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API激光測(cè)量技術(shù)在機(jī)床領(lǐng)域的應(yīng)用
閱讀：1018 發(fā)布時(shí)間：2019-9-5
在TruMatic和同類機(jī)床中，很多零件尺寸都比較大，因此準(zhǔn)確測(cè)量這些零件的尺寸便是一種挑戰(zhàn)。如在沖壓復(fù)合式機(jī)床中，用于沿X軸方向移動(dòng)鋼板的橫梁長(zhǎng)達(dá)21英尺，并且在測(cè)量橫梁尺寸時(shí)，公差必須＜1/100mm。
德國(guó)通快 (TRUMPF) 公司
使用API品牌XD激光干涉儀測(cè)量檢測(cè)機(jī)床
當(dāng)?shù)聡?guó)通快 (Trumpf) 公司的沖壓和激光復(fù)合式機(jī)床在貿(mào)易展會(huì)上演示時(shí)，其性能吸引了眾多參觀者的眼球。其中讓人印象深刻的是該機(jī)床具有的加工速度：能以幾乎無(wú)縫的方式在設(shè)備上移動(dòng)重達(dá)900磅的鋼板。參觀者經(jīng)常問(wèn)德國(guó)通快 (Trumpf) 的員工，“為什么你們的機(jī)床可以在沒(méi)有人為的干預(yù)和控制下，在幾分之一秒的時(shí)間內(nèi)找到正確的沖孔位置？又為什么機(jī)床可以按照沖壓流程（通常只有在沖壓動(dòng)作放緩的情況下可以看見(jiàn)）在非常短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)入到下一個(gè)沖孔位置的加工過(guò)程？”在加工過(guò)程中，有一點(diǎn)是很明確的，那就是沖壓位置必須非常，哪怕一次錯(cuò)誤地定位，鋼板就會(huì)報(bào)廢。很顯然，德國(guó)通快 (Trumpf) 公司對(duì)其機(jī)床的精度和確定性有足夠的信心，能夠確保機(jī)床的優(yōu)異性能。總之，TruMatic 7000（于德國(guó)斯圖加特市附近的迪琴根制造）是一款機(jī)床。為確保機(jī)床的專業(yè)水準(zhǔn)，德國(guó)通快 (Trumpf) 公司的機(jī)床和激光技術(shù)專家在機(jī)床的裝配和運(yùn)行過(guò)程中均使用了基于激光的測(cè)量技術(shù)。
測(cè)量：?jiǎn)为?dú)測(cè)量零件尺寸，性能
在TruMatic和同類機(jī)床中，很多零件尺寸都比較大，因此準(zhǔn)確測(cè)量這些零件的尺寸便是一種挑戰(zhàn)。如在沖壓復(fù)合式機(jī)床中，用于沿X軸方向移動(dòng)鋼板的橫梁長(zhǎng)達(dá)21英尺，并且在測(cè)量橫梁尺寸時(shí)，公差必須＜1/100mm。
制造和安裝時(shí)的精度只能通過(guò)各種不同測(cè)量工具的組合運(yùn)用來(lái)保證。面對(duì)在裝配線上長(zhǎng)達(dá)21英尺的橫梁，如何測(cè)量其直線度和校準(zhǔn)情況，德國(guó)通快 (Trumpf) 公司的技術(shù)人員也犯難。在此之前，德國(guó)通快 (Trumpf) 公司一直使用傳統(tǒng)的工具和設(shè)備進(jìn)行測(cè)量，因此這一挑戰(zhàn)性的測(cè)量任務(wù)使得公司在裝配過(guò)程中耗費(fèi)了大量時(shí)間。鑒于此，公司決定進(jìn)一步擴(kuò)展和開(kāi)發(fā)基于激光的測(cè)量技術(shù)的使用。
自由度：一次性完成
德國(guó)通快 (Trumpf) 公司將在展會(huì)上注意到了API公司的XD-Laser激光干涉儀。該激光干涉儀大的優(yōu)勢(shì)在于可以在一次測(cè)量過(guò)程中同時(shí)完成3個(gè)自由度的測(cè)量。當(dāng)API的銷售工程師從API歐洲辦事處（位于海德?tīng)柋ぃ﹣?lái)到德國(guó)通快 (Trumpf) 公司的工廠，公司對(duì)API的設(shè)備進(jìn)行了一次測(cè)試。該測(cè)試包括在TruMatic 7000機(jī)床上對(duì)X軸進(jìn)行直線度和補(bǔ)償測(cè)量。在預(yù)審期間，API的設(shè)備在德國(guó)通快 (Trumpf) 公司總部（迪琴根）的機(jī)床上的測(cè)試過(guò)程中很好地展示了其優(yōu)勢(shì)。API的激光系統(tǒng)不僅能一次性完成3個(gè)自由度的測(cè)量，而且比德國(guó)通快 (Trumpf) 公司的其他測(cè)量工具更易于使用。此外，由于測(cè)量系統(tǒng)的發(fā)射器尺寸較小，從而可以更容易地安置在測(cè)量區(qū)域。
調(diào)節(jié)測(cè)量設(shè)備
通過(guò)更多相關(guān)測(cè)試，該激光系統(tǒng)還展現(xiàn)了另一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)：使用該測(cè)量系統(tǒng)，只需2次測(cè)量就能完整地測(cè)量橫向構(gòu)件，而舊的測(cè)量方法則需要3次測(cè)量。此外，新的系統(tǒng)采用了干涉儀，無(wú)需任何分束器，并且具有更長(zhǎng)的測(cè)量距離，能夠輕松測(cè)量零件總長(zhǎng)度。這不僅大大減少了計(jì)算量，而且減少了轉(zhuǎn)換點(diǎn)數(shù)量，從而提高了測(cè)量精度。對(duì)于直角測(cè)量，同樣可以使用五棱鏡。
鑒于API激光系統(tǒng)具有上述優(yōu)勢(shì)，德國(guó)通快 (Trumpf) 公司為其訂購(gòu)了更多的激光干涉儀用于開(kāi)發(fā)、裝配、服務(wù)、實(shí)驗(yàn)以及為終端客戶提供裝配和服務(wù)/技術(shù)支持。通過(guò)在終端裝配中的實(shí)際應(yīng)用，我們確信使用API的系統(tǒng)可以在批量生產(chǎn)中大幅提高機(jī)床的質(zhì)量。此外，該測(cè)量系統(tǒng)具有良好的便攜性，維修部還將其廣泛用于日常的現(xiàn)場(chǎng)客戶支持。
裝配和維修過(guò)程中的應(yīng)用
德國(guó)通快 (Trumpf) 公司的開(kāi)發(fā)部和實(shí)驗(yàn)部開(kāi)發(fā)了一個(gè)評(píng)估工具，使得橫梁的測(cè)量過(guò)程變得自動(dòng)化。該評(píng)估工具可以將兩次測(cè)量的結(jié)果合并到一起，并且進(jìn)行分析，然后以
圖形方式顯示出評(píng)估結(jié)果。此外，該評(píng)估工具還能在測(cè)量過(guò)程中引導(dǎo)用戶一步一步進(jìn)行操作，這種自動(dòng)化過(guò)程大大簡(jiǎn)化了整個(gè)測(cè)量過(guò)程中的其他操作。
Michael Theurer指出：“我們之所以選擇新的測(cè)量系統(tǒng)，主要原因就是該系統(tǒng)可以在單一通道中測(cè)量3個(gè)自由度。”
“正因?yàn)檫@些優(yōu)勢(shì)，激光干涉儀不僅局限于批量生產(chǎn)，而且廣泛用于在現(xiàn)場(chǎng)為客戶提供維修服務(wù)。借助激光干涉儀，新的測(cè)量過(guò)程只需2小時(shí)就能生成一份新的詳盡的關(guān)于Y軸
和Z軸上的構(gòu)造、校準(zhǔn)和直線度測(cè)量報(bào)告。在這份詳盡的測(cè)量報(bào)告中，我們可以提供所有測(cè)量數(shù)據(jù)。”在公司使用API系統(tǒng)之前，維修部門(mén)只能使用刻度尺和鈑金加工對(duì)測(cè)量進(jìn)
行間接地評(píng)估，并且在此過(guò)程中需要對(duì)每塊鋼板進(jìn)行校準(zhǔn)評(píng)估。如今公司配備了API緊湊型測(cè)量系統(tǒng)，維修工程師便可以隨身攜帶測(cè)量系統(tǒng)在范圍內(nèi)為客戶提供服務(wù)。
實(shí)際測(cè)量過(guò)程只需要幾分鐘，具體取決于測(cè)量類型（短距或長(zhǎng)距測(cè)量）。短距測(cè)量只需要測(cè)量幾個(gè)相關(guān)的點(diǎn)，通常用于建筑物動(dòng)工初期的預(yù)調(diào)整；長(zhǎng)距測(cè)量一般用于完整測(cè)量橫梁。
由于API系統(tǒng)在沖床應(yīng)用中表現(xiàn)出的諸多優(yōu)勢(shì)，開(kāi)發(fā)部和實(shí)驗(yàn)部經(jīng)理已經(jīng)意識(shí)到該系統(tǒng)還能用于其他不同生產(chǎn)領(lǐng)域。而多次測(cè)試結(jié)果也證實(shí)了這一點(diǎn)，激光干涉儀還可以結(jié)合到
生產(chǎn)過(guò)程中的許多其他機(jī)械設(shè)備中。德國(guó)通快 (Trumpf) 公司的奧地利折彎?rùn)C(jī)生產(chǎn)過(guò)程中，早就開(kāi)始使用API系統(tǒng)。
適用范圍
在裝配部，人們對(duì)于精度的要求越來(lái)越高，甚至要求將公差調(diào)整到百分之幾毫米。當(dāng)一個(gè)橫梁長(zhǎng)度超過(guò)6m（18英尺）時(shí)，哪怕微小的溫度變化都會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生很大的影響，因此測(cè)量時(shí)必須準(zhǔn)確地考慮到溫度波動(dòng)。鑒于此，我們得出的初結(jié)論是：使用新的激光干涉儀并不是正確的選擇，只會(huì)增加工作量。因?yàn)榛诩す獾臏y(cè)量不可能立即進(jìn)入測(cè)量狀態(tài)，不僅需進(jìn)行預(yù)熱，測(cè)量前還需要做好準(zhǔn)備工作。然而事實(shí)并非如此，前期準(zhǔn)備工作所花費(fèi)的時(shí)間可以很輕松地從其他生產(chǎn)過(guò)程中節(jié)省出來(lái)。例如，在德國(guó)通快 (Trumpf) 公司的奧地利工廠，其折彎?rùn)C(jī)裝配過(guò)程使用的測(cè)量系統(tǒng)已經(jīng)使用了相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，在應(yīng)用新的測(cè)量工具后，裝配時(shí)間明顯縮短了。
沒(méi)有“好”只有“更好”
沒(méi)有什么是不能改進(jìn)的。來(lái)自德國(guó)通快 (Trumpf) 公司迪琴根總部的專家指出激光測(cè)量系統(tǒng)中采用的磁鐵座在實(shí)際應(yīng)用中不夠靈活。為此，開(kāi)發(fā)部針對(duì)不同的機(jī)床類型設(shè)計(jì)了2套不同的設(shè)備，且每套設(shè)備都額外裝有快速閉合裝置。這樣一來(lái)，激光干涉儀便可直接安裝到帶刀夾的橫梁上，不僅可以將直線度和定位測(cè)量結(jié)果用于機(jī)械調(diào)整，還能生成加載到機(jī)床控制器的補(bǔ)償表，從而使機(jī)床調(diào)整到*佳狀態(tài)。
總之，來(lái)自API的激光干涉儀不僅可用于測(cè)量（特指直線度的測(cè)量）大型機(jī)床部件，還能用于裝配和維修領(lǐng)域。此外，該測(cè)量系統(tǒng)還為德國(guó)通快 (Trumpf) 公司帶來(lái)以下益處：1、可一次性測(cè)量固定裝備的3個(gè)自由度；2、可以實(shí)現(xiàn)更高精度的測(cè)量；3、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可節(jié)省測(cè)量時(shí)間。
Michael Theurer感嘆：“新的測(cè)量系統(tǒng)展現(xiàn)的諸多特性讓我們感到其優(yōu)勢(shì)無(wú)處不在。”
圖為：待檢測(cè)通快TruMatic7000機(jī)床
德國(guó)通快 (TRUMPF) 公司
使用API品牌XD激光干涉儀測(cè)量檢測(cè)機(jī)床
當(dāng)?shù)聡?guó)通快 (Trumpf) 公司的沖壓和激光復(fù)合式機(jī)床在貿(mào)易展會(huì)上演示時(shí)，其性能吸引了眾多參觀者的眼球。其中讓人印象深刻的是該機(jī)床具有的加工速度：能以幾乎無(wú)縫的方式在設(shè)備上移動(dòng)重達(dá)900磅的鋼板。參觀者經(jīng)常問(wèn)德國(guó)通快 (Trumpf) 的員工，“為什么你們的機(jī)床可以在沒(méi)有人為的干預(yù)和控制下，在幾分之一秒的時(shí)間內(nèi)找到正確的沖孔位置？又為什么機(jī)床可以按照沖壓流程（通常只有在沖壓動(dòng)作放緩的情況下可以看見(jiàn)）在非常短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)入到下一個(gè)沖孔位置的加工過(guò)程？”在加工過(guò)程中，有一點(diǎn)是很明確的，那就是沖壓位置必須非常，哪怕一次錯(cuò)誤地定位，鋼板就會(huì)報(bào)廢。很顯然，德國(guó)通快 (Trumpf) 公司對(duì)其機(jī)床的精度和確定性有足夠的信心，能夠確保機(jī)床的優(yōu)異性能。總之，TruMatic 7000（于德國(guó)斯圖加特市附近的迪琴根制造）是一款機(jī)床。為確保機(jī)床的專業(yè)水準(zhǔn)，德國(guó)通快 (Trumpf) 公司的機(jī)床和激光技術(shù)專家在機(jī)床的裝配和運(yùn)行過(guò)程中均使用了基于激光的測(cè)量技術(shù)。
測(cè)量：?jiǎn)为?dú)測(cè)量零件尺寸，性能
在TruMatic和同類機(jī)床中，很多零件尺寸都比較大，因此準(zhǔn)確測(cè)量這些零件的尺寸便是一種挑戰(zhàn)。如在沖壓復(fù)合式機(jī)床中，用于沿X軸方向移動(dòng)鋼板的橫梁長(zhǎng)達(dá)21英尺，并且在測(cè)量橫梁尺寸時(shí)，公差必須＜1/100mm。
制造和安裝時(shí)的精度只能通過(guò)各種不同測(cè)量工具的組合運(yùn)用來(lái)保證。面對(duì)在裝配線上長(zhǎng)達(dá)21英尺的橫梁，如何測(cè)量其直線度和校準(zhǔn)情況，德國(guó)通快 (Trumpf) 公司的技術(shù)人員也犯難。在此之前，德國(guó)通快 (Trumpf) 公司一直使用傳統(tǒng)的工具和設(shè)備進(jìn)行測(cè)量，因此這一挑戰(zhàn)性的測(cè)量任務(wù)使得公司在裝配過(guò)程中耗費(fèi)了大量時(shí)間。鑒于此，公司決定進(jìn)一步擴(kuò)展和開(kāi)發(fā)基于激光的測(cè)量技術(shù)的使用。
圖為：XD激光干涉儀測(cè)量中
自由度：一次性完成
德國(guó)通快 (Trumpf) 公司將在展會(huì)上注意到了API公司的XD-Laser激光干涉儀。該激光干涉儀大的優(yōu)勢(shì)在于可以在一次測(cè)量過(guò)程中同時(shí)完成3個(gè)自由度的測(cè)量。當(dāng)API的銷售工程師從API歐洲辦事處（位于海德?tīng)柋ぃ﹣?lái)到德國(guó)通快 (Trumpf) 公司的工廠，公司對(duì)API的設(shè)備進(jìn)行了一次測(cè)試。該測(cè)試包括在TruMatic 7000機(jī)床上對(duì)X軸進(jìn)行直線度和補(bǔ)償測(cè)量。在預(yù)審期間，API的設(shè)備在德國(guó)通快 (Trumpf) 公司總部（迪琴根）的機(jī)床上的測(cè)試過(guò)程中很好地展示了其優(yōu)勢(shì)。API的激光系統(tǒng)不僅能一次性完成3個(gè)自由度的測(cè)量，而且比德國(guó)通快 (Trumpf) 公司的其他測(cè)量工具更易于使用。此外，由于測(cè)量系統(tǒng)的發(fā)射器尺寸較小，從而可以更容易地安置在測(cè)量區(qū)域。
調(diào)節(jié)測(cè)量設(shè)備
通過(guò)更多相關(guān)測(cè)試，該激光系統(tǒng)還展現(xiàn)了另一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)：使用該測(cè)量系統(tǒng)，只需2次測(cè)量就能完整地測(cè)量橫向構(gòu)件，而舊的測(cè)量方法則需要3次測(cè)量。此外，新的系統(tǒng)采用了干涉儀，無(wú)需任何分束器，并且具有更長(zhǎng)的測(cè)量距離，能夠輕松測(cè)量零件總長(zhǎng)度。這不僅大大減少了計(jì)算量，而且減少了轉(zhuǎn)換點(diǎn)數(shù)量，從而提高了測(cè)量精度。對(duì)于直角測(cè)量，同樣可以使用五棱鏡。
鑒于API激光系統(tǒng)具有上述優(yōu)勢(shì)，德國(guó)通快 (Trumpf) 公司為其訂購(gòu)了更多的激光干涉儀用于開(kāi)發(fā)、裝配、服務(wù)、實(shí)驗(yàn)以及為終端客戶提供裝配和服務(wù)/技術(shù)支持。通過(guò)在終端裝配中的實(shí)際應(yīng)用，我們確信使用API的系統(tǒng)可以在批量生產(chǎn)中大幅提高機(jī)床的質(zhì)量。此外，該測(cè)量系統(tǒng)具有良好的便攜性，維修部還將其廣泛用于日常的現(xiàn)場(chǎng)客戶支持。
圖為：XD激光干涉儀測(cè)量中
裝配和維修過(guò)程中的應(yīng)用
德國(guó)通快 (Trumpf) 公司的開(kāi)發(fā)部和實(shí)驗(yàn)部開(kāi)發(fā)了一個(gè)評(píng)估工具，使得橫梁的測(cè)量過(guò)程變得自動(dòng)化。該評(píng)估工具可以將兩次測(cè)量的結(jié)果合并到一起，并且進(jìn)行分析，然后以
圖形方式顯示出評(píng)估結(jié)果。此外，該評(píng)估工具還能在測(cè)量過(guò)程中引導(dǎo)用戶一步一步進(jìn)行操作，這種自動(dòng)化過(guò)程大大簡(jiǎn)化了整個(gè)測(cè)量過(guò)程中的其他操作。
Michael Theurer指出：“我們之所以選擇新的測(cè)量系統(tǒng)，主要原因就是該系統(tǒng)可以在單一通道中測(cè)量3個(gè)自由度。”
“正因?yàn)檫@些優(yōu)勢(shì)，激光干涉儀不僅局限于批量生產(chǎn)，而且廣泛用于在現(xiàn)場(chǎng)為客戶提供維修服務(wù)。借助激光干涉儀，新的測(cè)量過(guò)程只需2小時(shí)就能生成一份新的詳盡的關(guān)于Y軸
和Z軸上的構(gòu)造、校準(zhǔn)和直線度測(cè)量報(bào)告。在這份詳盡的測(cè)量報(bào)告中，我們可以提供所有測(cè)量數(shù)據(jù)。”在公司使用API系統(tǒng)之前，維修部門(mén)只能使用刻度尺和鈑金加工對(duì)測(cè)量進(jìn)
行間接地評(píng)估，并且在此過(guò)程中需要對(duì)每塊鋼板進(jìn)行校準(zhǔn)評(píng)估。如今公司配備了API緊湊型測(cè)量系統(tǒng)，維修工程師便可以隨身攜帶測(cè)量系統(tǒng)在范圍內(nèi)為客戶提供服務(wù)。
實(shí)際測(cè)量過(guò)程只需要幾分鐘，具體取決于測(cè)量類型（短距或長(zhǎng)距測(cè)量）。短距測(cè)量只需要測(cè)量幾個(gè)相關(guān)的點(diǎn)，通常用于建筑物動(dòng)工初期的預(yù)調(diào)整；長(zhǎng)距測(cè)量一般用于完整測(cè)量橫梁。
由于API系統(tǒng)在沖床應(yīng)用中表現(xiàn)出的諸多優(yōu)勢(shì)，開(kāi)發(fā)部和實(shí)驗(yàn)部經(jīng)理已經(jīng)意識(shí)到該系統(tǒng)還能用于其他不同生產(chǎn)領(lǐng)域。而多次測(cè)試結(jié)果也證實(shí)了這一點(diǎn)，激光干涉儀還可以結(jié)合到
生產(chǎn)過(guò)程中的許多其他機(jī)械設(shè)備中。德國(guó)通快 (Trumpf) 公司的奧地利折彎?rùn)C(jī)生產(chǎn)過(guò)程中，早就開(kāi)始使用API系統(tǒng)。
圖為：XD激光干涉儀測(cè)量中
適用范圍
在裝配部，人們對(duì)于精度的要求越來(lái)越高，甚至要求將公差調(diào)整到百分之幾毫米。當(dāng)一個(gè)橫梁長(zhǎng)度超過(guò)6m（18英尺）時(shí)，哪怕微小的溫度變化都會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生很大的影響，因此測(cè)量時(shí)必須準(zhǔn)確地考慮到溫度波動(dòng)。鑒于此，我們得出的初結(jié)論是：使用新的激光干涉儀并不是正確的選擇，只會(huì)增加工作量。因?yàn)榛诩す獾臏y(cè)量不可能立即進(jìn)入測(cè)量狀態(tài)，不僅需進(jìn)行預(yù)熱，測(cè)量前還需要做好準(zhǔn)備工作。然而事實(shí)并非如此，前期準(zhǔn)備工作所花費(fèi)的時(shí)間可以很輕松地從其他生產(chǎn)過(guò)程中節(jié)省出來(lái)。例如，在德國(guó)通快 (Trumpf) 公司的奧地利工廠，其折彎?rùn)C(jī)裝配過(guò)程使用的測(cè)量系統(tǒng)已經(jīng)使用了相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，在應(yīng)用新的測(cè)量工具后，裝配時(shí)間明顯縮短了。
沒(méi)有“好”只有“更好”
沒(méi)有什么是不能改進(jìn)的。來(lái)自德國(guó)通快 (Trumpf) 公司迪琴根總部的專家指出激光測(cè)量系統(tǒng)中采用的磁鐵座在實(shí)際應(yīng)用中不夠靈活。為此，開(kāi)發(fā)部針對(duì)不同的機(jī)床類型設(shè)計(jì)了2套不同的設(shè)備，且每套設(shè)備都額外裝有快速閉合裝置。這樣一來(lái)，激光干涉儀便可直接安裝到帶刀夾的橫梁上，不僅可以將直線度和定位測(cè)量結(jié)果用于機(jī)械調(diào)整，還能生成加載到機(jī)床控制器的補(bǔ)償表，從而使機(jī)床調(diào)整到*佳狀態(tài)。
總之，來(lái)自API的激光干涉儀不僅可用于測(cè)量（特指直線度的測(cè)量）大型機(jī)床部件，還能用于裝配和維修領(lǐng)域。此外，該測(cè)量系統(tǒng)還為德國(guó)通快 (Trumpf) 公司帶來(lái)以下益處：1、可一次性測(cè)量固定裝備的3個(gè)自由度；2、可以實(shí)現(xiàn)更高精度的測(cè)量；3、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可節(jié)省測(cè)量時(shí)間。
Michael Theurer感嘆：“新的測(cè)量系統(tǒng)展現(xiàn)的諸多特性讓我們感到其優(yōu)勢(shì)無(wú)處不在。”