先進(jìn)測量技術(shù)發(fā)展新趨勢
現(xiàn)代測量技術(shù)因應(yīng)高精度、柔性化、實(shí)時(shí)性以及批量生產(chǎn)的需求,不斷取得新的發(fā)展與突破;同時(shí),測量技術(shù)所覆蓋的工業(yè)領(lǐng)域和工藝環(huán)節(jié),也比以往更為多種多樣。本文章重點(diǎn)介紹了四家公司較為領(lǐng)先的實(shí)踐應(yīng)用技術(shù),并精選其獨(dú)具特色的片段,給讀者重點(diǎn)解讀。
Leica激光跟蹤儀
Leica測量系統(tǒng)的工業(yè)測量產(chǎn)品包括激光跟蹤儀、基于駐機(jī)定位技術(shù)(LPT)的T系列產(chǎn)品、3D測量軟件以及高精度全站儀等,可進(jìn)行準(zhǔn)確數(shù)據(jù)采集、迅速建模、快捷地分析和處理3D信息。激光跟蹤儀以其設(shè)置程序所具備的高度柔性化和靈活性,可適應(yīng)特殊環(huán)境不同尺寸工件檢測的需要,在飛機(jī)制造中也被運(yùn)用。
空中客車不萊梅廠自1999年至今購入3臺LTD500型Leica激光跟蹤儀,以及4臺功能先進(jìn)的LTD800型激光跟蹤儀,并配備有新型T-Probe測量系統(tǒng),以確保精度,并節(jié)省生產(chǎn)成本和時(shí)間。
Leica激光跟蹤儀為易于攜帶的可移動(dòng)型坐標(biāo)測量系統(tǒng),內(nèi)置激光干涉儀使測量獲得更高精度、更高效率。不管是單點(diǎn)測量還是表面測量,僅需一次設(shè)置定位,便可完成直徑80米范圍內(nèi)的工件檢測任務(wù),精度達(dá)到+/-10ppm(μm/m),每秒測量的坐標(biāo)值達(dá)3,000個(gè)點(diǎn)。
該儀器能解決各類測量問題,比如在A320系列飛機(jī)機(jī)身處的內(nèi)著陸襟翼的檢測中,Leica激光跟蹤儀用于裝配線和拆除工裝后的檢測。
此外,不萊梅工廠還運(yùn)用了Leica激光跟蹤儀的選配附件,例如手動(dòng)操作的輕便型T-Probe全能測量系統(tǒng)。它可讓測量工作更快速而有效,可檢測隱藏點(diǎn)的坐標(biāo),觸及傳統(tǒng)測量手段所無法企及的領(lǐng)域和目標(biāo)。
其應(yīng)用軟件和控制系統(tǒng)可以在線同全部四臺LTD800型激光跟蹤儀兼容,不來梅工廠的團(tuán)隊(duì)還介入了T-Probe 和T-Cam系統(tǒng)的早期開發(fā)。以往對于飛機(jī)著陸襟翼的不間斷測量,或是通過激光跟蹤儀兩次轉(zhuǎn)站,或是通過一次定位法,但是仍需要旋轉(zhuǎn)測量目標(biāo),現(xiàn)在T-Probe僅需一次設(shè)置即可完成,節(jié)約大量時(shí)間,還具有良好穩(wěn)定性和低維護(hù)成本。
[?怂箍禍y量技術(shù)(青島)供稿]
波龍(Blum)在線檢測技術(shù)
在線檢測也稱實(shí)時(shí)檢測,包含了實(shí)時(shí)對刀具檢測,并依據(jù)檢測的結(jié)果做出處理,及針對工件進(jìn)行定位及加工完畢后測量的功能。德國波龍(BLUM)是機(jī)床在線鐳射刀具非接觸式監(jiān)控的創(chuàng)始者,在加工中心在線刀具測量及工件檢測領(lǐng)域領(lǐng)先。
客戶關(guān)注機(jī)床的利用率、使用安全性及所制造的產(chǎn)品質(zhì)量,影響這三方面的因素有以下幾點(diǎn):在機(jī)床設(shè)定階段是否獲得優(yōu)化的刀具設(shè)定時(shí)間、工件找正時(shí)間;工件加工時(shí)間內(nèi)是否可實(shí)現(xiàn)合理的加工工藝流程、進(jìn)行合理的刀具使用及刀具磨損補(bǔ)償;最后在工件測量階段,工件測量時(shí)間及準(zhǔn)確性如何。
對此,BLUM提供了鐳射刀具在線監(jiān)控系統(tǒng)以及工件在線測量系統(tǒng),既省工時(shí)又提高測量精度,并及時(shí)修正系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差,實(shí)現(xiàn)加工測量一體化。
BLUM鐳射刀具監(jiān)控系統(tǒng)的功能與特徵;1)自動(dòng)進(jìn)行刀具設(shè)定,更新刀具表數(shù)據(jù);自動(dòng)設(shè)定功能有效減少了對刀時(shí)間,可精確測量刀具在加工狀態(tài)的尺寸,避免由于主軸軸向拉伸及徑向跳動(dòng)所造成的負(fù)面影響。2)對刀具長度、半徑及切刃磨損進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,確保加工精度,通過監(jiān)控切刃改善工件表面質(zhì)量。3)對機(jī)床3軸溫度漂移進(jìn)行補(bǔ)償。4)多種刀具測試功能。由此,根據(jù)用戶的個(gè)性化需求,可展開不同種特殊刀具的檢測。(德國波龍科技上海代表處供稿)  BLUM鐳射刀具監(jiān)控系統(tǒng) 美國API公司
激光跟蹤儀作為一種高精度便攜式的三坐標(biāo)測量設(shè)備,在世界汽車制造業(yè)的用途不斷擴(kuò)增。美國API公司作為激光跟蹤儀發(fā)明人,上海通用選用該公司的TrackerII(Plus)激光跟蹤儀用于生產(chǎn)現(xiàn)場工裝檢測以及白車身和沖壓件測量。以下的解決方案將有效改觀傳統(tǒng)的光線阻斷問題﹕一個(gè)是晶鼢 Z(ADM,Absolute Distance Measurement)技術(shù),另一個(gè)是智能測頭技術(shù)(Intelliprobe)。
傳統(tǒng)的激光跟蹤儀采用激光干涉的原理,來測量靶球到跟蹤頭的距離,要求激光頭和靶球間的光線始終不能被阻斷,這在測量汽車工裝夾具時(shí)往往是很難保證。API的絕對測距(ADM)技術(shù)基于紅外光脈沖反射拍頻計(jì)數(shù)原理,允許跟蹤過程中斷光,甚至可直接將靶球放至目標(biāo)位置,再令跟蹤頭指向靶球?qū)嵤y量,其10m內(nèi)測量精度可達(dá)0.02mm。  TrackerII (Plus) 所支持的智能測頭技術(shù) 事實(shí)證明,ADM技術(shù)有助于在線檢測汽車夾具重復(fù)定位精度的提高,通常將光學(xué)靶安裝在活動(dòng)的夾頭上,待每次夾頭到達(dá)工作位置后,軟件驅(qū)動(dòng)跟蹤頭便指向光學(xué)靶的理論位置,而實(shí)際上每次夾頭所處位置都將偏離理論值,跟蹤頭將在理論位置周圍以螺旋線軌跡運(yùn)動(dòng)搜索光學(xué)靶,鎖定目標(biāo)后再用ADM技術(shù)測出光學(xué)靶到跟蹤頭的距離,從而計(jì)算出此時(shí)夾頭所處實(shí)際位置。
在軟件的配合下,激光跟蹤儀能在極短時(shí)間內(nèi)(通常只需幾秒鍾),測到多個(gè)夾頭的重復(fù)定位精度,精度遠(yuǎn)高出數(shù)碼相機(jī)交匯照相測量技術(shù)水準(zhǔn)。
API的TrackerII(Plus)還支持智能測頭技術(shù),可以用測桿尖端測量激光照射不到的工件背面以及較深的孔和槽。(API美國自動(dòng)精密工程供稿)
霍梅爾的光學(xué)非接觸在線檢測技術(shù)
霍梅爾的軸類零件綜合測量儀,是柔性檢測能力強(qiáng)的光學(xué)掃描檢測與電感測量的結(jié)合體。 接觸式測量系統(tǒng)采用多點(diǎn)多測頭結(jié)構(gòu),既有電感傳感器,又有大量程數(shù)字式增量傳感器,在凸輪軸的每個(gè)軸頸和凸輪上各設(shè)置多個(gè)測量截面,同時(shí)測量凸輪軸的各軸頸的直徑、圓度、圓柱度和跳動(dòng),以及凸輪的基圓半徑、基圓跳動(dòng)、凸輪頂點(diǎn)角度和凸輪升程曲線。
光學(xué)非接觸測量系統(tǒng)運(yùn)用光電掃描影像處理的測量原理,通過光電子線性電荷耦合傳感器件(CCD)的射線對工件的輪廓進(jìn)行自動(dòng)掃描。為進(jìn)行動(dòng)態(tài)測量,在工件旋轉(zhuǎn)時(shí)自動(dòng)記錄工件輪廓影像的全部數(shù)據(jù)。
測量周期可由程序控制,將許多個(gè)單個(gè)測量項(xiàng)目,合并到一次最佳的自動(dòng)綜合測量程序中運(yùn)行,分辨率極高,整個(gè)工件可被迅速且精確地測量出來。  霍梅爾凸輪軸在線檢測機(jī)的測量節(jié)拍,高達(dá)每件20秒 光學(xué)非接觸測量系統(tǒng)的優(yōu)勢在于,可將接觸式測量系統(tǒng)難以測量的項(xiàng)目,通過光學(xué)掃描進(jìn)行測量,這包括凸輪軸的各個(gè)軸頸和凸輪的臺階端面的軸向位置、各個(gè)臺階圓角的圓弧輪廓和半徑、倒角的形狀和角度寬度、溝槽寬度、相位角度、小錐度等。
配合集成的接觸式電感測頭,還可同時(shí)測量端面跳動(dòng)。一次裝夾就可以測量復(fù)雜工件的幾何形狀,測量步驟全部自動(dòng)控制,測量分辨率達(dá)0.1微米。
凸輪軸在線檢測機(jī)還革新性地、將光學(xué)表面探傷(缺陷檢測)技術(shù)融合到測量系統(tǒng)中。通過視覺圖像識別系統(tǒng)(OPTI-SENS Technology),全自動(dòng)掃描凸輪軸的各個(gè)軸頸和各個(gè)凸輪的表面缺陷。(德國霍梅爾公司供稿)
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