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(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,這些大型零件在數控機床或大型CMM三坐標測量機上的編程和測量曾是一場噩夢。Chuck Vogland先生是BAE系統公司質量控制經理,他負責CMM三坐標測量機的應用。10年前,該廠擁有三臺CMM三坐標測量機,但每臺測量機采用不同的軟件。Vogland先生說,過去采用CMM三坐標測量機測量的過程需要很長時間,以至于該廠生產工程師們不得不在生產計劃中額外增加若干小時,彌補因CMM三坐標測量機可能造成的時間延誤。
因此,該公司決定對這些CMM三坐標測量機上的一個軟件平臺進行標準化處理:從Hexagon Metrology集團的Wilcox Associates公司引進了PC-DMIS測量軟件系統。BAE系統公司與其經銷商Productivity Quality公司(簡稱:PQI公司)和Wilcox Associates公司共同合作,提供有關許可證使用、培訓和技術援助的服務。PC-DMIS測量軟件系統是一套開放式結構和具有CAD功能的測量編程系統,可與一系列的測量機械設備及測量裝置兼容和配套使用。這一經過初步努力而獲得的直接好處是:能夠將設計和生產企業中使用的Pro-Engineer CAD文件直接引進到PC-DMIS測量軟件系統使用,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三坐標測量機,然后采用一種新的控制系統和PC-DMIS軟件,重新改造了一臺比較老式的Brown Sharpe三坐標測量機。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,在計算機上創建和編制零件的程序。離線編程為BAE系統公司提供了一種有效的手段,將大約40個在經過翻新改造的CMM坐標測量機上使用的傳統程序,轉換成PC-DMIS的格式。
向單一測量軟件平臺的轉換并沒有停止采用CMM三坐標測量機的測量。在過去的一年中,BAE系統公司購置了兩臺裝有接觸式探針的Leica激光跟蹤儀。這些設備帶有6的自由旋轉角,既可作為測量工具,也可作為裝有接觸式探針的便攜式CMM三坐標測量機使用。在適當的時候,可允許該公司將這一測量儀器轉移到工件旁邊進行測量,既能節約測量時間,又可減少大型工件向CMM三坐標測量機移動時發生的危險。在組裝過程中,采用激光跟蹤儀還可以提高焊接速度,使零件的校準更為容易。當出現生產問題時,它可以快速地在車間內測量大型元件,從而使生產工程師迅速而直觀地認識所產生的問題。一臺46in(1in=25.4mm)的平面監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,他們為CMM三坐標測量機、激光跟蹤儀和同一離線編程環境中工作的便攜式測量系統開發了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數控服務器軟件,用于在機床上的自動化測量。通過這一系統的應用,達到了機上測量和工藝過程中的檢驗目的,不再需要額外的調節設置或采用便攜式測量設備。
Vogland先生承認,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公司的一名應用工程師幫助BAE系統公司的這兩家工廠創建了最初的程序,因而能夠更快地使PC-DMIS軟件得到應用,同時,為該公司的編程員提供非常有用的技巧。BAE系統公司已通過多種方式從這一交叉式平臺及從企業的測量軟件中獲得了很多好處。將單一的軟件平臺應用于各種測量設備,也極大地降低了對檢測人員的培訓要求,再也不需為各種類型的測量設備雇傭不同的專業測量人員。
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