大型法蘭類工件裝配面平面度三維檢測(cè)方案解析
大型法蘭類工件的廣泛應(yīng)用
在工業(yè)生產(chǎn)的宏大版圖中，法蘭作為基礎(chǔ)類工件，扮演著舉足輕重的角色。它宛如工業(yè)機(jī)器的“關(guān)節(jié)”，或是保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的“密封點(diǎn)”，是眾多關(guān)鍵環(huán)節(jié)不可或缺的存在。
大型法蘭的身影活躍在多個(gè)重要領(lǐng)域。在工業(yè)管道系統(tǒng)里，它如同堅(jiān)固的紐帶，緊密連接著各個(gè)管道部件，確保流體能夠順暢、安全地傳輸；石油化工設(shè)施設(shè)備中，大型法蘭承擔(dān)著密封和連接的重任，在復(fù)雜且嚴(yán)苛的化學(xué)環(huán)境下，維持著設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行；風(fēng)力發(fā)電機(jī)的構(gòu)建中，大型法蘭是保障葉片與機(jī)艙穩(wěn)固連接的關(guān)鍵，使風(fēng)機(jī)能夠在廣袤的天地間，高效地將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能；船舶起重設(shè)備依靠大型法蘭實(shí)現(xiàn)各部件的精準(zhǔn)裝配與穩(wěn)固支撐，助力船舶在浩渺海洋中順利完成各類吊裝作業(yè)；礦山重工設(shè)備里，大型法蘭同樣發(fā)揮著重要作用，為高強(qiáng)度、高負(fù)荷的開采工作提供堅(jiān)實(shí)的連接保障。
這些領(lǐng)域的設(shè)施設(shè)備各具特殊性，對(duì)法蘭部位，尤其是安裝面的平面度檢測(cè)，提出了極為嚴(yán)格的要求。因?yàn)槟呐率菢O其細(xì)微的平面度偏差，都可能在長(zhǎng)期運(yùn)行中引發(fā)一系列問(wèn)題，如設(shè)備的振動(dòng)加劇、密封性下降，甚至可能導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。
大型法蘭平面度測(cè)量的困境
大型法蘭類工件因其龐大的體積和嚴(yán)格的檢測(cè)要求，在傳統(tǒng)測(cè)量方式面前，暴露出諸多難題。傳統(tǒng)測(cè)量手段往往受到各種客觀因素的制約，難以確保測(cè)量精度與標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。
以大型CMM測(cè)量機(jī)為例，其有效測(cè)量行程常常無(wú)法滿足大型法蘭工件的檢測(cè)需求。并且，使用該測(cè)量機(jī)需要配備專門的三坐標(biāo)測(cè)量室，這使得工件在運(yùn)輸、上下料以及靜置平衡溫度等環(huán)節(jié)耗費(fèi)大量時(shí)間，大大增加了測(cè)量成本。
關(guān)節(jié)臂在檢測(cè)中的應(yīng)用相對(duì)便捷，但臂展范圍的限制成為其短板。在測(cè)量大型法蘭時(shí)，不得不進(jìn)行多次“蛙跳”操作，這一過(guò)程不可避免地產(chǎn)生較大的累積誤差，從而影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
若采用更為傳統(tǒng)的測(cè)量工具，人力和時(shí)間成本將大幅增加。由于需要多人配合操作，不同人員的操作習(xí)慣和測(cè)量手法存在差異，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果的穩(wěn)定性難以保證，人工操作誤差顯著增大。
Radian激光跟蹤儀解決方案
作為激光跟蹤儀的發(fā)明者和制造商，在精密測(cè)量領(lǐng)域擁有深厚的技術(shù)底蘊(yùn)。其旗下的各系列激光跟蹤儀，以卓越的性能，為大型法蘭類工件的測(cè)量提供了創(chuàng)新的解決方案。
Radian激光跟蹤儀具備高精度的動(dòng)態(tài)及靜態(tài)3D或6D測(cè)量能力。它外形小巧，便于攜帶，專為復(fù)雜的生產(chǎn)環(huán)境量身打造。最大測(cè)量范圍超過(guò)160米，水平角范圍可達(dá)±320°，俯仰角范圍從＋79°到－59°，如此超大的測(cè)量范圍，使其能夠輕松應(yīng)對(duì)大型工件的尺寸及形位公差測(cè)量、數(shù)控加工中心校準(zhǔn)、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)校準(zhǔn)以及大型裝置校準(zhǔn)等任務(wù)。此外，6D激光跟蹤儀還可用于機(jī)器人位置與姿態(tài)的測(cè)量，展現(xiàn)出其強(qiáng)大的多功能性。
目前，公司推出了Radian系列及iLT系列激光跟蹤儀產(chǎn)品。
Radian系列激光跟蹤儀包含Core、Plus、Pro三種型號(hào)。Core和Plus型號(hào)采用電池供電和無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，真正實(shí)現(xiàn)了高精度完全無(wú)線測(cè)量，擺脫了線纜對(duì)測(cè)量工作的束縛，為測(cè)量人員提供了極大的便利，使測(cè)量工作更加靈活高效。Pro型號(hào)則集成了ADM和IFM雙激光，能夠?qū)崿F(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)溯源，為對(duì)測(cè)量精度有極高要求的實(shí)驗(yàn)室及特殊測(cè)量場(chǎng)景，提供了穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)測(cè)量保障。
iLT系列激光跟蹤儀分為iLT和iLTx型號(hào)，作為API最新推出的第6代激光跟蹤儀，它在Radian Core/Plus型號(hào)的功能基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化了尺寸和重量，縮小了50%。這一改進(jìn)使其能夠更好地適應(yīng)產(chǎn)線集成、狹小空間以及外出攜帶作業(yè)等對(duì)儀器尺寸有嚴(yán)格要求的測(cè)量場(chǎng)景，滿足了多樣化的測(cè)量需求。
功能強(qiáng)大且操作簡(jiǎn)便的測(cè)量過(guò)程
使用Radian激光跟蹤儀進(jìn)行測(cè)量，過(guò)程簡(jiǎn)便且高效。首先，將儀器安置在工件或待測(cè)標(biāo)的周邊合適位置，開機(jī)后，操作者手持帶有內(nèi)置棱鏡的跟蹤儀靶球。跟蹤儀隨即發(fā)射激光至靶球中心并鎖定跟蹤，此時(shí)，操作者只需用靶球在工件或待測(cè)標(biāo)的上觸碰待測(cè)位置，Radian激光跟蹤儀便會(huì)以1000Hz的采數(shù)速率，對(duì)該目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行高精度測(cè)量，并將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)記錄在筆記本電腦端的測(cè)量軟件中，以便后續(xù)比對(duì)和分析。
待所有目標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)采集完畢后，在軟件中可利用采集的空間點(diǎn)構(gòu)建線、面、體等幾何圖形，也可以導(dǎo)入數(shù)模。通過(guò)將實(shí)測(cè)值與理論值或理想值進(jìn)行比對(duì)，即可迅速得到誤差值，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)量檢測(cè)的目的。同時(shí)，基于其高采樣速率的調(diào)裝功能，還能夠?qū)崟r(shí)引導(dǎo)工件裝配或部件位置調(diào)整，為生產(chǎn)過(guò)程提供了精準(zhǔn)的指導(dǎo)。
法蘭裝配面平面度測(cè)量過(guò)程
在針對(duì)大型法蘭裝配面平面度檢測(cè)時(shí)，通過(guò)簡(jiǎn)單的幾個(gè)步驟，即可完成測(cè)量并自動(dòng)生成檢測(cè)報(bào)告，數(shù)據(jù)分析清晰直觀。
測(cè)量步驟如下：
- 首先，將API激光跟蹤儀妥善安置在待測(cè)法蘭工件周邊合適的位置，確保儀器能夠準(zhǔn)確獲取測(cè)量數(shù)據(jù)。
- 跟蹤儀開機(jī)后，連接筆記本電腦，并打開測(cè)量軟件，為數(shù)據(jù)采集和分析做好準(zhǔn)備。
- 操作者手持SMR靶球，配合跟蹤儀在待測(cè)法蘭面上逐一觸碰采集各待測(cè)點(diǎn)的空間坐標(biāo)，這些數(shù)據(jù)將被精確記錄在測(cè)量軟件中。
- 所有點(diǎn)數(shù)據(jù)采集完畢后，在測(cè)量軟件中，通過(guò)最佳擬合基準(zhǔn)平面的操作，并自動(dòng)分析出每一測(cè)量點(diǎn)位相對(duì)于基準(zhǔn)平面的偏差值，從而得出平面度參數(shù)指標(biāo)。
通過(guò)這四個(gè)步驟，即可快速、高效地實(shí)現(xiàn)大型法蘭類工件裝配面平面度的檢測(cè)評(píng)估。
應(yīng)用關(guān)聯(lián)與源頭把控
Radian激光跟蹤儀不僅能夠?qū)庸ず蟮拇笮头ㄌm平面度進(jìn)行精準(zhǔn)檢測(cè)，還能深入到加工環(huán)節(jié)，對(duì)加工大型法蘭平面的專機(jī)進(jìn)行精度檢測(cè)和標(biāo)定。這一功能從源頭上進(jìn)一步控制了法蘭平面的加工質(zhì)量。
具體操作過(guò)程為：將Radian激光跟蹤儀布置在法蘭平面加工專機(jī)附近，把靶球固定于加工機(jī)構(gòu)。操作專機(jī)執(zhí)行法蘭面加工程序，在加工程序運(yùn)行過(guò)程中，每當(dāng)運(yùn)行到一個(gè)關(guān)鍵行程點(diǎn)的位置，專機(jī)作短暫停留（停留時(shí)間可根據(jù)實(shí)際需求自行設(shè)置，通常設(shè)置為1 - 3秒），Radian激光跟蹤儀會(huì)自動(dòng)采集該點(diǎn)的坐標(biāo)位置，并記錄在軟件中。待加工程序運(yùn)行結(jié)束，路徑中的所有點(diǎn)位采集完畢，在測(cè)量軟件中，即可分析得到各點(diǎn)到基準(zhǔn)點(diǎn)位置的平面度誤差。依據(jù)這些數(shù)據(jù)和基準(zhǔn)要求，對(duì)加工專機(jī)的運(yùn)行路徑進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到最佳加工效果，確保加工出的法蘭裝配平面的平面度符合預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。
小結(jié)
Radian及iLT系列激光跟蹤儀，憑借靈活的安裝方式、超高的測(cè)量精度（達(dá)到微米級(jí)別）、大尺度的測(cè)量范圍（測(cè)量半徑超過(guò)80米），充分滿足了大型法蘭平面度檢測(cè)以及加工品控環(huán)節(jié)的三維測(cè)量需求。它們?yōu)榇笮头ㄌm工件的生產(chǎn)和質(zhì)檢提供了可靠的測(cè)量數(shù)據(jù)支撐及保障，在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著不可替代的重要作用。
