測量檢測與工業(yè)生產(chǎn)效率

工業(yè)化生產(chǎn)是現(xiàn)代社會經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱之一，通過機器、設備和自動化技術等手段，生產(chǎn)出高質(zhì)量、大批量的商品，滿足人們越來越高的生活質(zhì)量需求。伴隨著人類社會文明的高度發(fā)展與社會節(jié)奏的不斷加快，效率，在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性不言而喻，它直接關系到企業(yè)的競爭力、成本、產(chǎn)品質(zhì)量以及市場占有率。        

加工行業(yè)中，大量涉及到機床的使用，而機床狀態(tài)的好與壞，更是直接影響到生產(chǎn)出的產(chǎn)品的質(zhì)量?？刂坪脵C床狀態(tài)，減少停機時間，降低廢品率，就成為了生產(chǎn)廠家降本增效的一個重要環(huán)節(jié)和硬性需求。而這些，都需要由性能卓越的檢測設備配合實現(xiàn)。                                              

圖1：XD Laser六維激光干涉儀

圖2：API MTC機床校準解決方案系列儀器及功能簡介

機床快速診斷解決方案

使用激光干涉儀對機床精度進行檢測，是現(xiàn)階段較為常用的方法。但使用常規(guī)激光干涉儀，雖可以實現(xiàn)檢測目的，但在進行垂直度、平行度、平面度、以及偏擺角、俯仰角、滾動角等的檢測時，需要多次調(diào)整鏡組，且操作較為復雜，在檢測效率上有一定劣勢。        

API品牌自創(chuàng)建以來，時刻關注并深入生產(chǎn)一線，結(jié)合實際應用需求，開發(fā)了一系列機床檢測與診斷評估的儀器及解決方案（MTC，Machine Tool Calibration）。        

其中，XD Laser激光干涉儀（請參考圖1），一次安裝可同時檢測6個參數(shù)（X、Y、Z、偏擺角、俯仰角、滾動角），解決了傳統(tǒng)常規(guī)激光干涉儀需要多次安裝調(diào)試鏡組的問題，效率提升5倍之多。除此之外，API還提供球桿儀、旋轉(zhuǎn)軸角擺檢查儀、以及主軸分析儀等，為機床專項或綜合性能評估提供高效解決方案（請參考圖2）。                                   

 圖3：Radian系列激光跟蹤儀                      

而對于有動態(tài)數(shù)據(jù)采集要求的機床檢測需求，則可使用API的Radian激光跟蹤儀實施。（請參考圖3）Radian激光跟蹤儀，具有微米級別的測量精度，以及超高的動態(tài)采數(shù)能力（1000點/秒），其高速動態(tài)掃描功能，可在機床空/負載條件下，對機床軌跡實施全程測量機監(jiān)測，從而實現(xiàn)機床動態(tài)性能的診斷和評估。本案例中，記錄了使用Radian激光跟蹤儀對一臺石料切割機床進行動態(tài)檢測評估的過程。      

客戶遇到的問題

我們的客戶，是一家石料加工機械開發(fā)與制造領域的頭部企業(yè)，本次邀API進行檢測的是其某新型號石料切割機床。經(jīng)客戶方多次試驗，發(fā)現(xiàn)加工出的產(chǎn)品誤差偏大，效果不理想。使用激光干涉儀進行多次測試，認為機床本身精度無太大問題，遂邀請API工程師赴現(xiàn)場商討解決方案。 

API 解決方案

針對客戶提出的現(xiàn)象和問題，API測量工程師制訂了使用Radian激光跟蹤儀對機床進行高速動態(tài)掃描檢測的方案。分別在機床空載和負載的條件下，進行全程軌跡監(jiān)測，以比對、評估機床真實狀態(tài)，并找到問題根源。          

圖4：本案例測量現(xiàn)場

實施過程

 ① API測量工程師首先將Radian激光跟蹤儀布設在待測機床周邊合適的位置，隨即將高精度靶球固定在機床主軸附近位置；    

② 檢測時，Radian激光跟蹤儀射出激光至靶球中心并鎖定（請參考圖4）；   

 ③ 機床按照既定軌跡分別在空載和負載的狀態(tài)下進行運動，跟蹤儀射出的激光束會實時不間斷跟蹤測量靶球所在位置的空間坐標，該坐標數(shù)據(jù)將迅速傳輸至操作端筆記本電腦中的測量軟件予以記錄；    

④ 確定空載數(shù)據(jù)沒有問題后，則可以以機床空載數(shù)據(jù)為基準，建立坐標系，查看負載后主軸的偏差情況；    

⑤ 根據(jù)比對，為客戶分析最終結(jié)果提供有力數(shù)據(jù)支撐。        

以下為測量過程中每一步驟的數(shù)據(jù)報告及簡要分析，供參考：  

圖5：機床空載狀態(tài)下X方向（中，最大0.008mm，最小0）、Y方向（最大0.093mm，最小0.005mm）、及角度偏差數(shù)據(jù)（右，最大0.008°） 

圖6：機床空載（左，最大0.121mm）與負載（右，最大0.836mm）劃圓偏差比對數(shù)據(jù)分析        

圖7：以空載曲線為基準，建立坐標系，查看負載后主軸偏差（左，正轉(zhuǎn)，最大0.841mm；右，反轉(zhuǎn)，最大0.708mm）    

結(jié)論與評價

在經(jīng)過Radian激光跟蹤儀高速動態(tài)掃描檢測并比對數(shù)據(jù)后，發(fā)現(xiàn)該機床在空載狀態(tài)下，精度符合誤差標準，但在負載狀態(tài)下則偏差較大。由此，客戶及時找到了問題所在，并對設備剛性等指標進行了調(diào)整，隨即復測，數(shù)據(jù)符合預期標準。        在完成機床的調(diào)整后，客戶方該項目負責人王工道：“感謝API提供了如此高效便捷的測量方案，幫助我們很快就找到了問題所在，并及時解決，最大幅度地減少了停機時間，保障了我們的生產(chǎn)效率?！?nbsp;                     

圖8：API公司總部大樓

關于 API

API品牌由Kam Lau博士在1987年創(chuàng)立于美國馬里蘭州的羅克韋爾，是激光跟蹤儀的發(fā)明者，同時持有多項全球領先測量科技的專利，是精密測量科技領域的引領者；API自成立以來，始終致力于機械制造領域精密測量儀器和高性能傳感器的研發(fā)和生產(chǎn)，產(chǎn)品已廣泛應用于世界各國的先進制造領域，并在坐標測量和機床性能測試的高精度標準方面處于領先地位。           

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