RADIAN激光跟踪仪   

在大型镗铣加工中心检测领域的应用

激光跟踪仪与大型机床检测

如今，现代化制造业生产中，对精度和效率的更高要求，推动了更多对于高精度高效率检测手段的需求。在大型机床检测领域，激光跟踪仪被越来越多地应用，来代替传统检测手段，实现在短时间内，对待测大型机床性能进行全面评估，相较于传统检测手段，大幅提升对定位精度、直线度、旋转角度等的检测效率。 

待测大型镗铣加工中心

本案中待检测的大型机床是一台用于矿山、海工、核电设备部件加工的大型镗铣加工中心。

图1：本案待测大型镗铣加工中心

其X、Y、Z（Z+W）轴行程分别达到12米、4米、2.4米，并配备可直线移动的转台；可对工件实现一次装夹、五面加工，同时完成铣面、钻孔、攻丝、镗孔等工序。  

图2：本案镗铣加工中心各轴示意

检测需求

需精准、高效检测如下项目指标，以对该镗铣加工中心性能进行综合评定，并确定维护保养的侧重点。  

1、X、Y、Z（W）轴的定位精度以及直线度误差参数；   

2、V轴定位精度以及直线度误差参数；  

3、B轴运动角度分度评价；

4、B轴圆方向径跳动与端跳动评价；   

5、以上各轴位置请参考图2示意。  

图3：Radian系列激光跟踪仪

检测设备

本案中，实施检测的设备是一台API品牌的Radian Plus型号激光跟踪仪，其具有测量精度高（微米级别，μm，符合大型机床检测精度标准）、量程长（80m测量半径，可为大型机床较长的导轨行程提供全方位检测）、高集成及无线操作（可在有限作业空间内实现高精度检测）、自动采集数据及生成分析报告（为大型机床检测提供更多便捷）等性能特点，非常适用于大型机床性能的检测评估。 

图4：测量进行中（X轴、Y轴、Z+W轴）  

图5：以X轴为例，直线度（垂直方向）分析报告

图6：以X轴为例，直线度（水平方向）分析报告

检测过程      

1、对X、Y、Z（W）轴的定位精度及直线度误差参数的检测

首先，将Radian Plus激光跟踪仪安置于可通视待测轴行程的位置；然后将跟踪仪靶标固定于机床主轴端，面向跟踪仪，激光射入靶球球心并锁定（请参考图4示意）。测量时，机床根据预先设定的行程距离和停顿时间连续移动，当每次移动停顿稳定时，Radian Plus激光跟踪仪会以1000Hz的测量速率自动采集该位置靶球的空间坐标，并记录在软件中用于之后的分析及报告（请参考图5、图6示意）。待该轴全程测量完毕，即可根据每个点的空间坐标位置，对该轴的定位精度、两个方向的直线度（水平与垂直，或左右与前后）进行评估分析并出具补偿报告。   

图7：V轴直线度数据报告（左侧为垂直方向，右侧为水平方向）

2、对V轴定位精度及直线度误差参数的检测

由于V轴的功能是搭载转台进行直线行进，故而其检测方法与第1项中的X、Y、Z（W）轴类似，只是将固定于主轴端的跟踪仪靶球改为固定在转台上的稳定位置。测量时，按照第1项中的检测方法逐步实施，即可实现对V轴定位精度、直线度误差参数的检测。

3、B轴运动角度分度评价

将跟踪仪布设于转台周边位置，靶球固定于转台上，操作转台进行圆方向运动，按照设定的角度值（本案为10°）停顿，激光跟踪仪随即采集该点空间坐标数据并记录，待全程数据记录完毕，即可在软件中自动分析得到每一点的角度误差值（请参考图9）。 

图8：B轴检测进行中

4、B轴圆方向径跳动与端跳动评价

同第3项中的数据采集方式，将各位置点的空间坐标采集完毕，在软件中创建生成通过这些点的标准圆，随即在软件中通过读取Radian Plus激光跟踪仪内置传感器的读数创建大底水平，即可比对分析出B轴圆方向径跳动以及端跳动的幅值（请参考图9）。  

图9：B轴角度分度误差报告（左）、圆方向径跳动分析报告（右上）、圆方向端跳动分析报告（右下）

小结

Radian Plus激光跟踪仪以其精度高、量程长、高集成、无线操作、可实现自动化数据采集和智能分析报告生成等性能特点，可充分满足大型机床检测中对于长行程、高精度、高效率等的需求，为大型机床的检测评估提供了高精度和高效率兼顾的解决方案。     

关键词：行业动态，市场行情，解决方案