大型精密机床地脚位置度、平面度测量与调装指导

背景与测量需求

在现代制造业中，很多加工都依赖于大型精密机床，而伴随着对加工精度及质量保障的要求的提高以及容错率的降低，就对大型精密机床的安装精度有了更高的要求，因为其可直接影响机床的加工性能和产品质量。机床地脚的位置度和整体的平面度是确保机床稳定运行极为关键的因素，而若使用传统测量方法实施作业，则存在效率相对较低、精度不易保障等问题。而Radian激光跟踪仪凭借其高精度、大范围和动态测量能力，成为了理想的解决方案。       

测量目标

1、机床地脚位置度测量：确保机床地脚安装位置符合设计要求，避免因位置偏差导致机床运行不稳定；        

2、平面度实时调整：通过动态测量和调装功能，实时调整机床地脚高低方向，确保在同一平面，以保障最终的机床性能及加工高精度；        

3、测量精度要求：优于0.1mm。                     

图1：Radian系列激光跟踪仪

测量方案及设备简介

根据大型精密机床地脚位置度测量以及平面度实时调装指导的测量需求，本次测量作业中，使用了API品牌的Radian Pro激光跟踪仪。Radian Pro激光跟踪仪集成有IFM干涉激光，基于其极佳的单色性以及相干性，干涉激光被作为长度计量的基准，并可溯源。        

基于Radian Pro激光跟踪仪微米级别（μm，1/1000mm）的超高空间测量精度，可精准对机床地脚位置度实施检测；利用Radian Pro的1000Hz（1000点/秒）超高采数速率，亦可实现高质量的动态测量，配合测量软件，实时显示动态坐标位置，指导平面度的调整。        

测量时，只需将Radian Pro激光跟踪仪布设在待测标的周边合适的位置，即可进行作业。操作者手持带有内置棱镜的SMR高精度靶球，Radian Pro激光跟踪仪会从主机射出激光至靶球中心点位置锁定并实时跟踪，操作者使用靶球在待测位置进行触碰，并短暂静置（可根据需要设置静置时长，通常静态测量设置为1-3秒），Radian Pro激光跟踪仪会随即对该点的空间位置进行高精度采集，并反馈至笔记本电脑的测量软件中储存，用于随后的比对和分析。        

除静态测量外，Radian激光跟踪仪亦可配合SMR靶球实现动态数据采集，操作时，只需将SMR贴合待测型面表面进行滑动，Radian激光跟踪仪即可将滑动轨迹上的各点的空间坐标测量记录并反馈至测量软件保存。   

测量实施

本案例中，具体实施如下：        

1、 对机床地脚位置度的测量   

将Radian Pro激光跟踪仪布设于可通视所有待测点的合适位置，开机并激活与笔记本电脑端测量软件的通信，即可开始测量。操作者手持Radian Pro跟踪仪锁定跟踪的SMR靶球至待测机床地脚处，将靶球放置于固定装置并静置，Radian Pro即可测量到该点的空间坐标，并反馈至测量软件，与理想坐标进行比对，得到偏差，评价其偏离是否符合误差标准，实现地脚位置度检测的目的。  

2、对平面度的调装指导   

在测量软件中打开“调装”界面，基于Radian Pro激光跟踪仪的高采数速率，被锁定靶球的空间位置将实时显示于测量界面，操作者将靶球贴合静置，根据软件端的坐标显示，调整地脚Z方向的位置，从而达到所需标准，继而浇筑固定。  

图2：本案例测量现场

图3：调装指导软件界面  
图4：平面度调整完毕后对地脚进行浇筑固定                    

总结与拓展

Radian Pro以其超高的测量精度及溯源保障，加上极佳的动态测量性能与表现，可出色地完成大型精密机床地脚位置度检测与平面度实时调整指导。 

此外，除本案例使用的Radian Pro激光跟踪仪外，根据测量需求和应用场景的不同，Radian系列激光跟踪仪还有多种测量范围的Plus以及Core型号供选择，配以多样化的功能拓展附件，可为生产制造、建筑工程、科研院所等各领域的精密测量环节提供技术支撑以及数据精准保障，敬请关注API中国官网（www.apimetrology.com.cn）或致电详询：400-685-0256。               

图5：API激光跟踪仪功能拓展附件                  

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。      

图6：API总部大楼

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（API公司）

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