挖掘机车架快速三维检测API Radian激光跟踪仪应用案例

工程机械与部件检测

工程机械，是装备工业的重要组成部分。概括地说，凡土石方施工工程、路面建设与养护、流动式起重装卸作业和各种建筑工程所需的综合性机械化施工工程所必需的机械装备，都称为工程机械。        

基于其用途，工程机械长期处于施工环境中，并承受各种外力，故而在制造过程中，对于其结构件的加工质量要求就非常严格，检测公差要求通常都会在0.1mm-0.2mm，而核心关键部件的关键部位，如：位于铰点处同轴度的公差、承重辊轴端面平面度及平行度、衔接部件孔的位置度公差等，要求则是达到了0.05mm甚至更高。        

工程机械部件测量精度需求高，但这些部件往往还兼具体积和质量较大的特点，这就使得传统的三坐标测量机和关节臂在检测这些工部件的时候，不具备量程、效率以及便捷性上的优势。而激光跟踪仪的应用，则成功满足了该领域大尺寸、高精度的测量需求。                          

图1：API品牌Radian系列激光跟踪仪（左：Plus型号；中：Pro型号；右：Core型号）

API激光跟踪仪解决方案

针对工程机械结构件的高精度测量需求，使用API品牌的Radian系列激光跟踪仪，配合以相应的功能拓展附件，即可完美实现检测。Radian激光跟踪仪是大尺寸精密测量的高效解决方案，其拥有微米（μm）级别的测量精度，测量范围达到160米，可为工程机械制造中各环节提供精准的测量保障。        

测量时，操作者手持内置棱镜的激光跟踪仪靶球（SMR）碰触待测部位，激光跟踪仪主机会射出一道激光锁定并跟踪SMR的球心，并在SMR碰触待测部位时，以1000Hz（1000点/秒）的采数速率将该待测点的3D坐标进行精准采集，并传输至测量软件进行记录和保存。当在工件上采集了若干这样的标的点后，即可在软件中根据各点的位置，组成相应的线、面、体，并计算相应的形位公差数据，也可以和数模进行比对，从而达到测量检测的目的。    

图2：本案例测量现场及测量位置内容示意

本文中测量案例

1、测量需求简介        

本文中，待测项目为某型号小型挖掘机车架部件，测量内容包括相关孔、槽的位置，铰点位置孔的同轴度，以及与其他部件安装配合时接触平面的平面度，测量精度要求0.1mm-0.2mm。                             

图3：跟踪仪靶球与圆柱销测量附件  

2、Radian激光跟踪仪现场测量        

在测量现场，操作者首先将Radian激光跟踪仪架设在挖掘机车架周边的合适位置，并于待测位置使用靶球配合跟踪仪测量采数，测量圆孔位置时，可使用靶球配合圆柱销测量附件进行（请参考图3），在针对更深位置孔洞的测量或者隐藏部位测量的时候，还可以使用vProbe隐藏点智能测头来配合完成（请参考图4）。

图4：vProbe隐藏点智能测头 

3、测量数据分析        

所有采集到的三维点的数据，都传输并记录在笔记本电脑端的测量软件内。数据采集完毕后，在软件中选取相应的点组合，即可自动构建相应的形状以及自动计算出关键位置及数据（如圆心、轴线、理论平面等等），随后即可根据这些数据，进行偏差分析，生成整套的测量报告，再根据分析数据对部件进行指导修正。        

4、关于设备        

本案例中使用的测量设备为Radian Pro型号激光跟踪仪，集成有IFM/ADM双激光，拥有微米级别测量精度（μm，1/1000mm），且其测量数据均可溯源，并可配备全系列跟踪仪功能拓展附件，高效实现静态及动态的3D/6D测量。除Radian Pro型号外，API激光跟踪仪还提供Radian Core及Radian Plus型号（请参见图1），基于可电池供电及无线数据传输系统打造，真正实现完全无线精密测量，可适用于车间、实验室、野外等广泛的作业环境。      

图5：本案例测量现场

小结

API Radian系列激光跟踪仪，以其大尺寸、高精度、便携、安装灵活等特征特点，使其可充分满足工程机械部件保质高效测量的需求，并广泛适用于包括工程机械制造在内的诸多行业及领域中大尺度高精度的几何量测量作业。                    

图6：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。           

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（API公司）

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