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激光跟蹤儀憑什么成為大型龍門機床檢測新寵?

來源:深圳市中圖儀器股份有限公司   2025年05月08日 13:51  

行業(yè)背景概述:

在全球制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型加速的背景下,龍門機床作為重工業(yè)領(lǐng)域的戰(zhàn)略裝備,正經(jīng)歷著技術(shù)升級與市場需求的結(jié)構(gòu)性變革。目前,國內(nèi)企業(yè)在龍門機床生產(chǎn)領(lǐng)域已取得顯著突破,產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于汽車制造、航空航天、模具加工等眾多行業(yè),展現(xiàn)出強大的產(chǎn)業(yè)支撐力。然而,在機床精度控制、可靠性保障以及智能化程度等關(guān)鍵技術(shù)指標上,仍存在一定差距,致使龍門機床產(chǎn)品在國內(nèi)市場長期依賴進口。

圖片1.jpg

需求描述:

大型龍門機床運動軸導軌的直線度、平行度、垂直度、空間運行軌跡等。

圖片2.jpg

當前檢測手段的不足或用戶痛點:

現(xiàn)階段,機床檢測領(lǐng)域相關(guān)的檢測設(shè)備主要以干涉儀、球桿儀、精密轉(zhuǎn)臺等儀器為主,其檢測功能較為局限,主要聚焦于單軸定位精度、重復性、直線度、角度精度等方面。當涉及多軸導軌平行度與垂直度的測量時,不僅操作過程中需要進行復雜的對光流程,耗時費力,而且現(xiàn)有的檢測手段無法對大尺度空間軌跡精度等動態(tài)性能展開有效測量,這嚴重限制了對大型龍門機床綜合性能的全面評估,難以滿足現(xiàn)代制造業(yè)對大型龍門機床高精度、高性能的嚴苛要求。

中圖GTS激光跟蹤儀-龍門機床測量解決方案:

1、機床導軌裝調(diào)檢測

機床導軌堪稱機床精度的根基與保障,其安裝過程涉及直線度、平行度、垂直度等多元檢測需求。傳統(tǒng)激光干涉儀在直線度測量場景中表現(xiàn)佳,然而,一旦面對跨度較大的平行度檢測與調(diào)整工作,便稍顯力不從心。與之不同,激光跟蹤儀作為高精度、大測量范圍的精密測量儀器,恰好能夠彌補激光干涉儀的測量短板,方位提升機床導軌安裝精度。

2、機床精度檢測

在機床精度檢測領(lǐng)域,激光跟蹤儀同樣擁有發(fā)揮空間。相較于常規(guī)的激光干涉儀檢測方式,激光跟蹤儀具備顯著優(yōu)勢。它無需繁瑣的對光流程,能夠?qū)崟r開展檢測工作,極大提升檢測效率。更為突出的是,激光跟蹤儀可自定義機床坐標系,對機床空間內(nèi)任意點的精度以及空間運行軌跡進行驗證,實現(xiàn)對機床性能的方位、多維度深度檢測,助力精準把控機床運行狀態(tài)。

3、機床鑄件精度檢測

機床鑄件是機床生產(chǎn)的基石,各關(guān)鍵部件安裝位置的精度直接決定整機生產(chǎn)安裝效率。在生產(chǎn)安裝前期,對機床鑄件上導軌安裝面的平面度、平行度、垂直度進行精準檢測,能夠為安裝方案的評估與制定提供關(guān)鍵依據(jù)。通過提前把控鑄件精度,有效減少返工情況,顯著提升生產(chǎn)效率。

4、方案配置:GTS3300激光跟蹤儀+1.5英寸靶球+SpatialMaster軟件


測量方式及步驟:

機床導軌安裝及精度校準

1、直線度測量與調(diào)整

(1)測量系統(tǒng)布置:將GTS激光跟蹤儀穩(wěn)固安裝在待測導軌前方,確保儀器能夠無障礙地對導軌全程進行測量。在導軌滑塊上,固定1.5英寸高精度靶球,作為測量過程中的跟蹤目標。

(2)數(shù)據(jù)采集與實時偏差監(jiān)控:移動滑塊至導軌的前端和后端,激光跟蹤儀測量并記錄導軌兩端點的位置數(shù)據(jù)。然后在SpatialMaster軟件中將導軌前后端點連成一條理論直線,并創(chuàng)建實時監(jiān)控功能,軟件會實時顯示滑塊當前位置相較于理論直線的偏移方向和距離值。

(3)導軌調(diào)整:根據(jù)軟件顯示的偏移距離值,對導軌狀態(tài)進行精細調(diào)整,直至監(jiān)控數(shù)值逼近為0,此時該位置與理論直線重合,即完成直線度的調(diào)整。

2、平行度測量與調(diào)整

利用已完成直線度調(diào)整的導軌作為基準導軌,在SpatialMaster軟件中沿測量導軌方向創(chuàng)建一條平行與基準導軌的輔助線,并創(chuàng)建實時監(jiān)控功能,通過調(diào)整測量導軌與輔助線重合,從而實現(xiàn)導軌平行度的精準調(diào)整。

圖片5.jpg

▲ 平行度測量與調(diào)整示意圖

3、機床精度檢測

(1)靶球布置:將靶球穩(wěn)固在機床主軸上。在檢測過程中,設(shè)置機床主軸保持不旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。

(2)數(shù)據(jù)采集:控制機床按照預先設(shè)定的測試軌跡運行,激光跟蹤儀采用連續(xù)距離測量模式,以等距離間隔采集機床的實際運行軌跡數(shù)據(jù)。

(3)精度評價:將SpatialMaster軟件對采集到的實測軌跡數(shù)據(jù)與理論軌跡數(shù)據(jù)進行分析,從而實現(xiàn)機床運行軌跡精度評價。


總結(jié):

當下,大型龍門機床正朝著高精度、高效率、智能化的方向加速邁進,這對機床檢測領(lǐng)域提出了更為嚴苛的要求。不僅要精確測量機床各軸的定位精度、直線度等關(guān)鍵參數(shù),為機床精度的調(diào)整與補償提供精準的數(shù)據(jù)支撐;還需具備高效的數(shù)據(jù)采集與分析能力,盡可能縮短機床停機時間,保障生產(chǎn)效率。同時,檢測范圍必須涵蓋機床的靜態(tài)誤差以及運動過程中的動態(tài)誤差,以實現(xiàn)對機床性能的深層次評估。為滿足上述要求,中圖GTS激光跟蹤儀憑借測量精度和強大的功能,在機床檢測領(lǐng)域的應(yīng)用前景愈發(fā)廣闊。隨著中圖GTS激光跟蹤儀等高精尖檢測設(shè)備的廣泛應(yīng)用,從而助力我國龍門機床產(chǎn)業(yè)突破技術(shù)瓶頸,邁向全球高價值鏈。


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