“東西沒(méi)壞就別修”是一句流行且被經(jīng)常拋出的諺語(yǔ)，但是這樣的觀(guān)念如果用在制造設(shè)施方面，就不太適當(dāng)了。在規(guī)模生產(chǎn)中，設(shè)備每天重復(fù)地大量生產(chǎn)完全相同的產(chǎn)品。鑒于生產(chǎn)數(shù)量的關(guān)鍵性，對(duì)設(shè)備進(jìn)行經(jīng)常性的檢測(cè)至關(guān)重要，這樣才能使制造流程不被中斷。
當(dāng)制造流程因設(shè)備偏差而導(dǎo)致中斷時(shí)，公司就會(huì)面臨巨大的投資損失，例如時(shí)間延誤、生產(chǎn)率降低和產(chǎn)生廢料。然而，如果公司注意采取預(yù)防性的維護(hù)措施，使設(shè)備發(fā)生故障或停機(jī)的可能性降至最小，就能夠避免這些損失。
事實(shí)上，通過(guò)采取預(yù)防性的維護(hù)措施，質(zhì)量管理部門(mén)還能更好地確保生產(chǎn)出的產(chǎn)品符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)榫S護(hù)得當(dāng)?shù)脑O(shè)備是制造流程的基礎(chǔ)。此外，設(shè)備校準(zhǔn)能夠大大延長(zhǎng)工具的使用壽命，有些工具的更換費(fèi)用可能非常高昂。出于上述原因，許多公司發(fā)現(xiàn)有必要定期和有效地進(jìn)行設(shè)備校準(zhǔn)。
過(guò)去，許多公司往往依靠傳統(tǒng)的校準(zhǔn)方法，這類(lèi)方法所使用的工具包括鉗工水平儀、鋼琴線(xiàn)或高強(qiáng)鋼絲、光學(xué)設(shè)備（例如內(nèi)孔檢視儀、經(jīng)緯儀等）和激光。盡管這些工具在大多數(shù)情況下很有效，但它們通常僅具有單一的專(zhuān)用功能。使用這類(lèi)工具，校準(zhǔn)和對(duì)齊要花數(shù)天甚至是數(shù)周才能完成，而且往往還需要多種儀器同步使用，導(dǎo)致每一步的設(shè)置工作花費(fèi)更多的費(fèi)用和時(shí)間。
很自然地，許多公司都在尋找更快、更好的設(shè)備校準(zhǔn)方法。在上世紀(jì)九十年代初，使用激光跟蹤儀來(lái)進(jìn)行工業(yè)測(cè)量變得非常普遍。與傳統(tǒng)方法相比，激光跟蹤儀的功能非常強(qiáng)大并且操作簡(jiǎn)單，能夠在更短的時(shí)間內(nèi)完成多項(xiàng)測(cè)量任務(wù)。
該設(shè)備將多種傳統(tǒng)工具的功能集于一身，包括：檢查垂直度、水平度、方正度和平行度，驗(yàn)證和檢查旋轉(zhuǎn)軸和多軸頭的位置，在沒(méi)有旋轉(zhuǎn)床的工作臺(tái)上重新定位部件，對(duì)機(jī)床的床身、軌道和路徑進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整以及測(cè)量孔的對(duì)齊度、聯(lián)軸器和軸桿的對(duì)齊度。更重要的是，激光跟蹤儀能夠捕捉三維（3D）空間內(nèi)的數(shù)據(jù)點(diǎn)，為用戶(hù)提供精確度和通用性更高的測(cè)量數(shù)據(jù)。
激光跟蹤儀是基于三維坐標(biāo)技術(shù)的便攜式坐標(biāo)測(cè)量?jī)x(CMM)。基本上，這種設(shè)備不僅具有坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的優(yōu)點(diǎn)，還具有更佳的便攜性，能夠讓用戶(hù)在無(wú)需移動(dòng)其機(jī)床的情況下，將該測(cè)量設(shè)備部署在所需的任何地方。除了比固定式坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的成本更低以外，便攜式坐標(biāo)測(cè)量?jī)x無(wú)需對(duì)環(huán)境實(shí)施控制，使其操作和維護(hù)成本更低。
激光跟蹤儀針對(duì)較大體積的測(cè)量對(duì)象，能夠在較長(zhǎng)的測(cè)量距離內(nèi)提供極為精確的測(cè)量結(jié)果。簡(jiǎn)而言之，通過(guò)每次測(cè)量?jī)蓚€(gè)角度和一個(gè)距離，激光跟蹤儀可以精確地確定三維空間里任意一點(diǎn)的精確位置。測(cè)量時(shí)，只需要讓靶球接觸被測(cè)物體，激光跟蹤儀向靶球發(fā)出一束激光束，靶球接受到激光并將激光束反射回激光跟蹤儀。激光跟蹤儀利用干涉測(cè)量法或相移分析法確定到靶標(biāo)的距離激光跟蹤儀的水平角度和垂直角度通過(guò)主機(jī)上安裝的精密角度編碼器來(lái)測(cè)量。通過(guò)這兩個(gè)角度和由激光測(cè)得的距離，激光跟蹤儀可以精準(zhǔn)地測(cè)量靶球的坐標(biāo)位置。另外激光跟蹤儀能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)測(cè)量的功能，這種獨(dú)特的功能，再加上激光跟蹤儀速率高達(dá)16,000次/秒的內(nèi)部取樣點(diǎn)能力，能夠讓用戶(hù)以數(shù)字化的方式記錄復(fù)雜表面的數(shù)據(jù)和測(cè)量物體的位置移動(dòng)。
近年來(lái)，激光跟蹤儀的測(cè)量范圍和精度獲得了大幅提升。例如，F(xiàn)ARO Laser Tracker Vantage激光跟蹤儀的測(cè)量半徑為80米，在這一距離上，其獲取的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)精度高達(dá)39微米(0.039毫米)。Vantage的重量不足18公斤，無(wú)論被測(cè)工件位于工廠(chǎng)何處，Vantage都能便攜而多功能地滿(mǎn)足大型部件的測(cè)量需求。只需更少的設(shè)備移動(dòng)和更短的測(cè)量流程，就可以獲取更多的測(cè)量數(shù)據(jù)，由此提高了生產(chǎn)制造的速度和效率。美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì) 就如何正確利用激光跟蹤儀檢查和校準(zhǔn)機(jī)床制定了一套標(biāo)準(zhǔn)。下面是在各種加工中心、加工機(jī)械和其他設(shè)備上進(jìn)行校準(zhǔn)工作的一些操作分享。
在這些加工設(shè)備上，激光跟蹤儀可用來(lái)檢查水平度、直線(xiàn)度、平整度和方正度。將靶標(biāo)放在機(jī)床床身上來(lái)捕捉測(cè)量數(shù)據(jù)，用戶(hù)既可以進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，也可以在調(diào)整機(jī)床床身之前先獲取一整套的數(shù)據(jù)點(diǎn)。進(jìn)行機(jī)床校準(zhǔn)時(shí)，可以將靶標(biāo)放在加工中心的主軸、卡盤(pán)或套筒上，也可以將靶球放在定位銷(xiāo)嵌套上，直接插在機(jī)床鉆孔上，來(lái)獲得測(cè)量結(jié)果。另外，還可以將靶球放在卡盤(pán)或飄移嵌套內(nèi)，并將卡盤(pán)或飄移嵌套粘在移動(dòng)的機(jī)床上。通過(guò)將靶球放在相應(yīng)的位置，當(dāng)機(jī)床進(jìn)行一系列的移動(dòng)時(shí)，所收集到的三維數(shù)據(jù)點(diǎn)就可以用來(lái)檢查對(duì)齊問(wèn)題。除了檢查機(jī)床床身之外，激光跟蹤儀還能用來(lái)檢查垂直度、水平度，或者確保軌道的平行度，另外，檢查三維體積精度和重新繪制機(jī)床圖紙也是可以實(shí)現(xiàn)的功能。
在上述這些設(shè)備上，同樣可以進(jìn)行水平度、方正度、對(duì)齊度和三維體積精度檢查。尤其對(duì)于車(chē)床而言，通過(guò)對(duì)使用飄移嵌套固定在主軸座上的靶球進(jìn)行跟蹤，激光跟蹤儀可以對(duì)車(chē)削加工中心進(jìn)行校準(zhǔn)。同測(cè)量機(jī)床床身一樣，當(dāng)主軸座進(jìn)行旋轉(zhuǎn)并以環(huán)繞方式逐漸移動(dòng)至尾座時(shí)，相應(yīng)的點(diǎn)數(shù)據(jù)被采集，從而根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，使尾座與主軸座對(duì)齊。
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