API 行业应用案例：五面龙门加工中心定位精度与直线度的高效检测

待测五面龙门加工中心&特点

随着机加工行业的不断进步和发展，用于加工大型部件的大型和超大型机床，其自动化程度变得更高，往往可以实现一机多用，并且精度等级较从前大幅提升。

本案中，待测机床为动梁式五面龙门加工中心，其就具备以上诸多特点：可对重达30吨的部件进行精密加工，X轴行程可达6.5米，配备40把刀的刀库，可完成铣削、镗削、钻削、铰孔、攻丝等加工工序，实现五面加工。具备高效率、高精度、高柔性的特点，特别适用于核电、冶金、海工等大型复杂箱体类零件的加工。

五面加工中心的检测需求

为保障加工精度，该加工中心需定期进行检测标定，需要对X、Y、Z、W轴（请参见图1）的定位精度和直线度误差进行快速诊断，并分析出补偿数据，作为后续加工中心校准调整的理论支撑。

在精准测量的同时，客户需要以最快的速度对机床数据进行采集和分析，以尽可能地减少停机时间，保障生产。

图1：待测五面加工中心及各轴位置示意

检测方案

针对大型机床的检测标定，可使用API品牌的Radian激光跟踪仪实施，其具备微米级别的测量精度，且无需多次对光调整，可快速对机床各轴进行跟踪测量，根据各测量点的三维坐标数据，即可快速分析得到定位精度与直线度误差参数，精准、高效！

测量时，将跟踪仪靶球固定于主轴或工作台（请参见图3），机床按指令沿设定方向和距离移动，并在设定位置处短暂停留；Radian激光跟踪仪随即以1000Hz（1000点/秒）的速率高效采集该点位置数据并发送至软件进行分析，从而快速得到各轴定位精度和直线度的数据指标，作为机床补偿的数据支撑。

图2：API品牌Radian系列激光跟踪仪

图3：本案五面加工中心检测现场，跟踪仪靶球安置于工作台上，工作台移动，跟踪仪自动跟踪测量

测量现场纪实以下图片分别记录了本案五面加工中心各轴检测时的场景及数据分析结果。1X轴的检测

图4：X轴测量（近端）

图5：X轴测量（远端）

图6：X轴检测数据，直线度（YY）

图7：X轴检测数据，直线度（ZZ）

图8：X轴检测数据列表报告

2Y轴的检测

图9：Y轴测量（左端）

图10：Y轴测量（右端）

图11：Y轴检测数据，直线度（XX）

图12：Y轴检测数据，直线度（ZZ）

图13：Y轴检测数据列表报告

3W/Z轴的检测

图14：W/Z轴测量（上端）

图15：W/Z轴测量（下端）

图16：W/Z轴检测数据，直线度（XX）

图17：W/Z轴检测数据，直线度（YY）

图18：W/Z轴检测数据列表报告

4三轴间关系分析

图19：三轴间角度关系分析

结 论

API品牌的Radian激光跟踪仪，以其微米级别的测量精度、超大的测量范围（半径80米）、以及无需对光，只需对准靶球即可自动追踪测量的性能，完美地满足了大型机床检测的精度需求以及效率要求。

本案中，对五面加工中心X、Y、Z/W、轴的检测，从测量设备准备、机床准备开始计算，到分析出数据结果、出具数据报告，总计用时约2小时上下，可谓大幅提升了检测效率，为客户大幅减少了停机时间，提升了生产效率。

图20：API公司总部大楼

关于API

API品牌由Kam Lau博士在1987年创立于美国马里兰州的罗克韦尔，是激光跟踪仪的发明者，同时持有多项全球领先测量科技的专利，是精密测量科技领域的引领者；API自成立以来，始终致力于机械制造领域精密测量仪器和高性能传感器的研发和生产，产品已广泛应用于世界各国的先进制造领域，并在坐标测量和机床性能测试的高精度标准方面处于领先地位。

本案检测现场视频：

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（ API ）

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