激光跟蹤儀解決大型工件的測(cè)量問(wèn)題

　　某些美國(guó)海軍155mm先進(jìn)艦炮系統(tǒng)（AGS）的元件是由大型焊接件加工而成的，其尺寸可達(dá)35ft×20ft×20 ft（1ft = 0.3048m）。在加工過(guò)程中，對(duì)這些焊接組件的檢驗(yàn)是十分必要的，以確保其在焊接、加工和最后組裝過(guò)程中的尺寸完整性。

　　遺憾的是，這些大型零件在數(shù)控機(jī)床或大型CMM三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上的編程和測(cè)量曾是一場(chǎng)噩夢(mèng)。Chuck Vogland先生是BAE系統(tǒng)公司質(zhì)量控制經(jīng)理，他負(fù)責(zé)CMM三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的應(yīng)用。10年前，該廠擁有三臺(tái)CMM三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，但每臺(tái)測(cè)量機(jī)采用不同的軟件。Vogland先生說(shuō)，過(guò)去采用CMM三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量的過(guò)程需要很長(zhǎng)時(shí)間，以至于該廠生產(chǎn)工程師們不得不在生產(chǎn)計(jì)劃中額外增加若干小時(shí)，彌補(bǔ)因CMM三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)可能造成的時(shí)間延誤。

　　因此，該公司決定對(duì)這些CMM三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上的一個(gè)軟件平臺(tái)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理：從Hexagon Metrology集團(tuán)的Wilcox Associates公司引進(jìn)了PC-DMIS測(cè)量軟件系統(tǒng)。BAE系統(tǒng)公司與其經(jīng)銷(xiāo)商Productivity Quality公司（簡(jiǎn)稱：PQI公司）和Wilcox Associates公司共同合作，提供有關(guān)許可證使用、培訓(xùn)和技術(shù)援助的服務(wù)。PC-DMIS測(cè)量軟件系統(tǒng)是一套開(kāi)放式結(jié)構(gòu)和具有CAD功能的測(cè)量編程系統(tǒng)，可與一系列的測(cè)量機(jī)械設(shè)備及測(cè)量裝置兼容和配套使用。這一經(jīng)過(guò)初步努力而獲得的直接好處是：能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)和生產(chǎn)企業(yè)中使用的Pro-Engineer CAD文件直接引進(jìn)到PC-DMIS測(cè)量軟件系統(tǒng)使用，從而大幅度減少了編程時(shí)間。

　　此后，該公司又從Brown Sharpe公司那里購(gòu)置了一套新的和原先裝有PC-DMIS軟件的全球CMM三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，然后采用一種新的控制系統(tǒng)和PC-DMIS軟件，重新改造了一臺(tái)比較老式的Brown Sharpe三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)。此外，該公司還購(gòu)置了一套離線版的PC-DMIS軟件，這樣，它就可以直接通過(guò)CAD模型，在計(jì)算機(jī)上創(chuàng)建和編制零件的程序。離線編程為BAE系統(tǒng)公司提供了一種有效的手段，將大約40個(gè)在經(jīng)過(guò)翻新改造的CMM坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上使用的傳統(tǒng)程序，轉(zhuǎn)換成PC-DMIS的格式。

　　向單一測(cè)量軟件平臺(tái)的轉(zhuǎn)換并沒(méi)有停止采用CMM三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量。在過(guò)去的一年中，BAE系統(tǒng)公司購(gòu)置了兩臺(tái)裝有接觸式探針的Leica激光跟蹤儀。這些設(shè)備帶有6的自由旋轉(zhuǎn)角，既可作為測(cè)量工具，也可作為裝有接觸式探針的便攜式CMM三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)使用。在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候，可允許該公司將這一測(cè)量儀器轉(zhuǎn)移到工件旁邊進(jìn)行測(cè)量，既能節(jié)約測(cè)量時(shí)間，又可減少大型工件向CMM三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)移動(dòng)時(shí)發(fā)生的危險(xiǎn)。在組裝過(guò)程中，采用激光跟蹤儀還可以提高焊接速度，使零件的校準(zhǔn)更為容易。當(dāng)出現(xiàn)生產(chǎn)問(wèn)題時(shí)，它可以快速地在車(chē)間內(nèi)測(cè)量大型元件，從而使生產(chǎn)工程師迅速而直觀地認(rèn)識(shí)所產(chǎn)生的問(wèn)題。一臺(tái)46in（1in=25.4mm）的平面監(jiān)控器可讓檢驗(yàn)員清楚地看到一個(gè)被測(cè)零件的模型。

該公司Minneapolis工廠共有3名測(cè)量系統(tǒng)的編程員，其中兩名是全職編程員，另一名是兼職編程員，他們?yōu)镃MM三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、激光跟蹤儀和同一離線編程環(huán)境中工作的便攜式測(cè)量系統(tǒng)開(kāi)發(fā)了PC-DMIS程序。2008年，該公司分別為Minneapolis工廠及其坐落在明尼蘇達(dá)州的Cordova姊妹工廠引進(jìn)了一臺(tái)5軸聯(lián)動(dòng)的Ingersoll加工中心。每臺(tái)機(jī)床上都配置了一套主軸探針和PC-DMIS NC數(shù)控服務(wù)器軟件，用于在機(jī)床上的自動(dòng)化測(cè)量。通過(guò)這一系統(tǒng)的應(yīng)用，達(dá)到了機(jī)上測(cè)量和工藝過(guò)程中的檢驗(yàn)?zāi)康?，不再需要額外的調(diào)節(jié)設(shè)置或采用便攜式測(cè)量設(shè)備。

　　Vogland先生承認(rèn)，為了達(dá)到機(jī)上檢測(cè)的目的，對(duì)直徑4ft（1ft=0.3048m）的5軸銑削加工頭進(jìn)行編程需要比CMM三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)或激光跟蹤儀的編程具有更高的技巧。來(lái)自PQI公司的一名應(yīng)用工程師幫助BAE系統(tǒng)公司的這兩家工廠創(chuàng)建了最初的程序，因而能夠更快地使PC-DMIS軟件得到應(yīng)用，同時(shí)，為該公司的編程員提供非常有用的技巧。BAE系統(tǒng)公司已通過(guò)多種方式從這一交叉式平臺(tái)及從企業(yè)的測(cè)量軟件中獲得了很多好處。將單一的軟件平臺(tái)應(yīng)用于各種測(cè)量設(shè)備，也極大地降低了對(duì)檢測(cè)人員的培訓(xùn)要求，再也不需為各種類(lèi)型的測(cè)量設(shè)備雇傭不同的專(zhuān)業(yè)測(cè)量人員。