【編者按】雷尼紹是一家跨國公司，主要提供測量琅芍、運(yùn)動(dòng)控制驰闺、光譜和精密加工等核心技術(shù)。我們開發(fā)的創(chuàng)新產(chǎn)品顯著提高了客戶的經(jīng)營業(yè)績 — 從提高制造效率和產(chǎn)品質(zhì)量睦氧、極大提高研發(fā)能力到改進(jìn)醫(yī)療過程的功效是龟。

在川崎公司 (Kawasaki) 的密蘇里州瑪麗維爾工廠，掃描測頭不僅提高了形狀數(shù)據(jù)采集速度和對(duì)加工單元的反饋速度揽此，而且減少了坐標(biāo)測量機(jī)夾具的使用双竣，并將測頭標(biāo)定時(shí)間從幾小時(shí)縮短至幾分鐘。測量效率和靈活性提高后，制造部和研發(fā)部獲得反饋的時(shí)間大大縮短渤尚，另一方面公悟，配有掃描測頭的坐標(biāo)測量機(jī)可能會(huì)最終取代齒輪和凸輪升程檢測系統(tǒng)。

川崎公司鼓勵(lì)摩托車愛好者要不斷體驗(yàn)川崎摩托帶來的駕駛驚喜催杆，而該公司位于美國密蘇里州瑪麗維爾的小型發(fā)動(dòng)機(jī)廠也正在體會(huì)新技術(shù)帶來質(zhì)控績效持續(xù)提高的喜悅列林。在該工廠，兩個(gè)五軸掃描測頭系統(tǒng)極大地縮短了坐標(biāo)測量機(jī)檢測和測頭標(biāo)定時(shí)間酪惭，并加快了向質(zhì)控部門反饋小型發(fā)動(dòng)機(jī)零件的加工信息希痴。雷尼紹五軸REVO?系統(tǒng)安裝在三豐 (Mitutoyo) Crysta-Apex 121210坐標(biāo)測量機(jī)上，取代了傳統(tǒng)三軸坐標(biāo)測量機(jī)上PH10機(jī)動(dòng)測座搭配SP25M掃描測頭的運(yùn)用春感。在掃描密集型應(yīng)用中砌创，配備REVO的坐標(biāo)測量機(jī)至少將檢測時(shí)間縮短一半，并且不再需要自定義測頭配置鲫懒，使得測頭標(biāo)定時(shí)間從原來的6嫩实、7個(gè)小時(shí)縮短至大約45分鐘，并新增收集大量形狀測量數(shù)據(jù)的新功能窥岩，有助于改善零件質(zhì)量甲献。最重要的是，REVO系統(tǒng)不但極大地提高了檢測效率颂翼、數(shù)據(jù)質(zhì)量和質(zhì)控部門工作的靈活性晃洒，也提高了其作為制造和研發(fā)部門的戰(zhàn)略性支持資產(chǎn)的價(jià)值。

川崎生產(chǎn)管理體系

川崎公司的瑪麗維爾工廠成立于1989年朦乏，占地面積80萬平方英尺球及，專業(yè)制造1000 cc或更小排量的單缸和雙缸氣冷發(fā)動(dòng)機(jī)或水冷發(fā)動(dòng)機(jī)，為商用和家用割草機(jī)原始設(shè)備制造商以及制造ATV和Mule?多用途車的姊妹工廠供貨∫绨猓瑪麗維爾工廠的生產(chǎn)范圍包括鋁壓鑄加工炸笋、塑料注塑成型、大批量機(jī)械加工祠乔、噴漆和裝配地毁。每年制造的大約50萬臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)供不應(yīng)求。

“我們采用川崎生產(chǎn)管理體系 (KPS)橱序，”瑪麗維爾工廠的質(zhì)量控制技術(shù)組總監(jiān)JC Watts說唠延，“我們的生產(chǎn)雖以小批量和多品種為主，但我們的質(zhì)量和工程要求絲毫不遜于汽車行業(yè)的頂級(jí)產(chǎn)品疫橘⊥啻兀”該工廠有50條加工生產(chǎn)線，通常以U型模式排列癌玩，起始機(jī)器和終端機(jī)器相對(duì)而立枷量“锕郏“最關(guān)鍵的是，它是一體化生產(chǎn)桃熄，多道工序在多條加工生產(chǎn)線高速地完成單一零件的制造先口。”Watts解釋道瞳收。川崎公司通過整合公司的機(jī)器人碉京，在許多壓鑄和一些加工操作上實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。在其中一條曲軸箱生產(chǎn)線螟深，機(jī)器人裝載原材料并卸下成品零件谐宙，然后放入倉庫供組裝時(shí)使用。加工件包括鋁界弧、鑄鐵和鋼凡蜻。

“我們正在執(zhí)行汽車傳動(dòng)機(jī)業(yè)制造高端產(chǎn)品使用的類似公差，制造鋁制零件可能需要4或5道關(guān)鍵工序垢箕，鋼制零件需要15道關(guān)鍵工序咽瓷。”Watts補(bǔ)充道舰讹。形狀公差達(dá)到“幾個(gè)微米”，實(shí)際位置公差達(dá)到0.05 mm的情況是很普遍的闪朱。

質(zhì)控實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)檢測125種大批量制造零件螟衍，以及供應(yīng)商零件和用于工程開發(fā)的零件。測量實(shí)驗(yàn)室緊鄰加工生產(chǎn)線冕泡，室內(nèi)環(huán)境受到嚴(yán)格控制佩捎，需要例行檢測的零件通過推車或機(jī)動(dòng)車（拖拽幾輛手推車的電動(dòng)車）運(yùn)送到實(shí)驗(yàn)室。生產(chǎn)線產(chǎn)品轉(zhuǎn)換期間刑评，或如果操作員懷疑出現(xiàn)問題哑辐，關(guān)鍵零件可由專人送去優(yōu)先進(jìn)行檢測。

五軸掃描的優(yōu)勢

“起初且恼，我們有幾臺(tái)三坐標(biāo)測量機(jī)配有PH10機(jī)動(dòng)測座和SP25測頭妹髓，還有一臺(tái)坐標(biāo)測量機(jī)配有固定測座，”Watts解釋道捉寻，“測量編程中我們不得不花費(fèi)大量時(shí)間配置測頭姜筋，即使用了機(jī)動(dòng)測座，收效也不明顯硼洁，對(duì)此我們感到有些沮喪伯板。我們需要進(jìn)行各種各樣的測頭配置，每次標(biāo)定就要花上6欢策、7個(gè)小時(shí)吆寨，這也確實(shí)影響了檢測效率。我們想超越行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在權(quán)衡了幾種選擇后啄清，我們認(rèn)為五軸REVO系統(tǒng)是最快捷六水、最靈活的裝置，完全符合我們的需求盒延∷趵蓿”

2009年，川崎公司購進(jìn)一臺(tái)標(biāo)配REVO系統(tǒng)的全新三豐 (Mitutoyo) Crysta-Apex 121210坐標(biāo)測量機(jī)添寺，在此臺(tái)機(jī)器投入使用并成功運(yùn)行所有零件程序后胯盯，于2010年在另一臺(tái)同樣的機(jī)器上加裝了REVO。

REVO五軸掃描測座每秒可采集6000個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)计露。在設(shè)計(jì)上它非常適用于要采集大量數(shù)據(jù)的曲面和復(fù)雜幾何形狀的高速博脑、精確測量，從而以較高的精度來驗(yàn)證位置和形狀的擬合票罐。它使用兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸叉趣，一個(gè)安裝在垂直面，另外一個(gè)安裝在水平面颖喧，實(shí)現(xiàn)無級(jí)分度的旋轉(zhuǎn)和定位洒漱。五軸軟件驅(qū)動(dòng)測座，并實(shí)現(xiàn)與坐標(biāo)測量機(jī)線性軸的同步運(yùn)動(dòng)铅坚。前瞻性算法以協(xié)調(diào)連續(xù)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)測頭路徑和坐標(biāo)測量機(jī)赃夷。測座一邊調(diào)整位置，一邊測量移動(dòng)兰斑，以500 mm/sec的掃描速度保持測尖與不斷變化的曲面進(jìn)行碰觸笤卡。

“雖然SP25是掃描測頭，但是在我們的測量工作中有95%為接觸式測量修暑，因?yàn)槿S坐標(biāo)測量機(jī)的掃描速度非常慢询时，”Watts解釋道，“接觸式測量不足以滿足我們的需要奥唯，缸徑和曲軸腔測量或許就是最好的例證捷夜。如果測量直徑為80至100 mm、長度為150 mm的腔體幾何形狀商贾，SP25測頭需要花費(fèi)大量的時(shí)間才能精確地采集足夠的數(shù)據(jù)點(diǎn)擒蝎，以致于我們只在設(shè)計(jì)部提出特殊要求或機(jī)器初配置時(shí)才進(jìn)行此類檢測工作。目前消玄，在我們測量的每個(gè)曲軸上跟伏，REVO對(duì)腔體進(jìn)行螺旋掃描，系統(tǒng)直接將值輸出至軟件翩瓜。我們還向質(zhì)控部受扳、工程部或制造部內(nèi)任何人都可以使用的網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)點(diǎn)的圖形携龟，這確實(shí)有助于排除故障。您可以看見問題所在勘高。SP25需要花費(fèi)3-4分鐘測量的物體峡蟋，用REVO測量僅需10秒鐘』”REVO掃描測座功能強(qiáng)大蕊蝗，去除了不必要的接觸式測量。目前赖舟，95%的檢測利用掃描完成蓬戚，而且不會(huì)遇到以前的“時(shí)間過長”問題，這樣川崎可以采集大量的數(shù)據(jù)宾抓，甚至能夠挑戰(zhàn)分析數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)速度如麦。需要接觸式測量時(shí)，REVO測頭也可以進(jìn)行“測座碰觸式”測量或者用于傳統(tǒng)機(jī)器碰觸式測量屏商。

“利用掃描檢測聂挚，我們的制造和工程人員對(duì)數(shù)據(jù)的有效性有了更大的把握，”Watts補(bǔ)充道犹蝇，“而使用接觸式測量時(shí)菱泻，只要測定7、8個(gè)點(diǎn)昵斤，就很容易出現(xiàn)有一個(gè)點(diǎn)超出平均圓的情況馒俊。它會(huì)造成圓位置偏移。我們有具體示例為證：由于使用接觸式測頭取樣的數(shù)據(jù)量有限唾莲，存在無法通過接觸式測量獲得平面度誤差和缸徑幾何尺寸的情況。盡管我們在產(chǎn)品出廠前找出了這些問題瘸卦，但零件還是變成了廢品瘩此。相反，利用REVO掃描功能柳锣，我們可以更快地發(fā)現(xiàn)形狀誤差愧理，而且不存在檢測時(shí)間過長問題。它確實(shí)能夠讓我們及早地發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題折柠”瞿龋”

測頭配置越少，靈活性越大

    有了REVO扇售，目前瑪麗維爾工廠擁有兩套測頭配置前塔，可以測量所有的大批量生產(chǎn)零件，同時(shí)在交換架上保留自定義測頭以備一些特殊應(yīng)用之需承冰。針對(duì)供應(yīng)商零件也無需特殊配置华弓，因?yàn)镽EVO的無級(jí)定位角度可以直接測量零件食零，不需要特殊夾具或考慮使用何種測頭。測頭數(shù)量減少后寂屏，標(biāo)定時(shí)間已縮短至46分鐘左右贰谣。目前，質(zhì)控技術(shù)人員只需監(jiān)控標(biāo)定迁霎，而不用在每次換班都進(jìn)行標(biāo)定吱抚。

“目前，我們僅用兩套測頭配置就可以測量所有大批量制造的零件考廉，”Watts 說狱林，“由于REVO在測針和工件之間產(chǎn)生一個(gè)較大的接近角度，我們就不必非選擇大直徑測球配置迈招。掃描時(shí)农泊，REVO保持接進(jìn)角度，這樣可以用測量5 mm腔體的小測針來測量缸徑這類較大圓柱形輪廓缘赋，而不會(huì)有抖動(dòng)現(xiàn)象碰蚂。”

實(shí)踐證明誓胆，REVO系統(tǒng)的靈活性為川崎公司節(jié)省了寶貴的時(shí)間竣楼。“我們可以利用一定數(shù)量的夾具在任何機(jī)器上測量任何零件庸飘，無需特殊標(biāo)定亲堂，”Watts說，“我們在三種夾具上測量所有的零件瞒帜。REVO測頭初步準(zhǔn)直后假棉，自動(dòng)根據(jù)零件定位。幾乎已經(jīng)不再使用特殊夾具征绸，也無需擔(dān)心零件準(zhǔn)直調(diào)整引起的測量誤差久橙。”

川崎公司使用Mitutoyo的Mcosmos 3.1軟件對(duì)所有內(nèi)部檢測例程進(jìn)行編程管怠。通過內(nèi)部開發(fā)編碼淆衷，REVO升級(jí)促進(jìn)了檢測程序的參數(shù)和模塊編程的轉(zhuǎn)換。因此渤弛，一個(gè)程序可以用于檢測某一零件系列祝拯。“例如她肯，我們可能擁有30種不同的曲軸佳头，但因?yàn)槊糠N曲軸的特征相同，僅尺寸或位置不同晴氨，我們可以使用相同的檢測程序來測量所有零件畜晰，”Watts說砾莱，“這是我們獲得的巨大優(yōu)勢之一∑啾牵”REVO系統(tǒng)的無級(jí)定位角度大大簡化了參數(shù)編程工作腊瑟，因?yàn)闊o需擔(dān)心特征尺寸或方向?qū)y量造成影響。測頭自動(dòng)沿工件法線方向進(jìn)行測量唠陈，從而簡化了編程僚尚。

檢測速度加快，質(zhì)控部向研發(fā)部提交的數(shù)據(jù)質(zhì)量提高

Watts指出锭泼，從三軸編程過渡到五軸編程并不困難原堂，有一定能力的編程人員仍舊可以按照三軸編程方法對(duì)REVO檢測進(jìn)行編程。然而焦凶，當(dāng)需要優(yōu)化檢測速度時(shí)斗退，要盡可能使用測座運(yùn)動(dòng)，這一點(diǎn)非常關(guān)鍵叁垫〔ぶ纾“這樣就能以最快的速度掃描零件，而不會(huì)導(dǎo)致測量誤差符貌，”他補(bǔ)充道脯砚，“REVO看起來無所不能，而且?guī)缀鯖]有限制钾排，無論是技術(shù)嫻熟的編程人員還是技術(shù)新手魁胁，都能提高檢測速度「秒龋”

檢測結(jié)果可以手動(dòng)方式傳送到加工生產(chǎn)線情竹，而加工線操作員也可以通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行本地訪問≡群澹“我們的一些檢測報(bào)告直接將偏置數(shù)據(jù)返回加工中心坐標(biāo)系秦效；數(shù)控操作人員可以立即從報(bào)告中讀取偏置調(diào)整，避免了操作人員誤讀需要輸入的偏置數(shù)據(jù)拱雏，”Watts解釋道，“我們利用一些‘最合適’的算法并配合制造工程師的工作底扳，尤其是針對(duì)需要更復(fù)雜算法的零件來進(jìn)行準(zhǔn)確調(diào)整铸抑，并同時(shí)利用多個(gè)工藝調(diào)整。沒有REVO之前衷模，我們完成這項(xiàng)任務(wù)的能力非常有限鹊汛；而有了REVO之后，我們可以利用參數(shù)編程阱冶，這全面提高了我們的檢測能力刁憋±淖欤”

Watts指出，在速度嫁潦、數(shù)據(jù)質(zhì)量和檢測能力方面捍陌，五軸坐標(biāo)測量機(jī)掃描使瑪麗維爾工廠的質(zhì)控工作發(fā)生了根本性變化〗常“我們從兩臺(tái)完全相同的機(jī)器中獲益頗多颁究，當(dāng)一臺(tái)機(jī)器出現(xiàn)故障或需要停機(jī)進(jìn)行標(biāo)定時(shí)，可以在另一臺(tái)機(jī)器上測量關(guān)鍵零件菱砚，一點(diǎn)問題也沒有丢袁。這是質(zhì)控實(shí)驗(yàn)室獲得的一大優(yōu)勢，因?yàn)樵谶^去理促，我們不得不將就在小型坐標(biāo)測量機(jī)上檢測大零件棠镇，或者在配有特殊角度測頭的機(jī)器上檢測相關(guān)零件。研發(fā)部過去常常要求我們測量某些幾何形狀控栓，而我們幾乎不可能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)⊥ぶ＃現(xiàn)在，我們可以更快的速度提供數(shù)據(jù)疚筋，而且是掃描數(shù)據(jù)扫皱，我們的員工對(duì)此信心也更足。除檢測速度提升以外捷绑，還有許多其他優(yōu)點(diǎn)韩脑，如靈活性更強(qiáng)、夾具使用減少粹污、形狀測量段多、參數(shù)編程等∽撤裕”

瑪麗維爾工廠通過兩臺(tái)配備REVO的坐標(biāo)測量機(jī)加工了至少50 000個(gè)零件进苍，Watts表示，如果技術(shù)證明可行鸭叙，工廠計(jì)劃將REVO系統(tǒng)的應(yīng)用擴(kuò)展到齒輪檢測和凸輪升程觉啊。“我們用自己的軟件為凸輪升程開發(fā)了算法和子程序沈贝，因?yàn)橐紤]到測頭測量凸部升程所需的角度杠人，如果沒有REVO系統(tǒng)，開發(fā)工作就會(huì)難上加難宋下∥松疲”

關(guān)于REVO的更多信息，請(qǐng)?jiān)L問(暫不可見)/revo

關(guān)于雷尼紹

英國雷尼紹公司于1994年在北京開設(shè)了第一個(gè)辦事處岖酸，并于2000年在上海設(shè)立了辦事處皆坚。目前磷砌，在中國共設(shè)有三個(gè)分公司和八個(gè)辦事處，員工100余人笑敷。公司產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于機(jī)床自動(dòng)化粒删、坐標(biāo)測量、快速成型制造卧袄、比對(duì)測量寒护、拉曼光譜分析、機(jī)器校準(zhǔn)纸谤、位置反饋潭鞭、形狀記憶合金、大尺寸范圍測繪讲稀、立體定向神經(jīng)外科和醫(yī)學(xué)診斷等領(lǐng)域汤笋。雷尼紹集團(tuán)目前在32個(gè)國家或地區(qū)設(shè)有分支機(jī)構(gòu)，員工逾3,300人葱峡。

欲了解詳細(xì)信息砚哗，請(qǐng)?jiān)L問雷尼紹產(chǎn)品頁面：

快速成型制造 - (暫不可見)/additive

激光干涉儀與球桿儀 - (暫不可見)/calibration

比對(duì)儀 - (暫不可見)/gauging

位置編碼器 - (暫不可見)/encoders

坐標(biāo)測量機(jī)測頭 - (暫不可見)/cmm

機(jī)床測頭- (暫不可見)/MTP

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