得3D點的投影解算，得到所需數(shù)據(jù)，達到檢測目的。
圖為：Radian激光跟蹤儀&AT活動靶標(biāo)檢測大型多軸機床并實施補償作業(yè)（主圖）以及補償前后的機床誤差示意圖（左上為補償前；左下為補償后）
結(jié)論
綜上整個檢測流程，整套儀器設(shè)備布置方便、操作簡單，只要對Radian跟蹤儀以及AT活動靶標(biāo)進行幾個簡單步驟的安裝就可以開始測量；整個測量過程自動、流暢、無需人為干預(yù)，大幅減少了額外誤差的出現(xiàn)幾率；數(shù)據(jù)分析高效、快捷、并自動出具報告，節(jié)約了時間和人力成本，為生產(chǎn)提效。