行業(yè)背景概述

在全球制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型加速的背景下，龍門機(jī)床作為重工業(yè)領(lǐng)域的戰(zhàn)略裝備，正經(jīng)歷著技術(shù)升級與市場需求的結(jié)構(gòu)性變革。目前，國內(nèi)企業(yè)在中高端龍門機(jī)床生產(chǎn)領(lǐng)域已取得顯著突破，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于汽車制造、航空航天、模具加工等眾多行業(yè)，展現(xiàn)出強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)支撐力。然而，在機(jī)床精度控制、可靠性保障以及智能化程度等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)上，與國際先進(jìn)水平相比，仍存在一定差距，致使高端龍門機(jī)床產(chǎn)品在國內(nèi)市場長期依賴進(jìn)口。

需求描述

大型龍門機(jī)床運(yùn)動軸導(dǎo)軌的直線度、平行度、垂直度、空間運(yùn)行軌跡等。

當(dāng)前檢測手段的不足及用戶痛點

現(xiàn)階段，機(jī)床檢測領(lǐng)域相關(guān)的檢測設(shè)備主要以干涉儀、球桿儀、精密轉(zhuǎn)臺等儀器為主，其檢測功能較為局限，主要聚焦于單軸定位精度、重復(fù)性、直線度、角度精度等方面。當(dāng)涉及多軸導(dǎo)軌平行度與垂直度的測量時，不僅操作過程中需要進(jìn)行復(fù)雜的對光流程，耗時費力，而且現(xiàn)有的檢測手段無法對大尺度空間軌跡精度等動態(tài)性能展開有效測量，這嚴(yán)重限制了對大型龍門機(jī)床綜合性能的全面評估，難以滿足現(xiàn)代制造業(yè)對大型龍門機(jī)床高精度、高性能的嚴(yán)苛要求。

中圖儀器GTS激光跟蹤儀——龍門機(jī)床測量解決方案

1、機(jī)床導(dǎo)軌裝調(diào)檢測

機(jī)床導(dǎo)軌堪稱機(jī)床精度的根基與保障，其安裝過程涉及直線度、平行度、垂直度等多元檢測需求。傳統(tǒng)激光干涉儀在直線度測量場景中表現(xiàn)卓越，然而，一旦面對跨度較大的平行度檢測與調(diào)整工作，便稍顯力不從心。與之不同，激光跟蹤儀作為高精度、大測量范圍的精密測量儀器，恰好能夠彌補(bǔ)激光干涉儀的測量短板，全方位提升機(jī)床導(dǎo)軌安裝精度。

2、機(jī)床精度檢測

在機(jī)床精度檢測領(lǐng)域，激光跟蹤儀同樣擁有獨特的發(fā)揮空間。相較于常規(guī)的激光干涉儀檢測方式，激光跟蹤儀具備顯著優(yōu)勢。它無需繁瑣的對光流程，能夠?qū)崟r開展檢測工作，極大提升檢測效率。更為突出的是，激光跟蹤儀可自定義機(jī)床坐標(biāo)系，對機(jī)床空間內(nèi)任意點的精度以及空間運(yùn)行軌跡進(jìn)行驗證，實現(xiàn)對機(jī)床性能的全方位、多維度深度檢測，助力精準(zhǔn)把控機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)。

3、機(jī)床鑄件精度檢測

機(jī)床鑄件是機(jī)床生產(chǎn)的基石，各關(guān)鍵部件安裝位置的精度直接決定整機(jī)生產(chǎn)安裝效率。在生產(chǎn)安裝前期，對機(jī)床鑄件上導(dǎo)軌安裝面的平面度、平行度、垂直度進(jìn)行精準(zhǔn)檢測，能夠為安裝方案的評估與制定提供關(guān)鍵依據(jù)。通過提前把控鑄件精度，有效減少返工情況，顯著提升生產(chǎn)效率。

4、方案配置：GTS3300激光跟蹤儀+1.5英寸靶球+SpatialMaster軟件

測量方式及步驟

機(jī)床導(dǎo)軌安裝及精度校準(zhǔn)

1、直線度測量與調(diào)整

(1)測量系統(tǒng)布置：將GTS激光跟蹤儀穩(wěn)固安裝在待測導(dǎo)軌前方，確保儀器能夠無障礙地對導(dǎo)軌全程進(jìn)行測量。在導(dǎo)軌滑塊上，固定1.5英寸高精度靶球，作為測量過程中的跟蹤目標(biāo)。

(2)數(shù)據(jù)采集與實時偏差監(jiān)控：移動滑塊至導(dǎo)軌的前端和后端，激光跟蹤儀測量并記錄導(dǎo)軌兩端點的位置數(shù)據(jù)。然后在SpatialMaster軟件中將導(dǎo)軌前后端點連成一條理論直線，并創(chuàng)建實時監(jiān)控功能，軟件會實時顯示滑塊當(dāng)前位置相較于理論直線的偏移方向和距離值。

(3)導(dǎo)軌調(diào)整：根據(jù)軟件顯示的偏移距離值，對導(dǎo)軌狀態(tài)進(jìn)行精細(xì)調(diào)整，直至監(jiān)控數(shù)值逼近為0，此時該位置與理論直線重合，即完成直線度的調(diào)整。

2、平行度測量與調(diào)整

利用已完成直線度調(diào)整的導(dǎo)軌作為基準(zhǔn)導(dǎo)軌，在SpatialMaster軟件中沿測量導(dǎo)軌方向創(chuàng)建一條平行與基準(zhǔn)導(dǎo)軌的輔助線，并創(chuàng)建實時監(jiān)控功能，通過調(diào)整測量導(dǎo)軌與輔助線重合，從而實現(xiàn)導(dǎo)軌平行度的精準(zhǔn)調(diào)整。

▲ 平行度測量與調(diào)整示意圖

3、機(jī)床精度檢測

(1)靶球布置：將靶球穩(wěn)固在機(jī)床主軸上。在檢測過程中，設(shè)置機(jī)床主軸保持不旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。

(2)數(shù)據(jù)采集：控制機(jī)床按照預(yù)先設(shè)定的測試軌跡運(yùn)行，激光跟蹤儀采用連續(xù)距離測量模式，以等距離間隔采集機(jī)床的實際運(yùn)行軌跡數(shù)據(jù)。

(3)精度評價：將SpatialMaster軟件對采集到的實測軌跡數(shù)據(jù)與理論軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而實現(xiàn)機(jī)床運(yùn)行軌跡精度評價。

總結(jié)

當(dāng)下，大型龍門機(jī)床正朝著高精度、高效率、智能化的方向加速邁進(jìn)，這對機(jī)床檢測領(lǐng)域提出了更為嚴(yán)苛的要求。不僅要精確測量機(jī)床各軸的定位精度、直線度等關(guān)鍵參數(shù)，為機(jī)床精度的調(diào)整與補(bǔ)償提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支撐；還需具備高效的數(shù)據(jù)采集與分析能力，盡可能縮短機(jī)床停機(jī)時間，保障生產(chǎn)效率。同時，檢測范圍必須涵蓋機(jī)床的靜態(tài)誤差以及運(yùn)動過程中的動態(tài)誤差，以實現(xiàn)對機(jī)床性能的全方位、深層次評估。為滿足上述要求，中圖儀器GTS激光跟蹤儀憑借卓越的測量精度和強(qiáng)大的功能，在機(jī)床檢測領(lǐng)域的應(yīng)用前景愈發(fā)廣闊。隨著中圖GTS激光跟蹤儀等高精尖檢測設(shè)備的廣泛應(yīng)用，從而助力我國龍門機(jī)床產(chǎn)業(yè)突破技術(shù)瓶頸，邁向全球價值鏈高端。