擁有超過125年的鋼材加工和機(jī)械加工經(jīng)驗(yàn)战授，ThyssenKrupp Rothe Erde是當(dāng)今世界領(lǐng)先的快速定向軸承，如滾珠和滾柱連接件的制造商桨嫁。其產(chǎn)品被廣泛作為結(jié)構(gòu)和連接件得到大量應(yīng)用植兰，例如應(yīng)用在起重機(jī)、挖掘機(jī)和隧道掘進(jìn)機(jī)璃吧，以及水下裝置和風(fēng)力渦輪機(jī)楣导、太陽能發(fā)電設(shè)備、海上工程忌颠、機(jī)械工程與航空航天領(lǐng)域漏匿。

ThyssenKrupp Rothe Erde為其客戶制造的工件正變得越來越大，而公差要求卻越來越小敲非。之前測量一個(gè)2米的工件已經(jīng)令他們站在極限的邊緣衅洞，現(xiàn)如今，更大工件的測量也不再困擾他們炊健。

在“XXL工件”的尺寸和公差要求之間的差距日益增長的態(tài)勢下揽仔，ThyssenKrupp Rothe Erde在其位于德國Lippstadt工廠的質(zhì)量部門找到了一款精密系統(tǒng)，用于測量海上工程凰茫、大型傳動(dòng)裝置及隧道掘進(jìn)機(jī)上使用的長達(dá)幾米的大型工件琅戏，并說服測量專家蔡司為自己設(shè)計(jì)了一款X軸向跨度達(dá)6米的三坐標(biāo)測量機(jī)。

直徑5米，重3.8噸：想象一下這樣的大型鋼環(huán)择常。即便像個(gè)大塊頭似的工件堰怜，也必須在零點(diǎn)幾毫米的范圍內(nèi)，在鋼環(huán)的指定位置鉆出108個(gè)孔滋戳。鉆孔的形狀钻蔑、距離和直徑必須與工件的高度以及上、下平面的平等度和平面度一樣精確奸鸯。畢竟咪笑，支承環(huán)一旦與另外兩個(gè)鋼環(huán)組裝在一起形成一個(gè)滾子軸承，所有零部件都必須處于最佳工作狀態(tài)娄涩，之后窗怒，軸承轉(zhuǎn)動(dòng)靈活并將承受極大應(yīng)力：作為一個(gè)柔性連接件，它在石油平臺(tái)的管道和托罴穑靠的油輪之間做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)扬虚。即使在波濤洶涌的海面上，這是將油安全地用泵輸送到輪船上的唯一途徑球恤。為了使軸承能夠滿足這些要求辜昵，ThyssenKrupp Rothe Erde對(duì)其采取了嚴(yán)格的質(zhì)量檢查過程——對(duì)于直徑達(dá)到5米的工件來說，這是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)的任務(wù)咽斧。

Bigger than bigger

“無論是海上堪置，還是鏟挖掘機(jī)或風(fēng)力渦輪機(jī)，我們收到的軸承訂單的直徑越來越大掖猬！”在ThyssenKrupp Rothe Erde位于德國Lippstadt工廠的質(zhì)量經(jīng)理Thomas Miller說议幻。“在過去赃律，風(fēng)力渦輪機(jī)的軸承通常是1.5米薯荷，現(xiàn)在它們已經(jīng)發(fā)展到3至4米，對(duì)準(zhǔn)確性的要求也隨之提高咆比〗溆撸”2013年初，Miller和他的同事們使用2×2米的三坐標(biāo)測量機(jī)完成了大部分過程中的隨機(jī)抽樣測量扩芋。較大型的軸承必須使用標(biāo)準(zhǔn)的測量設(shè)備進(jìn)行測量睦柏，這是一個(gè)復(fù)雜的過程，測量過程中不能完全排除操作者的錯(cuò)誤聪痢。ThyssenKrupp Rothe Erde決定投資一種新設(shè)備來解決更大尺寸工件的測量任務(wù)赶馍。

Thomas Miller對(duì)于尺寸要求越來越大的工件測量，決定另謀出路翼袒。

Miller的一位同事前往ZEISS的展臺(tái)進(jìn)行了咨詢摘甜，并提出需要一種大型的三坐標(biāo)測量機(jī)。“一開始討論的是用4-5米的系統(tǒng)進(jìn)行處理襟衰，但我們注意到客戶要求的零部件越來越大贴铜。因此促使我們決定將來購置一臺(tái)只占較小空間但測量范圍能達(dá)6米的機(jī)器∑偕梗”

最終ZEISS接受了這個(gè)挑戰(zhàn)绍坝。設(shè)計(jì)這樣一個(gè)大的系統(tǒng)如此棘手的原因是因?yàn)榘惭b探針的橋接部位在測量臺(tái)上方橫跨X軸，就像一座橋苔悦。這個(gè)橋接部分由一側(cè)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)轩褐，在Y軸方向上移動(dòng)，能夠使探針在這個(gè)方向上掃描工件间坐。該橋接部位可以在另一側(cè)由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)灾挨，并沒有精度要求，只要有一個(gè)5米的寬度移動(dòng)范圍即可竹宋。任何較大型的部件都需要兩側(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，并且移動(dòng)要協(xié)調(diào)一致地技。

X軸向跨度達(dá)六米

協(xié)議簽署后一年蜈七，ZEISS最終安裝了這臺(tái)配有6米X軸和6米Y軸的ZEISS MMZ G測量機(jī)。ThyssenKrupp Rothe Erde同時(shí)按照ZEISS的技術(shù)要求為該系統(tǒng)做了堅(jiān)實(shí)的地基墅纲。另外薛津，Lippstadt工廠還專門建立了一間較大的配有空調(diào)的測量室，能夠?yàn)槎鄠€(gè)工件提供足夠的空間游淆，在測量的24小時(shí)之前為它們進(jìn)行回溫症妻。“看到機(jī)器安裝在這里非常興奮擎丘，”測量機(jī)操作員Engin Yildiz說追临。“我們非潮呔茫渴望看到它發(fā)揮作用蘑弊。”事實(shí)證明遏治，ZEISS MMZ G的XXL配置掘缭，甚至對(duì)大型工件來說，也只使用了所規(guī)定的測量不確定度的大約60%鸵安。同時(shí)由于出現(xiàn)任何不平整時(shí)觅冈，直徑達(dá)幾米的鋼環(huán)容易彎曲，因此測量機(jī)配置的花崗巖測量臺(tái)可以完全確保部件保持平放的狀態(tài)昵慌。

由于新測量機(jī)的使用迫在眉睫假夺，且沒有過渡期。為此，蔡司開發(fā)了一種軟件接口，從而保證了現(xiàn)有三名測量機(jī)操作人員可以繼續(xù)使用他們已習(xí)慣的程序。但這些測量機(jī)操作人員需要更熟悉的是大型工件的尺寸键腹，不過他們現(xiàn)在還是有很好的練習(xí)機(jī)會(huì)宜掏，就是將重達(dá)10噸的鋼環(huán)掛在鏈條上，并用起重機(jī)移動(dòng)到測量機(jī)上偷被。因?yàn)樘结樐軌驕?zhǔn)確識(shí)工件所處的位置，因此不需要再進(jìn)行精細(xì)的調(diào)節(jié)。測量程序一旦創(chuàng)建未状，測量就會(huì)自動(dòng)運(yùn)行。對(duì)于在海上工程中使用的5米軸承環(huán)析桥，僅需要約一個(gè)半小時(shí)的測量時(shí)間司草。

精度提高

Miller和他的同事在各種加工工序完成以后，使用ZEISS MMZ G對(duì)工件進(jìn)行隨機(jī)抽樣測量：齒輪加工后泡仗，經(jīng)過車削加工埋虹，再經(jīng)過精密加工或組裝，這一切都取決于必須檢查的工藝質(zhì)量保證和工件必須滿足的要求裁愉。

測量機(jī)的高精確性也使ThyssenKrupp Rothe Erde能夠驗(yàn)證齒輪的精細(xì)公差驳辖。以前的三坐標(biāo)測量不夠精確，而且對(duì)于超過2米的大工件來說也太小属缚√逖剩“能夠在測量機(jī)上測量6米的工件，給我們帶來了非常大的好處隧鸠，這將幫助我們獲取更多新的機(jī)會(huì)飒迅，”Miller說。在過去懊玖，對(duì)于ThyssenKrupp Rothe Erde來說2米已經(jīng)是一個(gè)極限泌弧，而現(xiàn)在2米甚至更大的工件對(duì)我們而言都能輕松應(yīng)對(duì)≡裕”

從毛坯件到軸承

1) 在Dortmund的ThyssenKrupp Rothe Erde工廠防偿，鋼坯首先被切割成鋼板，然后進(jìn)行打孔妖坡。在超過500℃的溫度下窗悯，經(jīng)過多次軋制，達(dá)到近似的尺寸和鋼環(huán)形狀偷拔。然后蒋院，鋼環(huán)從Dortmund被運(yùn)送至Lippstadt。

2) 在Lippstadt莲绰，使用特殊的旋轉(zhuǎn)車床欺旧，鋼環(huán)被加工成快速定位軸承姑丑。該過程從功能表面加工和輪廓加工開始，如滾動(dòng)件的軌道辞友。

3) 根據(jù)快速定位軸承所使用的位置栅哀，可能需要增加齒輪裝置。根據(jù)模塊称龙、形狀等的質(zhì)量要求留拾，齒輪裝置采用不同的制造方法，如采用滾齒和插齒鲫尊。

4) 為了轉(zhuǎn)移所產(chǎn)生的較大的作用力和壓力痴柔，環(huán)的軌道必須部分進(jìn)行硬化處理。

5) 在另一個(gè)步驟中模博，進(jìn)行鉆孔加工溅蓖，在必要的情況下還需加工螺紋，隨后用于將快速定向軸承擰到客戶的裝置中攘调。 整個(gè)加工過程中需要精確的鉆孔坐標(biāo)剥讼、符合客戶和精確的公差要求、確保在客戶現(xiàn)場或施工現(xiàn)場的零部件裝配渾然一體怕茉。

6) 根據(jù)軸承形狀屈宿，使用精密的加工方法，如研磨或硬車削榨豹，精確校準(zhǔn)兩個(gè)或更多的鋼環(huán)。

7) 裝配工人將各個(gè)環(huán)與滾柱和其他部件組裝在一起形成一個(gè)成品軸承菠珍。這樣就形成一個(gè)由凸耳樱搪、支撐和定位環(huán)組成的滾子軸承。

（蔡司工業(yè)測量）

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