激光跟蹤儀解決大型工件的測量問題

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

　　遺憾的是，這些大型零件在數(shù)控機床或大型CMM三坐標(biāo)測量機上的編程和測量曾是一場噩夢。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)測量機的應(yīng)用。10年前，該廠擁有三臺CMM三坐標(biāo)測量機，但每臺測量機采用不同的軟件。Vogland先生說，過去采用CMM三坐標(biāo)測量機測量的過程需要很長時間，以至于該廠生產(chǎn)工程師們不得不在生產(chǎn)計劃中額外增加若干小時，彌補因CMM三坐標(biāo)測量機可能造成的時間延誤。

　　因此，該公司決定對這些CMM三坐標(biāo)測量機上的一個軟件平臺進行標(biāo)準(zhǔn)化處理：從Hexagon Metrology集團的Wilcox Associates公司引進了PC-DMIS測量軟件系統(tǒng)。BAE系統(tǒng)公司與其經(jīng)銷商Productivity Quality公司（簡稱：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測量軟件系統(tǒng)是一套開放式結(jié)構(gòu)和具有CAD功能的測量編程系統(tǒng)，可與一系列的測量機械設(shè)備及測量裝置兼容和配套使用。這一經(jīng)過初步努力而獲得的直接好處是：能夠?qū)⒃O(shè)計和生產(chǎn)企業(yè)中使用的Pro-Engineer CAD文件直接引進到PC-DMIS測量軟件系統(tǒng)使用，從而大幅度減少了編程時間。

　　此后，該公司又從Brown Sharpe公司那里購置了一套新的和原先裝有PC-DMIS軟件的全球CMM三坐標(biāo)測量機，然后采用一種新的控制系統(tǒng)和PC-DMIS軟件，重新改造了一臺比較老式的Brown Sharpe三坐標(biāo)測量機。此外，該公司還購置了一套離線版的PC-DMIS軟件，這樣，它就可以直接通過CAD模型，在計算機上創(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個在經(jīng)過翻新改造的CMM坐標(biāo)測量機上使用的傳統(tǒng)程序，轉(zhuǎn)換成PC-DMIS的格式。

　　向單一測量軟件平臺的轉(zhuǎn)換并沒有停止采用CMM三坐標(biāo)測量機的測量。在過去的一年中，BAE系統(tǒng)公司購置了兩臺裝有接觸式探針的Leica激光跟蹤儀。這些設(shè)備帶有6的自由旋轉(zhuǎn)角，既可作為測量工具，也可作為裝有接觸式探針的便攜式CMM三坐標(biāo)測量機使用。在適當(dāng)?shù)臅r候，可允許該公司將這一測量儀器轉(zhuǎn)移到工件旁邊進行測量，既能節(jié)約測量時間，又可減少大型工件向CMM三坐標(biāo)測量機移動時發(fā)生的危險。在組裝過程中，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)問題時，它可以快速地在車間內(nèi)測量大型元件，從而使生產(chǎn)工程師迅速而直觀地認(rèn)識所產(chǎn)生的問題。一臺46in（1in=25.4mm）的平面監(jiān)控器可讓檢驗員清楚地看到一個被測零件的模型。

該公司Minneapolis工廠共有3名測量系統(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)測量機、激光跟蹤儀和同一離線編程環(huán)境中工作的便攜式測量系統(tǒng)開發(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州的Cordova姊妹工廠引進了一臺5軸聯(lián)動的Ingersoll加工中心。每臺機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，用于在機床上的自動化測量。通過這一系統(tǒng)的應(yīng)用，達到了機上測量和工藝過程中的檢驗?zāi)康?，不再需要額外的調(diào)節(jié)設(shè)置或采用便攜式測量設(shè)備。

　　Vogland先生承認(rèn)，為了達到機上檢測的目的，對直徑4ft（1ft=0.3048m）的5軸銑削加工頭進行編程需要比CMM三坐標(biāo)測量機或激光跟蹤儀的編程具有更高的技巧。來自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，為該公司的編程員提供非常有用的技巧。BAE系統(tǒng)公司已通過多種方式從這一交叉式平臺及從企業(yè)的測量軟件中獲得了很多好處。將單一的軟件平臺應(yīng)用于各種測量設(shè)備，也極大地降低了對檢測人員的培訓(xùn)要求，再也不需為各種類型的測量設(shè)備雇傭不同的專業(yè)測量人員。