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Radian激光跟蹤儀助力Siemens Graz 高效測(cè)量機(jī)車車輛轉(zhuǎn)向架系統(tǒng)_API公司
閱讀：97 發(fā)布時(shí)間：2023-8-7我們的客戶
位于格拉茨的西門子轉(zhuǎn)向架總廠（Siemens Graz）是高科技轉(zhuǎn)向架研發(fā)中心和制造公司，是鐵路車輛行業(yè)的重要合作伙伴。西門子轉(zhuǎn)向架技術(shù)中心提供的產(chǎn)品系列可滿足有軌電車、鐵路機(jī)車、客車和高速列車等整個(gè)軌道交通的應(yīng)用。該廠高生產(chǎn)力所代表的工藝水平獨(dú)步，為轉(zhuǎn)向架的機(jī)械制造設(shè)定了新標(biāo)準(zhǔn)，在其轉(zhuǎn)向架生產(chǎn)過程設(shè)置和夾緊過程中，均采用了API品牌的Radian激光跟蹤儀系統(tǒng)實(shí)施測(cè)量。
客戶的需求
Siemens Graz工廠的核心技術(shù)之一，是轉(zhuǎn)向架構(gòu)架及其組件的機(jī)械加工。進(jìn)行加工之前，首先要在模塊化夾緊裝置上定位組件。但如果要進(jìn)一步提高產(chǎn)量，則必須使用新的測(cè)量系統(tǒng)，使測(cè)量技術(shù)與制造能力相匹配。關(guān)于兩個(gè)夾緊裝置運(yùn)行的基本要求：輪換時(shí)需對(duì)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架進(jìn)行對(duì)齊、測(cè)量和夾緊操作，以便于后續(xù)機(jī)械加工；運(yùn)行夾緊裝置時(shí)確保轉(zhuǎn)向架構(gòu)架沒有產(chǎn)生張力和發(fā)生扭曲。
在使用Radian激光跟蹤儀以前，Siemens Graz使用磁力座將千分表吸附到夾緊設(shè)備上進(jìn)行測(cè)量工作。測(cè)量中，需要頻繁地在難以到達(dá)的位置進(jìn)行測(cè)量，且每個(gè)轉(zhuǎn)向架有多達(dá)30個(gè)測(cè)量點(diǎn)（視型號(hào)而定），因此需要耗費(fèi)大量的時(shí)間進(jìn)行設(shè)置和夾緊。而且在測(cè)量過程中，每個(gè)轉(zhuǎn)向架需要配備20臺(tái)左右的千分表，測(cè)量過程復(fù)雜繁瑣。隨著生產(chǎn)力的不斷提升，Siemens Graz急需一種全新的、更加高效、精準(zhǔn)的測(cè)量方式來配合日益增長(zhǎng)的產(chǎn)量。
測(cè)量工藝的革新與問題
針對(duì)遇到的問題，Siemens Graz嘗試了使用不同的方法，但對(duì)難以到達(dá)的位置進(jìn)行測(cè)量仍然是一個(gè)非常困難的挑戰(zhàn)。在嘗試過的各種方法中，關(guān)節(jié)臂是較為適用的一種設(shè)備，但也經(jīng)常無法對(duì)組件內(nèi)部200-300mm深的測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。
圖1：Radian系列激光跟蹤儀
打開大尺寸精密測(cè)量的新世界
在這之后，Siemens Graz咨詢了API，并仔細(xì)研究了Radian激光跟蹤儀的應(yīng)用。激光跟蹤儀采用激光測(cè)量原理，具有更高的精度，已經(jīng)在制造業(yè)的諸多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，并在一些環(huán)節(jié)中，以其高精度、大范圍、靈活便攜的特點(diǎn)，成功取代了包括三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)和關(guān)節(jié)臂在內(nèi)的越來越多的傳統(tǒng)測(cè)量系統(tǒng)。
測(cè)量時(shí)，操作者手持內(nèi)置棱鏡的激光跟蹤儀靶球（SMR）碰觸待測(cè)部位，激光跟蹤儀主機(jī)會(huì)射出一道激光鎖定并跟蹤SMR的球心，并在SMR碰觸待測(cè)部位時(shí)，以1000Hz的采數(shù)速率將該待測(cè)點(diǎn)的3D坐標(biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)采集，并傳輸至測(cè)量軟件進(jìn)行記錄和保存。當(dāng)在工件上采集了若干這樣的標(biāo)的點(diǎn)后，即可在軟件中根據(jù)各點(diǎn)的位置，組成相應(yīng)的線、面、體，并計(jì)算相應(yīng)的形位公差數(shù)據(jù)，也可以和數(shù)模進(jìn)行比對(duì)，從而達(dá)到測(cè)量檢測(cè)的目的。
采用Radian激光跟蹤儀進(jìn)行轉(zhuǎn)向架測(cè)量后，就成功解決了前文中提及的尷尬問題，并高效適配了進(jìn)階后的生產(chǎn)能力。
圖2：vProbe隱藏點(diǎn)測(cè)頭
深孔及隱藏位置也可精準(zhǔn)測(cè)量
除解決了使用千分表測(cè)量的尷尬外，使用Radian激光跟蹤儀進(jìn)行轉(zhuǎn)向架測(cè)量，也同時(shí)解決了深孔和隱藏點(diǎn)位置難以探測(cè)的問題。
API開發(fā)了一系列激光跟蹤儀功能拓展附件，其中，vProbe隱藏點(diǎn)測(cè)頭，就是測(cè)量深孔和隱藏點(diǎn)的利器。測(cè)量時(shí)，只需將vProbe測(cè)頭的接光口對(duì)準(zhǔn)跟蹤儀射出的激光，即可使用測(cè)頭的探針頂端觸碰深孔和隱藏點(diǎn)位置進(jìn)行測(cè)量。探針長(zhǎng)度從50mm-500mm多規(guī)格可選，可根據(jù)實(shí)際測(cè)量需求選用最合適的探針解決方案。此外，垂直和水平雙探針位的設(shè)計(jì)，也大大方便了操作者進(jìn)行測(cè)量實(shí)操作業(yè)。
圖3：Siemens Graz工程師使用Radian激光跟蹤儀配合vProbe隱藏點(diǎn)測(cè)頭測(cè)量列車轉(zhuǎn)向架工作現(xiàn)場(chǎng)
靈活安裝與便捷應(yīng)用
為更方便地對(duì)轉(zhuǎn)向架各位置、各角度進(jìn)行測(cè)量，需在測(cè)量時(shí)，把激光跟蹤儀架設(shè)在盡可能高的位置，以對(duì)轉(zhuǎn)向架全局進(jìn)行更大范圍的觀察和測(cè)量。Radian激光跟蹤儀的高集成、可靈活安裝的特點(diǎn)，充分滿足了Siemens Graz的這一需求。在測(cè)量時(shí)，將Radian激光跟蹤儀磁力吸附安裝在了工件周邊數(shù)米高的圓柱形高架上，即大幅增加了對(duì)轉(zhuǎn)向架整體的觀測(cè)范圍。
圖4：Siemens Graz測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)，安置于圓柱高架上的Radian激光跟蹤儀及用于顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的LCD大屏幕
除本案中的磁力吸附安裝外，API還為Radian激光跟蹤儀設(shè)計(jì)了一系列的靈活安裝組件，可進(jìn)行垂直、水平、倒置、和以任何角度傾斜的安裝，充分適配各種測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。
此外，工程師們還使用了LCD大屏幕來接駁Radian激光跟蹤儀的人機(jī)交互系統(tǒng)，將測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示在大屏幕上，一目了然，極大方便了工作人員的操作。
來自用戶的評(píng)價(jià)
Siemens Graz的機(jī)械生產(chǎn)負(fù)責(zé)人Josef Kaufmann說：“使用了Radian激光跟蹤儀后，我們的測(cè)量效率得到了大幅提升，解決了我們之前在測(cè)量環(huán)節(jié)中遇到的問題，也地滿足了升級(jí)后的生產(chǎn)能力對(duì)于檢測(cè)效率的需求。"
圖5：API公司總部大樓
關(guān)于API
API品牌由Kam Lau博士在1987年創(chuàng)立于美國馬里蘭州的羅克韋爾，是激光跟蹤儀的，同時(shí)持有多項(xiàng)測(cè)量科技的，是精密測(cè)量科技領(lǐng)域的者；API自成立以來，始終致力于機(jī)械制造領(lǐng)域精密測(cè)量?jī)x器和高性能傳感器的研發(fā)和生產(chǎn)，產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于世界各國的*制造領(lǐng)域，并在坐標(biāo)測(cè)量和機(jī)床性能測(cè)試的高精度標(biāo)準(zhǔn)方面處于地位。