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齿轮测量机

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齿轮测量机相关的资讯

  • 基于三坐标测量机测量双联行星轮对齿精度的方法探讨
    一、 前言根据自有设备情况选用公司齿轮测量机、三坐标测量机作为数字化设备,分别对双联行星轮对齿精度进行测量。通过分析测量过程及测量结果,对三坐标测量机间接测量法进行改进,即通过对大小齿轮轮廓进行扫描,构造虚拟量棒直径计算对齿角度偏差,并根据这种测量方法编制了三坐标自动测量程序,提高了检测效率及准确性,保证产品的合格率至98%以上。二、实施背景(一)背景近年来,为降低矿山运输行业成本,提高效率,大型工程运输车开始设计生产,其中轮式自卸车比较热门,一直占据市场主导地位。当前,全球每年轮式自卸车销售额高达100亿美元以上,并且连续6年保持30%的增长率,足以说明一个新兴品类正在崛起。(二)现状轮式自卸车电动轮组成的主要部件为双联行星轮。行星齿轮传动与普通齿轮传动相比,具有重量轻、体积小、传递功率大、结构紧凑、承载能力高等一系列优点,在工业领域应用广泛。在行星传动的各种型式中,NW、NN及WW三种型式的行星齿轮为双联齿轮,当前国内研制和承接的轮边减速器产品中,NW型双联行星轮组的制造工艺难度系数最大。目前,只有GE、西门子等极少数国际大公司具备制造高品质双联行星轮组的能力,形成市场垄断,利润高达500%。最近几年,国内研制了多种双联行星轮组对,但制造过程复杂,工艺和产线瓶颈较多。大多数公司只能选择自行配对组装,但却无法满足与客户整机零件的互换,与行业中成熟产品存在较大差距,产品的销价差别也很大。 (三)实施的紧迫性目前,中车戚墅堰所已涉及共计6款双联行星轮的研制,双联行星轮不仅可以作为零部件安装在总成上,还可以作为成品进行销售。通常双联行星轮需要经过热套、精磨轴承档、磨齿修正三个工序,每个工序都要检测对齿精度,只有保证每次检测的稳定和效率,才能使成品的对齿精度控制在顺逆30秒以内。为攻克目前产品中对齿精度检测的难点,本文对轮边减速器中的行星轮组对齿精度的相关工艺及检测要求进行了讨论分析,助力企业有效地提高生产效率,降低质量风险,固化生产周期并降低生产成本。三、测量方法及改进(一)间接测量方案及参数确定1.双联齿轮对齿技术简介行星齿轮机构传动是指二个或三个双联行星齿轮工作时与太阳轮、内齿轮同时啮合而形成的传动系统。双联行星齿轮对齿在技术条件上一般要求上下联的齿或槽中心对正,常用的对齿和测量方法是用插齿刀对齿,用圆柱棒进行偏差测量。2.测量设备配置检测设备配置如下表1所示,三坐标测量机是20世纪60年代发展起来的一种高效率的新型精密测量仪器。它的优点是:(1)通用性强,可实现空间坐标点的测量,方便地测量出各种零件的三维轮廓尺寸和位置精度;(2)测量精度可靠;(3)可方便地进行数据处理和过程控制。因此,它被纳入自动化生产线和柔性加工线中,并成为一个重要的组成部分。齿轮测量机主要用于测量齿轮的轮齿精度,包括齿形、齿向误差、周节累积误差、径向跳动误差等,测量精度高。表1 检测所用设备设备名称型号生产厂家三坐标测量机MMZ G 303020德国蔡司ZEISS齿轮测量机P65德国克林贝格3.测量参数的确定选用1Z057双联行星轮作为测量件,它是由小行星轮和大行星轮组合而成的。(如图1) 图1 1Z057双联行星轮选用三坐标测量机进行对齿精度测量时,首先要确定测量圆柱棒的直径。通过查阅1Z057 双联行星轮的设计蓝图,了解大小行星轮的参数,再根据参数信息计算最佳圆柱棒直径进行测量。为保证测量结果的准确性, 量棒直径不可太大, 也不可太小;若直径太大,与齿廓的接触点有可能超出大径,若直径太小, 则量棒外圆将与槽底接触。以上两种情况都无法得出正确的测量结果。为避免这些情况,选择量棒直径时,应使量棒外圆与齿廓的接触点落在分度圆及其附近的任意位置上,一般在距小径的(1/ 3~ 2/ 3 齿高之间为宜。当量棒外圆与齿廓的接触点落在分度圆上时,可通过公式1得出量棒直径。 公式(1)其中dp是量棒直径,db是分度圆直径,α是齿形角,Z为齿数,对于渐开线标准圆柱齿轮db=mz;小行星轮模数为8.367,齿数为17,齿形角为25度。经计算最佳量棒直径为φ16.771;大行星轮模数为8.175,齿数为72,齿形角为25度。经计算最佳量棒直径为φ15.797。4.间接测量方案根据公式(1)计算结果,我们选用φ16的量棒进行间接测量,测量方法如图2。 图2 测量小行星轮(左);测量大行星轮(右)先扫描上下两个轴承档连成公共轴线,确定轴线基准。将φ16的量棒卡入齿槽内,用探头确定量棒中心位置,建立坐标系,计算出上下中心的偏移量,得出对齿角度偏差。图3为测量数据报告,根据偏移量的正负值确定顺逆方向。 图3 测量数据5.数据验证选用齿轮测量机进行测量,首先找正双联齿轮的轴承档,输入大小行星轮参数,选择角度测量软件,自动扫描轴承档,确定基准中心线,然后扫描大小行星轮齿槽左右齿面的齿形轮廓和齿向轮廓,确定齿槽中心线,通过软件计算,得到偏转距离,从而得出对齿角度。测量过程如图4,数据报告如图5。 图4 测量小行星轮(左);测量大行星轮(右)图5 测量数据6.数据对比及测量存在的不足通过量棒间接测量的对齿角度为44秒,而齿轮测量机测量结果为1分05秒。以齿轮测量机测量结果为参考值,两次测量存在21秒偏差,偏差交大。对比两种测量方法,间接测量法以手动操作为主,人为不确定性较大;齿轮测量机通过扫描齿形轮廓和齿向轮廓确定齿槽中心线,得出对齿角度,数据精准性较高,但是起吊、找正及测量时间较长,效率低下,无法满足生产进度。(二)对齿精度检测工艺优化改善间接测量法测量结果偏差较大,特对其进行改进。首先选取小齿轮的上端面作为空转方向,小齿轮上端圆作为圆心,小齿轮两边对齿的中心点作为旋转方向建立初定位坐标系;通过初定位坐标系,三坐标测量机能够快速准确地扫描工件的上下两个轴承档并使其公共轴线成为基准;再通过三坐标测量机运用未知曲线扫描功能对上下齿轮中部(即齿向最高点)的齿槽两边进行扫描,得到2条V形曲线(如图6)。构造与V形曲线相切的两个虚拟圆形,小行星轮选择直径为φ16.771的圆,大行星轮选择直径为φ15.797的圆(如图7)。以轴线作为基准,小行星轮虚拟圆圆心到轴线的连线作为方向基准建立坐标轴。通过计算两个虚拟圆圆心到轴线连线的夹角得出对齿角度。 图6 扫描程序图7 小行星轮拟合圆(左);大行星轮拟合圆(右)表2 双联行星轮对齿角度数据序号改进前(三坐标)改进后(三坐标)(齿轮仪)方向10’40”0’22”0’20”顺时针20’38”0’18”0’20”顺时针30’42”0’23”0’20”逆时针40’20”0’13”0’10”逆时针50’15”0’36”0’35”逆时针60’40”0’51”0’50”逆时针70’28”0’9”0’12”顺时针80’30”0’13”0’13”顺时针90’5”0’21”0’20”顺时针100’13”0’35”0’35”顺时针110’30”0’15”0’12”顺时针120’28”0’10”0’12”逆时针130’5”0’24”0’20”顺时针140’45”0’24”0’25”顺时针150’5”0’25”0’23”顺时针160’10”0’30”0’29”顺时针170’5”0’20”0’20”顺时针180’30”0’10”0’5”逆时针190’24”0’23”0’25”逆时针200’19”0’40”0’38”顺时针210’28”0’14”0’10”顺时针220’13”0’32”0’30”顺时针230’10”0’30”0’32”顺时针240’40”0’25”0’25”顺时针250’15”0’33”0’30”顺时针260’29”0’22”0’20”逆时针270’42”0’22”0’25”顺时针280’8”0’29”0’28”逆时针290’28”0’16”0’12”逆时针300’40”0’20”0’21”顺时针平均偏差0’16”0’2”表2为30件工件的测量数据,以齿轮仪测量结果作为参考值。对比可见,改进前的数据平均偏差为16”,改进后的数据平均偏差为2”,表明改进后三坐标测量数据的稳定性及精确度都有了进一步提升,与齿轮仪的测量数据偏差较小,满足设计要求,提升测试效率,为双联行星轮的加工提供了强有力的数据支持,也为公司打破垄断走向市场提供了关键的检测技术支持。四、实施效果及意义通过对间接法进行改进优化,三坐标测量机适用于各类型双联行星轮组的对齿精度检测。对齿精度检测工艺的优化,也大大提升了产品合格率,取得了巨大成效,主要有以下4个方面。1.双联行星轮对齿精度合格率达98%;2.双联行星轮制造成本降低10%,产品质量和市场竞争力获得极大提高;3.双联行星轮的检测周期缩短20%,由以前的2天以上缩短至1天;4.双联行星轮可实现90%成品的对齿精度在正负30秒以内,媲美GE、西门子等公司同类产品要求。参考文献[1] 王兰群 张国建.渐开线花键M值得测量及量棒直径的选择 2005.9.1[2] 张志宏 张和平 双联行星齿轮模拟装配 2005.8.26[3] 郭海风 张丽 双联行星齿轮对齿技术 1994.1.1本文作者:中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司计量检测工程师 蒋瑞骐
  • 首家大齿轮测量实验室在德国建成开业
    2011年8月5日,位于德国不来梅大学的不来梅计量、自动化与质量科学学院(BIMAQ)举办其大齿轮测量实验室的建成开业仪式。该实验室是德国首家完成大齿轮测量的大学实验室。不来梅的研究人员现在可以完成风轮机齿轮部件的测量,他们还可以探究大尺寸齿轮设计、制造、品质与功能之间的内在关系,以及他们对于磨损、产品寿命、损坏类型与噪音的影响,从而实现风轮机大型齿轮箱使用寿命的延长。 大齿轮测量实验室的核心是一台来自Hexagon计量产业集团的Leitz PMM-F 30.20.7测量机,用来完成风机齿轮部件的测量。该高精度测量机尤其适合完成大部件的测量。“在超过4立方米的测量空间测量不确定度为1.3 +L/400 µ m,Leitz PMM-F是该级别测量系统中最为精确的机型之一,”Sebastian Haury, Hexagon计量产业集团Leitz产品经理这样说。3000 x 2000 x 700 mm的行程范围、重达20吨的花岗石基座,确保了测量机结构的强度和长期稳定性。Leitz PMM-F 30.20.7配备QUINDOS 7软件包,能够在一秒钟采集750个测量点。Hexagon计量产业集团以交钥匙的方式进行测量机的交付,配备以工件上下料与温控测量间。 该测量机的采购是通过在欧盟范围内的招标进行的。“只有一个制造商能够满足我们的要求,”BIMAQ院长,Dr.-Ing. Gert Goch教授这样说。“归功于该机的精度尤其是机器尺寸,Leitz测量机得到该项目的认可。这台测量机为我们的研究工作提供了优化的方案,而且我们也非常高兴能够在未来与Hexagon计量产业集团合作,”Goch说。在Leitz PMM-F安装之前,BIMAQ已经使用一台Leitz Reference,行程范围为1000 x 700 x 600 mm。该学院使用这台测量机研究汽车齿轮的变形。 BIMAQ的未来目标还包括实现对于动力总成以及齿轮切削刀具计量闭环。“我们要成为大齿轮的认证测试实验室,”Goch这样表示。“拥有了Leitz PMM-F,我们在这个方向上迈出了重要的一步,。我们非常自信能够将该机器用于许多新的项目,尤其是全球范围内快速增长的风能领域。” Leitz: Leitz品牌是Hexagon计量产业集团计量产品的重要成员,代表着超高精度的坐标测量机、齿轮测量中心与探测系统。无论是在精密计量还是车间现场,来自Leitz的超高精度测量系统承担着核心的质量确认工作。Leitz 的研究中心和制造工厂位于德国的Wetzlar,具有超过 30 年的精密计量经验,其宗旨是为全球客户提供具备最佳性能的先进测量系统以及最具创新性的尖端测量技术,以满足先进制造业对于精度的各种苛求。 Hexagon计量产业集团 Hexagon计量产业集团隶属于Hexagon AB集团,旗下拥有全球领先的计量品牌,如Brown & Sharpe、Cognitens, DEA, Leica工业测量系统、Leitz、m&h Inprocess Messtechnik、Optiv、PC-DMIS、QUINDOS、ROMER以及TESA。Hexagon计量产业集团代表着无可匹敌的全球客户群,数以百万计的坐标测量机(CMMs)、便携式测量系统、在机测量系统、光学影像测量系统和手持式量具量仪,以及数以万计的计量软件许可。凭借精密的几何量测量技术,Hexagon计量产业集团帮助客户实现制造过程的全面控制,确保制造的产品能够精确的符合原始设计的需要。在为全球客户提供测量机、系统以及软件的同时,还包括了完善的产品技术支持和售后增值服务。
  • ROMER便携式齿轮测量解决方案首次面市
    整合QUINDOS测量软件的ROMER绝对臂,为用户提供了便携大尺寸的齿轮测量方案。 凭借全新的ROMER齿轮测量系统,海克斯康计量推出创新的便携式三维齿轮测量解决方案。QUINDOS软件,专长于分析特殊几何量特征的全球领先测量软件,通常配置在复杂计量设备上以完成复杂零部件的检测,ROMER绝对臂通过整合QUINDOS测量软件,能够完成已知甚至未知圆柱齿轮的内齿和外齿检测任务,且直齿和斜齿都能检测。 ROMER绝对臂是一款便携式坐标测量设备,其便携能力、稳定性、轻重量及高性能已经被业界充分证明。从1.5米到4.5米的测量行程,使得ROMER关节臂能够应用于超大齿轮的测量,省却移动齿轮的麻烦。 利用QUINDOS软件,海克斯康计量为不同类型坐标测量机提供了先进的测量分析工具,此外,QUINDOS软件已经获得德国联邦物理技术研究院PTB的完全认证。 在齿轮检测过程中,QUINDOS未知齿轮检测包仅靠检测一个单齿,即可计算出其所有相关的齿轮参数,该功能尤其适用于对损坏齿轮的再制造。 5月14日至17日,海克斯康计量在德国CONTROL 2013展上首次展出了ROMER齿轮测量解决方案,并引起业内广泛关注。
  • 齿轮行业测试仪器和设备亟需加强研发
    目前,国内缺少齿轮测试仪器和设备,由此造成全国年产2000多万台齿轮箱的质量缺乏可靠的测试数据。为彻底改变齿轮行业零部件内在质量的落后状况,专家指出,必须重视和加强测试仪器和设备的开发。 目前,全国齿轮行业中大约只有300家齿轮生产厂具有仪器基本配套的计量室,总计约有三坐标测量仪200多台,且大多从国外进口;各类(机械、光电、数控)齿轮测量仪器1000余台,其中齿轮测量中心30余台,总成测试仪器、蜗轮付检查仪约10余台,变速箱试验台和驱动桥试验台不超过50台;圆度仪、测长仪、光学分度头、粗糙度仪、投影仪、万工显等各类测量仪器500余台。其余约200家齿轮生产厂几乎没有精密测量仪器,部分企业除了万能量具外,没有一台测量仪器。 专家指出,为进一步提高齿轮行业产品质量和竞争力,应尽快配备相应的各类精密测试仪器。在今后几年中,大中型齿轮企业应配备三坐标测量机、齿轮测量中心和其它精密测量仪及配套完整的中心计量室,小型企业也要配备必要的精密测量仪器。
  • 回顾近二十年我国齿轮量仪的发展(上)
    1 引言受中国机床工具工业协会工具分会特约,作者于2001-2019年间参访两年一度在北京举办的国际机床展览会,并撰写了十届展会的量具量仪述评。十届展会时间跨度近20年,我国经历了改革开放、加入WTO以及金融和经济风险等诸多重大历史事件和风雨涤荡,机床工具制造业及量具量仪行业在经受风雨历练的同时,就整体制造能力而言,无论在技术质量水平和产品品种性能上,都得到了显著的提升和蓬勃的发展。基于对精密测量仪器的感触体验,作者撰文回顾了近二十年来我国齿轮测量技术和仪器的发展历程和部分成果。我国齿轮量仪的生产始于哈量,哈量建厂源于苏联的156项经济援助项目;在国家经济改革开放时期,通过精密传感技术、数字技术、数控技术、计算机技术和坐标测量仪精密量仪制造技术的引进开发和自我发展,推动了我国齿轮测量技术和仪器向基于计算机的数字化数控坐标式测量技术和仪器的发展。CNC齿轮测量中心代表了当今齿轮测量技术和仪器的先进水平,也是齿轮及齿轮刀具制造精度质量检测领域的主流需求。从上世纪80年代开始到90年代,CNC齿轮测量中心逐步形成了系列化产品,同时也是精密机械制造技术、精密位移探测传感技术、数字信息技术、计算机技术和数控技术在齿轮测量仪器上集成的结晶。它基于坐标式几何解析测量原理,对齿轮单项几何形状误差进行测量,是坐标式齿轮测量仪器发展中的一个里程碑。CNC齿轮测量中心实质上是由笛卡尔式直角三坐标系和一个回转角坐标所构建而成的四坐标测量机——圆柱坐标测量机,主要用于齿轮单项几何精度的检测,也可用于(静态)齿轮整体误差的测量。除了齿轮以外,也可用于齿轮刀具(如滚刀、插齿刀、剃齿刀)、蜗杆、蜗轮及凸轮轴等复杂型面回转体的单项几何误差进行高精度测量。由国外首先推出的、基于计算机技术的数字坐标式CNC齿轮测量中心取代了传统机械展成式的齿轮量仪,成为单个齿轮几何精度测量中独占鳌头的齿轮测量仪器和技术。国内通常认为,美国Fellows公司于七十年代成功开发的Microlog 50(图1)是世界上首台高水平的CNC数控齿轮测量中心,它采用了花岗石基座、四轴独立伺服驱动系统、激光干涉仪长度位移测量系统和光栅角度编码盘,其技术起点很高。图1 美国MICROLOG 60齿轮测量中心我国齿轮测量中心的开发历经了艰辛和曲折。成都工具所和哈量于1986年开始着手计划立项开发齿轮测量中心,直至1995年底在陕西省教委和陕西省机械局的支持下,西安工业大学和汉江工具厂合作成功开发出了我国第一台CNC齿轮测量中心CCZ40(图2)。这是一台由计算机控制的、可实现数控四轴联动的圆柱四坐标式齿轮测量仪器样机。经专业技术鉴定,确认达到预期目标,填补了国内空白。随后,哈尔滨精达公司经过努力,在2001年于国内首先开发研制出齿轮测量中心产品(图3),成功推向了首家用户——重庆宗申公司,并逐渐形成强大批产能力和竞争实力,打破了由国外齿轮测量中心产品一统国内市场的局面。此后,哈量、工具所、智达、爱德华、同和光学及秦川等公司陆续推出了自行设计开发的CNC齿轮测量中心,开创了我国齿轮测量仪器发展新面貌,品种和质量的持续提升令人鼓舞,和国外先进齿轮测量中心的技术与质量差距日益缩小,竞争力明显上了一个台阶。图2 西安工大汉江工具首台国产样机CCZ40图3 精达公司首台国产CNC齿轮测量中心经过近15年持续不断的努力和坚持,取得了阶段性成果,并分别在CIMT展会上展示,通用技术集团所属的哈量集团于2019年成功推介出配套完整、集成度高、技术含量水平高、完全拥有自主知识产权的“成套螺旋锥齿轮闭环专家生产制造系统”和技术(图4),其硬件涵盖了螺旋锥齿轮齿面的数控加工机床(铣齿机、硬齿面加工机床和磨齿机)。螺旋锥齿轮齿面的数控刀具和装备包括铣刀刀盘刀条装调仪、硬齿面刀具测量机以及螺旋锥齿轮齿轮测量中心等。这标志着我国锥齿轮的成套制造和加工测量技术跃上了一个新水平。(a)(b)(c)图4 哈量成套螺旋锥齿轮闭环专家生产制造系统随着我国数字化、信息化、网络化、智能化的发展,机器人近年来快速集成进入在线齿轮自动化智能测量生产线。2015年南京二机床在北京展会上展示的“智能化齿轮加工岛”,吹响了国内汽车齿轮自动化在线测量技术集成于齿轮制造加工过程的号角(图5);而2020年精达为株洲齿轮公司提供的“智达快速齿轮检测自动线”配备2台六轴机器人,将意大利光学影像测量仪、自产CNC齿轮双啮仪和CNC齿轮测量中心等3台仪器有机联结,构建了一条齿轮快速智能检测系统(图6),将我国齿轮在线自动检测装备技术水平提升到一个数字化、信息化、自动化的新台阶。(a)(b)图5 南京二机床“智能化齿轮加工岛”(a)(b)图6 智达齿轮在线快速智能检测系统在近20年的十届北京国际机床展览会上,可以清晰看到我国齿轮测量仪器制造业的显著进展。如上所述,这正是我国齿轮测量技术与仪器装备行业“管(官)用产学研”,凝聚共识,坚持不懈,科学实干,以开发CNC齿轮测量中心为标志,在我国齿轮量仪制造行业的奋发自强和努力下,从无到有;从打破国外垄断到自主创新,不断推进我国齿轮制造业从齿轮制造大国向齿轮制造强国的蜕变,是不断提升国产齿轮质量做出重大功绩和历史贡献的20年。可以毫不夸张地说,近20年我国齿轮量仪的发展历史,就是我国CNC齿轮测量中心发展所引导的历史,是我国齿轮测量技术和仪器装备制造业在数字化、信息化、数控化、网络化和智能化的发展道路上阔步前行、转型升级和追赶世界先进水平而成效斐然的20年。本文根据这近20年间北京国际机床展会上我国齿轮测量仪器展品的概况,按类别和年代进行分述,以便读者能从中看到我国齿轮量仪的发展脉络。2 CNC齿轮测量中心融合并集中体现了当今齿轮测量技术和制造技术的发展水平和趋势(1)1989年工具所推出CZE1200D大齿轮测量仪(图7)。它由一台单板计算机同时控制二台步进电机联动,采用“粗传动精测量”技术实现CNC式齿轮螺旋线的测量(齿廓误差由棒状单齿测头啮合测量实现)。经上海计量所鉴定后当年成功交付用户上海冶金机械厂;同期,工具所还成功开发出CNC式步进电机光栅式/激光式滚刀检测仪GCW200(图8)。(a)(b)图7 工具所的CZE1200D大齿轮测量仪及齿廓测量原理(a)(b)图8 工具所GCW200光栅式滚刀检测仪(2)1995年西安工业大学和汉江工具厂合作,成功开发出我国首台CNC齿轮测量中心CCZ40样机,成果通过专业鉴定(图2)。该仪器采用计算机控制步进电机四轴(θ,X,Y,Z)联动,首次实现圆柱渐开线齿轮的齿廓、齿向螺旋线和齿距等单项几何精度以及齿轮刀具精度在国产CNC齿轮测量仪器上的测量。(3)2001年,哈尔滨精达成功生产出我国第一台国产CNC齿轮测量中心产品,用户为重庆宗申摩托。该测量仪器产品的问世,打破了国外同类产品十余年来对国内市场的垄断,填补了国产CNC齿轮测量中心产品空白(图3),开启了我国“齿轮测量中心”的规模制造生产以及进入国内外市场参与竞争的发展进程。(4)2003年北京国际机床展览会哈量和精达分别展出了各自开发的CNC齿轮测量中心(图9,图10)。此后在北京展会上展出CNC齿轮测量中心的有:2005年工具所CV450(图11)和西安交大思源GMC500(图12);2007年精达新开发JA系列齿轮测量中心(图10),该中心采用DDR电机直接驱动工作台主轴、直线电机驱动测量滑板花岗石底座,提升了产品测量精度和稳定性;2011年,哈量、精达及智达等公司纷纷推出花岗石结构的CNC齿轮测量中心。哈量展出的L45型齿轮测量中心(图13),采用测量运动轨迹全闭环控制,可对K形齿廓、凸形齿廓及螺旋线鼓度等项目进行评定;西安爱德华秉承了三坐标测量机的成熟精密量仪设计加工制造技术,成功开发并于2011年展会上展出了G40高精度齿轮测量中心(图14);2015年智达测控展出平行簧片结构的三维光栅数字式扫描测头Z3DDP(图15),并成功地应用于CNC齿轮测量中心,打破了该关键精密扫描测头部件产品的国外垄断。2017年展会上,青岛海拓推出了专用的平面二包测量中心(图16)。这实际上是通用齿轮测量中心的变型仪器,其主要功能是实现对我国首创的二次包络环面蜗杆/蜗轮/滚刀等复杂型面零件的高精度检测;2019智达则展出了以“谐波齿轮测量”为主题的成套测量仪器,包括检测谐波齿轮单项几何误差的齿轮测量中心和谐波减速器综合性能检查仪(图17),成为该届展会上国产齿轮量仪的一条亮丽风景线。(a)2003年产品(b)2005年产品(c)图9 哈量CNC齿轮测量中心(a)2003年产品 (b)2007年产品(花岗石基座)图10 精达CNC齿轮测量中心(a)2005年产品(b)2007年产品图11 工具所2005-2007年CV450齿轮测量中心图12 西安交大思源GMC500齿轮测量中心(a)L45(b)PREC40(近年开发新型号)图13 哈量L45和PREC40齿轮测量中心图14 爱德华G40齿轮测量中心图15 智达三维测头图16 海拓测量仪图17 智达谐波齿轮测量成套测量系统(5)2014年,中国计量科学研究院几何量所开发的“螺旋线(齿轮)测量基准仪器”项目完成验收。在完成与德国PTB的国际比对工作后,于2019年仪器通过鉴定和国家基准评审(图18)。该基准仪器采用了独立的激光跟随测量系统和独立的CNC测头运动轨迹生成系统(“驱动”和“测量” 两套系统独立又关联的设计)。该基准仪器的技术特点可归纳为:具有一维气浮回转工作台具有负载偏心下的角度自校准、二维激光干涉测长布局降低仪器阿贝误差、三维平行位移机构探测系统的测杆变形补偿、六轴联动主从级闭环精密驱动控制和采集等技术,以及自主建立的仪器精度补偿模型和相应误差补偿软件。这台由西安爱德华协助开发的超高精度和高稳定性的新一代齿轮螺旋线/渐开线测量装置的研制成功,标志着我国可直接溯源的复合式齿轮螺旋线/渐开线基准测量装置的技术指标达到了国际先进水平。该基准仪器实现了齿轮参量最短溯源链的直接溯源,其二路激光跟随测长误差0.1μm,修正后的探测系统误差0.3μm,修正后的回转台角误差≤0.15”;经比对测试,其螺旋线偏差测量不确定度为0.9μm/100mm (k=2)。其对外提供校准测量服务能力为:测量范围:β(0°-60°),d ( 25-400 ) mm 测量不确定度:螺旋线倾斜偏差(0.9-1.2)μm/100mm(k=2),螺旋线形状偏差0.8μm(k=2) 螺旋线总偏差(1.2-1.5)μm/100mm(k=2)。值得提及的是,2009年,中航工业北京长城计量测试技术研究所更新研制的JLC齿轮测量中心基准仪器,测量齿轮渐开线样板基圆半径的不确定度: 当rb=100mm,U=1.1μm(k=3) ;测量齿轮螺旋线样板螺旋角的不确定度:当β=15°,U=1.0μm/100mm(k=3),因此也成为代表当时我国齿轮测量中心制造/升级再制造的顶尖水平之作。(a)(b)(c)图18 国家计量院“齿轮测量基准仪器”设计原理和消除周期误差的有12个读数头光栅的圆光栅(6)2021年,通用技术集团哈量公司研发了具有自主知识产权的 ”L45P高精度计量型三维齿轮测量中心“(图19),该仪器具备高精度机械主机、误差修正补偿技术、多功能智能化实时测控系统及三维齿轮测量软件等多项自主关键核心技术,具有在线分析、自我诊断功能,具备稳定性高、扩展性强、抗干扰等优点。其配套的三维齿轮测量软件具有圆弧圆柱齿轮、弧锥齿轮、转子、弧齿刀盘等检测功能,仪器还具备测针库管理、空间修正、数据安全与管理等功能,是我国高精度计量型齿轮量仪又一突破,整体技术达到国际先进水平,是中国科协2021“科创中国” 榜“突破短板关键技术榜(装备制造领域)”十个项目之一。图19 哈量计量型L45P三维齿轮测量中心3 弧锥齿轮测量中心及其闭环制造系统使CNC齿轮测量中心集成弧锥齿轮的测量和制造(1)2005年哈量和精达分别在北京国际机床展会上展出拥有弧锥齿轮测量功能软件的CNC齿轮测量中心。哈量展出3903A齿轮测量中心(见图9a),与重庆工学院合作、在国内首先成功开发的齿轮测量中心锥齿轮测量软件所测得的锥齿轮三维齿廓误差(见图9c);此后精达、智达也各自开发了相应的锥齿轮测量软件应用于齿轮测量中心产品。(2)2015年哈量在展会上重点推介“锥齿轮数字化网络化闭环制造系统”。该系统将哈量生产的数控锥齿轮切齿机床和数控锥齿轮磨齿机床与数控锥齿轮测量仪器——锥齿轮测量中心等整合集成,融通锥齿轮的设计加工及检测软件,实现锥齿轮加工参数的反馈调整,成功构建了锥齿轮闭环制造系统(见图20);中大创远集团和智达合作于同年展出了类似锥齿轮闭环制造成套技术和仪器产品。该年展会呈现了我国锥齿轮智能化制造技术与装备发展的新景象、新格局。2017年哈量集团长沙哈量凯帅(现更名为长沙津一凯帅)还展出了HCS260硬齿面螺旋伞齿轮加工刀盘调刀仪(见图22)和CNC L65G高精度螺伞齿轮测量中心。(a)(b)(c)图20 哈量锥齿轮数字化网络化闭环制造系统和齿廓反调计算图形图21 工具所GCW300 CNC滚刀测量仪图22 哈量硬刀盘检测仪(3)2019年,哈量展出了具有自主知识产权、最新版本成套“螺旋锥齿轮闭环制造系统”(见图4)。它包括螺旋锥齿轮铣齿机/磨齿机/铣齿刀刀盘/刀条/刀具装调机和齿轮测量中心等螺旋锥齿轮和切齿刀具的所有加工制造和测量装置的硬件和软件,(借助于物联网)进行数据信息的融合集成,对我国螺旋锥齿轮制造业的发展,具有标志性的示范引领作用。4 齿轮刀具测量中心及其闭环制造系统是CNC测量齿轮中心在齿轮刀具制造中的数字化应用在齿轮刀具测量领域,工具所于1989年开始开发专业的卧式CNC光栅式齿轮滚刀测量仪GCW200,经不断改进后于2005年前后推出花岗石底座的GCW300(图21),具有一定的卧式齿轮测量中心的功能。哈量集团2017年展出的弧齿锥齿轮的铣刀盘和硬齿面螺旋伞齿轮刀盘的CNC刀盘装调检测仪(图22),在弧齿轮加工刀具的数字化闭环制造上,为我国做出了突破性重大贡献。值得一提的是,西安工业大学和汉江工具厂在1995年合作开发了我国首台CNC齿轮测量中心样机后,又于2009年在北京展出了成功合作开发的全套国产数控刀具离线闭环制造系统和装备——数控齿轮刀具磨齿机+CNC齿轮测量中心+数控砂轮修整机+数据处理平台(图23)。首次实现齿轮测量中心与数控砂轮修整机之间的数据整合集成,成功构建了国内首套离线齿轮刀具闭环制造系统。据悉,近期西安工业大学和秦川机床及汉江工具合作,正在进一步开发高新水准的、数字化网络化智能化的齿轮刀具制造闭环系统。图23 西安工业大学-汉江工具联合研发的齿轮刀具离线闭环制造本文作者:谢华锟,邓宁
  • 回顾近二十年我国齿轮量仪的发展(下)
    前文回顾:近二十年我国齿轮量仪的发展(上)5 CNC大齿轮测量中心和超大齿轮测量系统是CNC齿轮测量中心在大齿轮及超大齿轮测量的扩展和创新(1)1989年,工具所推出的局部CNC式1.2m大齿轮测量仪CZE1200D,如前所述,该仪器由单片式计算机控制步进电机二联动,首次实现齿轮量仪螺旋线的CNC数控数字化测量。其改进型为2015年的CZE1200DA齿轮测量仪(图24);图24 工具所CZE1200DA齿轮测量仪(2)2004年,哈量国内首次开发2m CNC大齿轮测量仪CNC3929,改进型为CNC L200(图25);图25 哈量L200 CNC大齿轮测量中心(3)2011年,精达创新设计开发2.5mCNC大齿轮齿轮中心,其改进型为JLR300(图26),在国内创新采用了三坐标三联动(θ,X,Y)的渐开线成形原理,实现沿端面啮合线对大齿轮渐开线齿廓精度的测量,即“NDG”法向展成测量原理;精达公司将该原理创新应用于小模数齿轮的测量中,取得了良好效果。图26 精达JLR300大齿轮测量中心(4)2017年,哈尔滨同和光学公司展出精密CNC大齿轮测量中心T150A(图27)。作为哈尔滨工业大学精密超精密加工和测量设备领域的科技成果产业化基地的哈尔滨同和光学展出的大齿轮测量中心,集成了超高精度气浮轴系、气浮托盘调心技术及直线电机驱动等先进技术。近年不少国产大型CNC齿轮测量中心,如哈量CNC L200(见图25)、精达JW型(图28)和智达ZD(图29)型大齿轮测量中心,都采用了5轴坐标系统结构布局,即径向坐标采用了上下二层,既简化机械结构又可减少测头阿贝误差,具有提高仪器稳定性和精度等优点。智达2020年新开发的Z系列大齿轮测量中心甚至采用了三种齿廓测量原理:法线极坐标、极坐标和啮合线测量原理,以适应不同用户需求。仪器采用全新分层控制理念的3U架构全闭环控制器实现动态位置全闭环控制,仪器性能得到了提升。图27 哈尔滨同和T150A齿轮测量中心图28 精达JW型齿轮测量中心图29 智达ZD型齿轮测量中心(5)2013年,北京工业大学成功开发了用于超大齿轮的双测量装置集成综合测量系统——“激光跟踪+三维平台”在位测量系统(图30),首次进行了大胆创新和探索,在超大齿轮的测量理论、技术和实践上,取得了令人可喜的成果。(a)(b)(c)图30 北工大超大齿轮旁置式双测量装置集成综合测量系统6 自动化智能化齿轮测量分选仪器/系统实现CNC齿轮测量中心在齿轮生产现场在线测量(1)2005年,工具所推出车间用齿轮在线三维双啮测量分选机CQPF2000, 随后哈量—北工大也成功开发出3501齿轮分选机(图31),能在线实现批产齿轮径向综合三维误差测量及分选功能。图31 工具所及北工大—哈量齿轮三维双啮测量机(2)2013年,精达为东风汽车变速箱生产线开发了JDFX-1型齿轮自动分选机,用机械手实现半自动盘/轴类齿轮的双啮检测和分选。2015年精达、智达及金量展出风格迥异的双啮式齿轮自动/半自动分选机(图32)。2015年,南京二机床展出了由六轴机器人操作的“智能化齿轮加工岛”(见图5),在实现齿轮无人化双啮自动检测的同时,通过网络连结,能根据测量结果进行反馈,对系统中的数控滚齿机和剃齿机的加工参数进行智能化调整后再加工,实现批产齿轮闭环质量控制与制造,在我国圆柱齿轮制造业的数字化、智能化和自动化中树立了发展标杆。哈量于2017年推出具有时代感的3503齿轮分选机(图33)。此外还有2005年秦川机床推出的在数控磨齿机上的数字化在机测量装置,近年在国内也得到重视,国产全自动流水线齿轮分选机的开发发展迅速。其中,哈尔滨精达和智达(图34)都有相应产品系列相继问世,服务于齿轮制造企业。以上齿轮分选机基本上都是以齿轮双啮仪为检测仪器。在提升齿轮双啮仪的自动误差补偿功能上,精达于2017年展出了获得专利的补偿式齿轮智能双面啮合检查仪产品,既提高仪器测量精度也满足了国际市场标准要求,该双啮仪的补偿功能引起行业的关注与好评。(a)(b)图32 精达半自动在线分选机(a)(b)图33 哈量3503齿轮分选机(a)和秦川机床在机测量(b)(a)(b)图34 精达JFE全自动流水线齿轮分选机(a)及智达2020年为浙江双环传动改造的日本制造桁架式齿轮在线检测分选设备(b)(3)2020年,智达为株洲齿轮有限公司提供了2台六轴机器人齿轮在线快速智能检测系统(见图6),集成了包括国产CNC齿轮测量中心和齿轮双啮测量仪以及意大利光学图像测量仪在内的3台检测功能各异的齿轮精密测量仪器,实现在线轴类齿轮零件的精度检测和质量统计及分选,充分显现了我国齿轮在线检测成套技术和装备的开发制造能力,在数字化、智能化和自动化方面已经提升到了一个崭新高度。7 齿轮整体误差测量仪技术传承难能可贵,新的发展令人期待和鼓舞1970年前后,由工具所黄潼年为首的我国齿轮制造与测量业界众多科研技术人员共同努力,创新开发的成套齿轮整体误差测量技术,致力于研究分析,力图探索齿轮的几何形状及位置精度和齿轮的啮合运动综合精度之间的因果关联。齿轮整体误差技术目前可大致分为三类:即采用坐标式几何解析测量法的齿轮静态整体误差测量技术、采用啮合滚动点扫描测量法的运动态齿轮整体误差测量技术以及与虚拟数字化测量齿轮或虚拟数字化配对工件齿轮进行啮合滚动的虚拟啮合滚动点扫描测量技术,三者都归类于运动几何测量原理。测量项目有:静态齿轮整体误差曲线族、运动态齿轮整体误差曲线族以及虚拟齿轮整体误差曲线族。期待今后会有传动动力态齿轮整体误差测量技术及相应曲线出现。(1)2002年,工具所持续开发锥齿轮整体误差测量技术,建立了锥齿轮局部互换性测量的相对测量体系,实现锥齿轮齿廓二次局部基准误差的补偿(图35),曾应用于青岛精锻齿轮厂。(a)(b)图35 工具所锥齿轮整体误差测量仪及局部互换性测量体系(2)至2007年,工具所不断改进并生产齿轮整体误差测量仪系列产品,包括CZD1200EA齿条式圆柱渐开线齿轮整体误差测量仪(见图24)、CZ450蜗杆式圆柱齿轮整体误差测量仪(图36)及用于小模数圆柱齿轮的CZ150蜗杆式测量仪(图37)。图36 工具所CZ450齿轮整体误差测量仪图37 工具所CZ150小齿轮测量仪(3)2015年,工具所和北工大相继成功开发出齿轮单面啮合差动式小模数齿轮整体误差测量仪(图38)。(4)2015年,北工大在蜗杆式圆柱渐开线齿轮整体误差测量理论和啮合计算上取得重大突破,在大幅提高齿轮误差测量范围评定精度和可靠性的基础上,成功开发出齿轮在线快速测量机及相应测量系统(图39)。测量机采用蜗杆式间齿单啮整体误差测量原理,集成了实施自动上下被测齿轮工件的工业机器人,组成了可用于汽车齿轮生产线的在线检测系统。该齿轮在线自动检测系统已于2015 年底在北齿和浙江双环二个企业的生产现场中得到了实际使用。图38 差动式整体误差测量仪图39 北工大齿轮在线测量机(a)(b)图40 基圆智能小模数齿轮影像测量系统和虚拟整体误差曲线(5)2021年,原北工大博士后和基圆智能科技(深圳)有限公司合作,在2015年齿轮整体误差测量与啮合计算的突破成果基础上,成功开发出CVGM小模数齿轮测量软件和配套的小模数齿轮机器视觉影像测量系统(图40),实现微小/小模数齿轮的在线快速测量。该CVGM软件系统除了采用齿轮整体误差测量理论,能够按照齿轮精度标准迅速计算得到传统小模数齿轮的单项几何误差,还能以虚拟(静态、运动态)齿轮整体误差(曲线)方式表达测量误差数据,从而大大扩展了该测量系统的齿轮误差分析和综合能力,为我国批量小模数精密齿轮快速测量开创了一个新局面,也大大丰富了我国开创的齿轮整体误差测量理论和实践。8 齿轮传动链综合测量仪呈现良好势头,开辟了齿轮测量仪器发展新天地从单个齿轮的几何精度测量与质量评价,进入到对齿轮副传动链的使用性能测试和评估,这可以看成是我国齿轮质量保障体系更为重要的一个环节和阶段,是我国齿轮制造从单个零件制造向关键传动部件制造发展质量保证提升的重要标志。近年国产齿轮传动链综合测量仪的蓬勃发展也揭示了这个发展趋势。秦川机床工具集团近期荣获的2021年度中国机械工业科学技术进步奖一等奖的项目“工业机器人精密减速器测试方法与性能提升技术研究“ ,充分显示了我国在国产减速器测试技术与实践领域所取得的丰硕成果。(1)2005年,重庆工学院和内江机床厂合作开发并提供的YKN9550锥齿轮滚动检验机产品(图41);图41 YKN9550滚动检验仪(2)2017年,北京国际机床展览会上,精达首次展示了国产齿轮传动装置/传动链综合测量仪产品(图42),该仪器可实现齿轮装置运动性能和传动性能的综合检测,包括速度、载荷及温度等参数变量下传动链综合性能的精确测量与分析。智达展示了为谐波减速器开发的综合性能测试仪(图17)。图42 精达传动链综合检测仪(3)2019年,北工大、北京市精密测控技术及仪器工程研究中心在国际机床展览会上展出新开发的RV减速器传动链测量仪和小模数锥齿轮综合误差滚动测量仪(图43a);2021年又开发了用于额定输出扭矩达1500Nm的RV减速器综合性能测试台(图43b)。该测试台集先进传感器、数据采集、控制技术与一体的高精度测试仪器,可测量RV减速器的传动误差、回差、扭转刚度、背隙、空载摩擦扭矩、启动转矩、反向启动转矩、传动效率等多种性能参数,选配不同附件可实现多种规格RV减速器的综合性能测试,已为厦门理工大学、集美大学及河南科技大等提供了产品。(a)(b)图43 北工大精密中心RV减速器综合性能测试仪及测试台9 一级齿轮精度基准的精心制作创建,成绩斐然;非渐开线基准的新途径探索,别有洞天(1)大连理工王院士团队通过几十年埋头实干,以工匠精神铸造出我国精品齿轮样板:研制出一级精度渐开线基准样板(图44)和标准齿轮;成套的超精加工测量理论、超精加工测量技术和制造工艺、成套超精加工的技术装备,为我国齿轮精加工和超精加工奠定了坚实基础。图44 大连理工一级精度渐开线基准样板(2)近年国家计量院研制开发了我国首个国家级直径1m齿轮形渐开线齿轮精度基准(图45),其技术参数供参考(见表1)。表1 中国计量院标准大齿轮参数图45 计量院基准齿轮(3)北工大研制开发了我国非渐开线齿廓精度基准:2011年开发的双球式非渐开线齿廓精度样板和2021年的双轴圆弧形齿廓精度样板(图46)。尝试探索一条新的途径来解决高精度及超高精度渐开线实物基准,尤其是解决大尺寸高精度渐开线实物基准的制造难题,以利于更切实地建立起具有我国特色的大尺寸齿轮几何精度的实物溯源体系。(a)(b)图46 北工大双球和双轴圆弧非渐开线样板10 结语北京国际机床展览会作为我国机床工具制造业改革开放的窗口和平台,是我国机床工具行业技术进步和发展的重要标杆和旗帜。自1989年创办以来,北京国际机床展览会是迄今为止我国规模最大、历时最久的机床工具展览会。经过多年不懈努力,已荣登当今世界四大国际机床工具展览会之列, 成为推动我国机床工具行业对外技术交流和商贸合作的重要平台。近20年来,北京机床展览会上真切展现了我国精密数控齿轮量仪的发展历程,揭示出我国精密数控齿轮量仪的发展方向是数字数控化、信息网络化、自动智能化,集成融入生产制造全过程是必由之路;从被动地在计量室进行齿轮精度质检,到生产一线现场批量齿轮的在线自动化快速检测,再进一步融入生产过程,通过测量数据处理实时反馈调整加工参数、实施齿轮的闭环制造,甚至实现了包括齿轮刀具在内的闭环齿轮物联网制造系统的建立。作者不能不由衷感叹我国齿轮量仪制造行业所取得的可喜成就和坚守实干敬业的奋发精神,更体会到党和政府领导下改革开放方针政策的英明正确。“制造业是国民经济的主体,是立国之本、兴国之器、强国之基。十八世纪中叶开启工业文明以来,世界强国的兴衰史和中华民族的奋斗史一再证明,没有强大的制造业,就没有国家和民族的强盛。打造具有国际竞争力的制造业,是我国提升综合国力、保障国家安全、建设世界强国的必由之路。” 为响应“中国制造2025”国家发展战略,支持并强化国产齿轮量仪制造业关键部件国产化精制化和齿轮测量与加工制造信息的网络闭环智能化,打造具有国际竞争力的齿轮量仪制造业,是我国齿轮制造业大国向齿轮制造业强国发展的必由之路。近来由北工大石照耀教授牵头的“小模数粉末冶金齿轮(MM/PM)高速高效大规模制造成套技术与产业化”项目,荣获“2021年度广东省科学技术奖”科技进步一等奖。该项齿轮制造成套技术与产业化的成功实施,显示了我国向齿轮制造强国目标阔步前进的强劲步伐。
  • 齿轮制造有了国产测量“慧眼”
    p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: & quot times new roman& quot " 齿轮是现代传动装置中关键的基础元件之一,被广泛应用于机械装置和工业设备中。准确、快速地检测齿轮的各项误差是控制齿轮精度和提高传动质量的关键。然而,国内齿轮测量装置存在着测量驱动和误差评定系统不完善、测量效率低下的问题。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: & quot times new roman& quot " 面对圆锥齿轮或特殊齿轮等复杂型面齿轮甚至出现难以测量的困境,扬州大学机械工程学院教授宋爱平带领团队进行了5年多的攻关,成功设计出一款齿轮激光精密测量装置,目前该装置已进行应用测试。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 176, 240) font-family: & quot times new roman& quot " strong 自主研发 弥补短板 /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: & quot times new roman& quot " 国内现有的齿轮测量装置可分为齿轮啮合检查仪、CNC齿轮测量中心、齿轮在线测量分选机三种,在设备稳定性、系统精度、适用范围,特别是测量软件和测量方式上与国外产品仍然存在一定的差距。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: & quot times new roman& quot " “这些齿轮测量中心专用设备并不完善,操作复杂、测量时间长、人工测量效率低下、精度不足,制约了国内齿轮制造精度的提高。”宋爱平告诉《中国科学报》,齿轮作为机械传动部件中的重要部分,其精度直接决定了机械传动的稳定性,因此对其生产制造的要求也越来越严格,对齿轮制造精度的检测成为企业生产过程中的重要环节。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: & quot times new roman& quot " 针对这些问题,从2014年开始,宋爱平带领团队开启了研发高效率齿轮激光精密测量装置之路。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: & quot times new roman& quot " 宋爱平团队研发的测量装置针对目前接触式齿轮测量方法的不足,创新性使用了非接触式测量法,有效提高齿轮的测量精度与效率,同时建立齿面全信息数据处理方法,开发齿轮几何偏差分析软件,有效测量处理齿轮误差信息。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: & quot times new roman& quot " 据宋爱平介绍,该测量装置操作简单,效率高并且能够适用于多种齿轮类型,可以对直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、圆锥齿轮以及摆线齿轮进行齿距、齿廓和径向跳动偏差的测量分析,弥补了国内齿轮测量装置在适用性、使用精度上的短板。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 176, 240) font-family: & quot times new roman& quot " strong 推动齿轮制造精度提升 /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: & quot times new roman& quot " 理想的齿轮测量中心应具备操作简单、工作高效、适用面广的特点。为了达成这一目标,宋爱平创新采用激光三角测距法,这是一种高速、高效、高精度的具有广阔应用前景的非接触齿轮测量方法。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: & quot times new roman& quot " 宋爱平解释说,与传统接触式测量相比,激光三角法测量避免了测头与工件表面的接触压力,同时解决了接触测头半径较大带来的横向分辨率问题,对比其它非接触测量方法,测量精度和测量范围都有很大的提高,并且对待测物体表面尺寸要求较低,可以胜任微小齿轮的轮廓测量和大型齿轮的形貌测量。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: & quot times new roman& quot " 此外,激光三角法采用非接触式测量法,能有效简化测量的前置步骤,从而提高测量效率。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: & quot times new roman& quot " “该测量装置基于激光三角测距法,具有实现对齿轮形面的精密测量、对齿轮外表面实际形状的高精度几何建模、实现齿轮副的综合传动误差分析、保证测量系统对复杂齿形测量的适应性这几大创新点。”宋爱平表示。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: & quot times new roman& quot " 激光测量可以不干扰被测物体的运动,具有精度高、测量范围大、效率高、空间分辨率高等优点。同时,运用激光反射法能连续测量物体、单点采集形面数据,克服常用齿轮的齿面反射性不足等问题。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: & quot times new roman& quot " 为实现对齿轮外表面实际形状的精确几何建模,解决测量驱动和误差评定系统研发的重大课题,宋爱平团队新研发的软件通过样条曲线构建齿轮截面轮廓曲线,将齿轮实测数据模型与理想模型相比较,采用图形变换、插值样条分析、多点曲线拟合技术,实现齿轮全方位几何偏差的测量与分析。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: & quot times new roman& quot " 目前,该团队已研制出的齿轮激光测量装置可以对多种圆柱齿轮实现几何测量与基本偏差分析,并已申请“一种基于激光位移传感器的齿轮测量装置及齿轮测量方法”“一种基于激光 位移传感器的齿轮测量装置”“一种多自由度激光位移传感器系统及弧齿锥齿轮测量方法”“一种蜗杆测量方法”4项发明专利,已授权2项。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: & quot times new roman& quot " 宋爱平表示,希望随着齿轮测量方法的应用,可以解决目前国内企业齿轮测量方面的难题,实现国内齿轮检测领域的自主创新,推动齿轮制造精度的提升。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: & quot times new roman& quot " 《中国科学报》 (2019-08-22 第8版 装备制造) /span /p p br/ /p
  • 一文掌握我国三坐标测量机发展历史与市场现状
    三坐标测量机(Coordinate Measuring Machine,CMM)是指在一个六面体的空间范围内,能够表现几何形状、长度及圆周分度等测量能力的仪器,又称为三坐标测量仪或三次元。回顾三坐标测量机发展史坐标测量机问世于19世纪60年代,最早的坐标测量机是一个仅仅配备X、Y、Z三轴数显的三维设备。据悉,第一台三坐标测量机由英国Ferranti开发。之后,英国LK公司宣称生产了第一台桥式测量机。1973年,蔡司成功制造出全球第一台CNC坐标测量机-UMM 500并首先使用计算机辅助工件坐标系代替机械对准,从此测量机具备了对工件基本几何元素尺寸、形位公差的检测功能。70年代中期,我国才开始三坐标测量机的研制,主要制造测量机的厂商有北京航空精密机械研究所(303所)、北京机床厂、上海机床厂、北京第二机床厂、天津大学、青岛前哨精密研究所、新天光学厂等等。由于当时测量机集成了光、机电一体化、补偿等技术因素,而国内水平有限,测量机的研制水平较低,主要以仿制外国产品为主,且没有成套的产品线。80年代,国内的生产厂商与国外生产厂商陆续合作,从国外引进生产许可证来生产,例如北京航空精密机械研究所和上海机床厂通过取得德国Leitz的生产许可证来生产测量机。1984年,青岛前哨精密研究所投入资金和科研团队研制测量机,并于1988年成功地制造出全花岗岩的高刚度高精度桥式固定测量机ZC8645,并在此基础上继续研发出多种不同尺寸、不同结构类型的测量机。到了90年代,青岛前哨精密研究所已经成为国内最主要的坐标测量机制造商。90年代,国内大型制造厂商的生产要求越来越高,对于测量机的需求越来越多,但其国内的生产和技术水平远达不到其测量标准。经过协商谈判,青岛前哨精密研究所与荷兰英狄沃斯公司成立了国内第一家测量机合资公司——青岛前哨英柯发设备有限公司,其技术水平与国际接轨。从1996年开始,青岛前哨英柯发设备有限公司产品稳坐国内第一宝座,并不断出口到国外多个地区。1999年,青岛前哨精密研究所与世界权威测量机制造厂商Brown&Sharp合资,成立了青岛前哨朗普测量技术有限公司(Brown&Sharp前哨)。之后,Brown&Sharp集团被海克斯康集团收购。2004年,青岛前哨朗普测量技术有限公司更名为海克斯康测量技术(青岛)有限公司。目前,我国测量机的主要生产厂商有303所、西安爱德华、青岛雷顿等,国际比较著名的测量机生产厂家主要有瑞典海克斯康、德国蔡司、德国温泽以及日本三丰等公司,其中计量型测量机市场主要被蔡司和海克斯康垄断。国内外三坐标测量机产品比较目前,国内与国外产品的差距主要体现在以下三个方面:从精度等级上看,进口精密计量型测量机能达到0.5微米以内的检测精度,而国产设备最高仅能达到0.8微米,且测量行程低于进口机型。进口机型从结构设计到材料呈现多方向发展状态,而国内多家厂商的产品在结构和材料上几乎完全相同,缺少创新能力。进口机型的控制系统、测头及测量软件等一般都具有自主知识产权,掌握全部或大部分核心技术;而国产机型除机械本体外,其余关键组成部分均采用国外品牌,自主研发能力较弱,缺少核心技术。国外计量型坐标测量机产品性能参数国内计量型坐标测量机产品性能参数注:表来自 王帼媛,张忠欣. 坐标测量系统精度提升技术研究. 2019航空装备服务保障与维修技术论坛暨中国航空工业技术装备工程协会年会论文集. 表中精度的计算公式中:L为所测长度尺寸值,单位mm。国内三坐标测量机的主要差距三坐标测量机主流厂商及其产品目前,我国市场上三坐标测量机的主要进口仪器供应商有:瑞典海克斯康、德国蔡司、德国温泽、日本三丰、日本东京精密等。国内厂商主要有:西安力德、西安爱德华、北京303所、深圳力合、青岛弗尔迪、青岛雷顿等。其中,海克斯康和蔡司产品在中国市场的占有量较大。另外,中国三坐标测量机厂商主要集中在西安和青岛两地。海克斯康自成立以来,已收购200余家公司,现有七个产业单元:智能制造、测量、PPM(工程类软件研发)、智慧方案、矿山、自主定位、农业。在中国,海克斯康集团拥有徕卡测量系统贸易(北京)有限公司、徕卡测量系统(上海)有限公司、海克斯康测绘与地理信息系统(青岛)有限公司、海克斯康测量系统(武汉)有限公司、台湾海克斯康测量仪器股份有限公司、思瑞测量技术(深圳)有限公司等各类经营实体。其中,海克斯康测量技术(青岛)有限公司是海克斯康计量产业集团的核心成员和九大测量机制造基地之一。海克斯康三坐标产品涵盖高、中、低端市场,且主要在中、低端市场,在中国测量机行业的市场占有率较高。海克斯康对外表示:其在中国测量机行业的市场占有率超过45%,客户广泛分布在汽车行业、航空航天、电子行业、模具工装、精密制造、国防军工、重工能源和家电等领域,尤其中国军工企业所使用的超高精度三坐标测量机,98%由海克斯康生产制造;其三坐标设备销售额位于全球前三。蔡司(ZEISS)是一家制造光学系统、工业测量仪器和医疗设备的德国企业。公司的名称来源于它的创始人之一——德国光学家卡尔蔡司。它由卡尔蔡司(Carl Zeiss)、恩斯特卡尔阿贝(Ernst Karl Abbe)和奥托肖特(Otto Schott)于1846年在耶拿(Jena)建立。卡尔.蔡司集团由六个独立运作的部门组成,即半导体技术、医疗系统、显微镜、工业测量技术、电子光学系统和消费光学产品。蔡司的三坐标测量机主要为技术型的中高端产品,在我国的市场占有率也较高。蔡司其客户主要集中在汽车、飞机、机械工程等行业。蔡司对外表示:几乎所有的组车厂都有蔡司的三坐标,如一汽大众,占据了其测量产品99.9%的份额;其三坐标设备总销售额位于全球前三。德国温泽集团(WENZEL)创立于1968年,是一家计量解决方案制造商,产品涵盖三坐标测量机、齿轮测量中心、工业CT、模具设计制造、高速测量和数字化系统以及逆向工程等领域。温泽现在全球范围拥有16家子公司,销售及服务伙伴遍及50多个国家和地区的跨国集团。2005年,温泽测量仪器(上海)有限公司在中国成立,主要负责中国及亚洲地区的标准三坐标测量机的组装生产以及温泽全系列产品的销售。温泽三坐标产品主要应用于汽车制造、机械工程、机电制造及其配套领域,在中国具有一定的销售额。日本三丰(Mitutoyo)成立于1934年,向全球范围的广大市场提供千分尺、卡尺等量具以及三坐标测量机、形状测量系统、视像测量系统及光学仪器等系统精密测量仪,是全球综合长度测量仪器的制造商巨头。于2001年成立了以销售服务为主的现地法人企业——三丰精密量仪(上海)有限公司(上海三丰),并以此为契机,于2004年成立了以华北地区为主的销售服务基地的现地法人,三丰精密量仪(天津)有限公司(天津三丰),包括合资的Leeport Metrology公司。2012年,上海三丰与天津三丰进行组织统合。目前,三丰公司在中国完成了华北、华中、华东、华南地区的销售和服务等统合,由三丰精密量仪(上海)有限公司统一管理。三丰产品主要应用于模具、电子、塑胶、五金机械、家居、汽车等领域,在中国市场具有一定的份额。东京精密(ACCRETECH)主要从事半导体加工制造设备及精密测量仪器,并在华成立全资子公司东精精密设备(上海)有限公司,主要生产销售三坐标测量仪、表面粗糙度、轮廓形状测量机、圆柱度测量机、光学测量机,以及半导体制造设备。东京精密三坐标主要应用于模具、车身等,其品牌影响力不如蔡司和海克斯康,在中国有一定的销售额。西安力德测量设备有限公司是一家中英合资的三坐标测量机制造商,2005年成立,位于国家级西安高新技术产业开发区。三坐标测量机产品有:EXPERT系列高精度移动桥式三坐标测量机、FLY系列移动桥式三坐标测量机、GREAT系列单边桥式三坐标测量机、GREAT-D系列超大量程龙门式三坐标测量机、S系列车间型超高速三坐标测量机、DRAGON系列手动三坐标测量机、TOP系列超高精度固定桥式三坐标测量机等。其产品主要应用于汽车、航空航天、船舶、电子、模具、教学等。爱德华是总部位于德国,在中国、德国和法国均设有研发与生产基地,横跨欧亚大陆的大型测量产业集团。西安爱德华测量设备股份有限公司,中外合资,自1997年成立,是中国较早从事坐标测量设备研发、生产与销售的企业之一。三坐标测量机产品有:Daisy系列移动桥式三坐标测量机、LEGEND系列桥式三坐标测量机、ML-III系列数控三坐标测量机、MGH系列高精度三坐标测量机、Dreamer系列复合式三坐标测量机、Perfect系列影像坐标测量仪、Perfect L系列影像坐标测量仪等。主要生产中小尺寸的生产型测量机,广泛应用于电子、汽摩、航空航天、船舶、高铁、模具、教育、国防安全等行业。中国航空工业集团公司北京航空精密机械研究所(北京303所)系中国航空工业集团公司所属的综合性基础技术研究所,成立于1961年,全国第一台激光陀螺、第一台电液伺服阀、第一台超精密车床、第一台三轴测试转台、第一台三坐标测量机、中华世纪坛旋转圆坛等均出自于该研究所。该研究所同时拥有测试技术及装备方向5个研究事业部及2个研究中心,分别从事惯性测试及装备、环境试验技术与设备、特种加工技术与设备、三坐标测量技术、精密导电滑环设计技术以及数字化检测技术等方向研究。三坐标测量机产品有:FUTURE系列三坐标测量机、GEM系列三坐标测量机、CENTURY系列三坐标测量机、LM 系列三坐标测量机、ORIENT 系列三坐标测量机等。北京303所是国内早期研究三坐标测量机的单位之一,国有研究所性质,具有硕士学位授予权。产品主要应用领域为航空航天、汽车、能源机械、模具、军工等。深圳力合精密装备科技有限公司成立于2017年,是由清华大学投资发展的国家高新技术企业,主要从事精密测量设备、卫星机电产品的研发和生产。三坐标测量机产品有:LIBRA固定桥系列、POLARIS移动桥系列、TAURUS龙门系列。目前业务分布于珠三角,长三角,北京、上海、天津、长春、成都、烟台及福州等地区。产品主要应用领域有模具、汽车、叶片、镜头、齿轮等。青岛弗尔迪测控有限公司于2011年01月28日成立,总部位于青岛市崂山区,是集研发、生产、销售为一体的专业三坐标测量机国家高新技术企业。青岛弗尔迪是青岛市质量技术监督局指定的三坐标检测基地、三坐标培训基地;是三坐标几何量行业内较早通过计量考核标准的企业;公司拥有多家分支机构,已具有年产500台三坐标测量机的生产能力;产品畅销国内外,出口量已达到销售总量的近50%。弗尔迪主要生产中小尺寸的CNC自动式和手动式测量机,在山东青岛地区有三坐标检测基地和三坐标培训基地。产品广泛应用于船舶制造、航空、航天、机械制造、汽车、精密制造、新能源制造、模具工装及高等院校等领域。公司具有年产500台三坐标测量机的生产能力。青岛雷顿数控测量设备有限公司成立于2006年,由位于美国马里兰州的Leader Metrology Inc 国际计量产业集团投资设立。Leader公司中国制造基地各类测量设备的生产能力已达每年1000台套。三坐标测量机产品有:Miracle系列三坐标测量机、Excellent系列三坐标测量机、Cruiser系列三坐标测量机、Metroking系列三坐标测量机、Navigator系列三坐标测量机、三维激光扫描测量机、Optek系列全自动三坐标影像测量仪、Tornado系列三坐标测量机等。广泛应用于汽车工业、航空航天、机床工具、国防军工、电子塑胶及模具等领域。
  • 石照耀教授牵头的重大科研仪器项目“小模数齿轮超精密测量仪器研制”正式启动
    2023年3月18日,由北京工业大学牵头,湖南科技大学、河南科技大学、湖南理工学院、温州大学和中国计量科学研究院共同承担的国家自然科学基金国家重大科研仪器研制项目“小模数齿轮超精密测量仪器研制”(52227809)启动会在湖南科技大学召开。会议承办单位湖南科技大学王卫军副校长、科技处万文处长、机电学院领导,北京工业大学科技发展研究院刘占省副院长,项目负责人北京工业大学石照耀教授,参加单位的项目负责人湖南科技大学赵前程教授、河南科技大学王笑一副教授、湖南理工学院张晓红教授、温州大学周宏明教授、中国计量科学研究院林虎副研究员,以及项目组骨干成员、研究生、来宾等,约40余人出席会议。石照耀教授主持会议。刘占省副院长和王卫军副校长分别致词,充分肯定了本项目的研发价值和对小模数齿轮行业发展的促进作用。石照耀教授做了项目主题报告,围绕研究背景、主要研发内容和技术方案展开,从“为什么”、“做什么”和“怎么做”的角度详细介绍了项目的总体情况。小模数齿轮(模数≤1mm)既是重大装备的核心件,又是民生产品的基础件;然而世界范围内,小模数齿轮基准级检测仪器及样板缺失。本项目将小模数齿轮超精密测量仪器的研制从“可测性”、“精度获取”和“量值传递”三方面展开,解决高精度小模数齿轮测量、量值传递和仪器校准难题,实现超精密测量仪器核心技术自主可控,对推动我国小模数齿轮产业升级意义重大。项目牵头单位骨干成员宋辉旭博士做了“项目任务分解与进度安排”报告,就项目的8大任务(下设42项二级子任务和134项三级子任务)进行了详细讲解,明确了各参加单位的任务,提出了具体的工作要求、考核指标和完成时间节点。同时,宋博士解读了与国家重大科研仪器研制项目相关的项目管理文件和财务管理制度文件,并汇报了项目组制定的相关管理办法。启动会安排了学术交流,中国计量科学研究院林虎副研究员做了“齿轮量值传递与溯源体系”的学术报告。报告从中国计量科学研究院情况介绍、齿轮量值传递与溯源体系、未来的发展与挑战三个方面详细介绍了我国计量体系、量值传递的模式与发展。大会最后,石照耀教授与各参加单位项目负责人共同签署了项目合作协议。项目启动会的正式启动标志着项目已进入到全面执行阶段。
  • 齿轮视觉检测仪器与技术研究进展
    齿轮视觉检测仪器与技术研究进展石照耀 1*,方一鸣 1,王笑一 2 1 北京工业大学北京市精密测控技术与仪器工程技术研究中心,北京 100124; 2 河南科技大学河南省机械设计及传动系统重点实验室,河南 洛阳 471003摘要:相对于接触式测量,机器视觉检测这种非接触式测量具有效率高、信息全、稳定性好、可识别缺陷等优点,在齿轮检测领域得到越来越广泛的应用。近十年来出现了影像仪、闪测仪、CVGM仪器、在线检测设备等多种基于机器视觉技术的齿轮检测仪器,它们既可以实现齿轮综合式测量,又可以实现齿轮分析式测量。回顾了齿轮视觉检测仪器的发展历程和特点,分析了齿轮视觉检测中边缘检测、亚像素定位、特征提取和模式识别等算法的研究和应用进展,总结了机器视觉在齿轮精度测量和齿轮缺陷检测两个方面的技术发展,并指明了齿轮视觉检测仪器与技术的发展前景。关键词:机器视觉;齿轮测量;齿轮视觉检测仪器;齿轮精度测量;齿轮缺陷检测1 引言齿轮是应用广泛的基础件,其质量直接影响齿轮传动系统的承载能力和寿命等。齿轮检测是分析齿轮加工误差来源、提高齿轮加工精度、保证齿轮产品质量的必备手段。齿轮测量可分为接触式测量和非接触式测量。由于齿轮形状复杂,精度要求高,传统的非接触式测量方法难以满足齿轮测量精度要求,因此传统的齿轮检测设备通常采用接触式测量方式。应用广泛的齿轮测量中心和齿轮双啮检查仪分别是齿轮分析式测量设备和综合式测量设备,均为接触式测量方式。随着计算机技术和视觉测量技术的进步,机器视觉测量精度逐渐提高,在一些场合已经可以满足齿轮检测的需求。相对于接触式测量,机器视觉测量具有效率高、信息全、稳定性好、可识别缺陷等优点,在齿轮测量领域应用越来越广泛。近年来出现了影像仪、闪测仪、computer vision gear measurement(CVGM)仪器、在线检测设备等多种基于机器视觉技术的齿轮检测仪器,它们既可以实现齿轮综合式检测,又可以实现齿轮分析式测量,更能进行齿轮缺陷检测。接触式测量属于串联测量模式,通过测量齿面上一系列点来完成某种测量目标,测量效率较低,大批量齿轮的在线全检是个挑战。此外,接触式测量方法只能测量齿轮的尺寸和精度,难以进行齿轮缺陷检测。目前齿轮产品的外观缺陷主要依靠肉眼筛查,一些细微缺陷还要借助放大镜、工具显微镜等辅助设备进行识别,这些设备检测效率低、误检率高,且无法对缺陷进行准确分类和溯源。齿轮视觉检测属于并联测量模式,一次测量可获取整个区域内的几何要素和外观缺陷数据,检测速度得到极大提升,可以用于大批量齿轮的全检;更重要的是能同时进行齿轮精度测量和齿轮缺陷在线检测。基于视觉的齿轮精度测量是齿轮精度理论与机器视觉技术的有机结合,作者将我国首创的齿轮整体误差理论融入齿轮视觉检测技术中,大大拓展了对齿轮误差的分析能力。齿轮缺陷在线视觉检测技术可实现对大批量齿轮的100% 全检,柔性和自动化程度高,既能实时反映生产状态,及时预警,也方便管理者掌控一定周期内产品质量变化,还可以根据大数据做进一步的质量评估、产能分析和工艺优化。2 齿轮视觉检测仪器如图1 所示,齿轮视觉检测仪器由工业相机、镜头、光源、计算机等几个主要部分组成。常用两种照明方式:图1(a)采用背光光源从待测齿轮下方照明,采集到的是齿轮投影图像,齿轮边缘锐度高、噪声小,此方式适用于齿轮精度测量;图1(b)采用正光光源从待测齿轮上方照明,采集到的是齿轮端面图像,能够凸显齿轮表面缺陷特征,此方式适用于齿轮表面缺陷检测。图1 齿轮视觉检测仪器构成(a)齿轮精度测量系统;(b)齿轮缺陷检测系统几十年来,齿轮视觉检测仪器经历了从只能“离线抽检”齿轮的“个别尺寸”,到结合齿轮精度理论做出齿轮“精度评定”,再到可以在生产现场“在线检测”的越,从通用仪器演变为专用仪器。常见的通用仪器有影像仪、闪测仪等,专用仪器有CVGM 仪器、齿轮在线检测设备等。2.1 影像仪影像仪(VMM)是小零件行业应用广泛的通用视觉检测仪器,可用于测量齿轮外径、孔径等几何尺寸。影像仪有手动式和自动式之分。手动式影像仪的成本较低,但调光、对焦、选点、修正等都依赖人工操作;测量齿轮时,需要人工取点来拟合齿顶圆、齿根圆等几何要素。世界上第一台由电机驱动的自动影像测量系统是1977 年由美国View Engineering 公司研发的“RB-1”系统。目前,国内外有众多企业生产自动式影像仪,典型有瑞典海克斯康、德国蔡司、日本三丰、深圳中图仪器、贵阳新天光电、苏州天准科技等。自动式影像仪在工作台的X、Y 和Z 轴方向可以精确移动,能够实现自动对焦,测量精度更高。通过示教或编程可以实现齿轮测量中的自动取点,但操作过程较为复杂,对操作人员要求高。自动式影像仪一般没有齿轮测量专用软件,能够测量的齿轮指标不全,不能进行精度评价和分析。传统影像仪视场一般较小,为了获取整个齿轮端面轮廓,需要进行图像拼接。手动式影像仪进行图像拼接时效率低、难度大,精度也较差。自动式影像仪可以实现图像的自动拼接,效率较高,但拼接成的图像存在亮度、对比度不均匀的现象,尺寸测量精度同样受到影响。2.2 闪测仪近年来,市面上出现一种新型的一键式影像测量仪(闪测仪),视场范围大,可以一次测量多个零件。日本基恩士的IM-8000 闪测仪可在数秒内同时完成最多100 个目标物、300 个部位的测量,可以任意摆放工件,一键自动识别,自动匹配测量。独特的亚像素处理技术可使图像分辨率达0. 01 pixel,测量精度达±2 μm。深圳中图仪器的VX8000 系列闪测仪也可实现同等级的测量精度。此外,闪测仪还可导入CAD 图,通过“比较测量”识别缺陷,如将实际齿廓图像与标准CAD 图的齿廓对比,可以得到缺齿、断齿等缺陷信息。闪测仪的测量效率相比传统影像仪显著提升,但价格昂贵,同样缺少齿轮精度评价专门功能。2.3 CVGM 仪器1980年代,日本和我国开始了齿轮激光全息测量技术研究。基本原理如图9所示,以单频的氦氖激光器为光源,首先在干涉测量系统获得参考标准齿面的全息图像,然后将标准齿面替换为被测齿面放置于干涉测量系统中,同时将已经拍摄到的全息图像置于系统中。测量时,激光经分光棱镜分光扩束后分为了测量光路和参考光路,其中测量光照射到被测齿面上。两束光线同时照射在全息图上,形成了被测齿面和参考齿面间的干涉条纹,并投影在接收屏幕上。在对条纹图像进行数据处理后,可以得到被测齿面相对于标准齿面的形状误差。在测量光与全息图像之间放入平行平晶,用来调整测量光的相位。对于模数0. 2 mm 以下的小模数齿轮,难以使用接触式方法测量齿廓、齿距、公法线长度等关键参数;现有影像式测量设备不能给出齿轮精度评价报告。如图2所示,CVGM 仪器专用于解决小模数齿轮测量难题,可在1 s内自动计算出齿廓、齿距、径向跳动、公法线长度、齿厚变动量、内孔尺寸、实际压力角等关键精度信息,自动根据齿轮精度标准ISO-1328对齿轮误差进行评级,输出完整的齿轮精度检测报告,并做出OK/NG 判断。CVGM 仪器的齿廓偏差测量精度为±3 μm,齿距偏差测量精度为±2 μm,具有强大的分析功能,可测量双向截面整体误差曲线(SJZ 曲线)。图2 CVGM 小模数齿轮测量系统(a)CVGM 软件;(b)CVGM 系统如图3 所示,CVGM 仪器使用齿轮整体误差曲线作为齿轮单项误差计算的中间体,即先由齿轮轮廓生成齿轮整体误差曲线,再由齿轮整体误差曲线计算出各单项误差;并以SJZ 曲线方式表达测量结果,大大提升了齿轮误差分析能力。图3 基于视觉的齿轮整体误差分析2.4 齿轮在线检测设备齿轮视觉在线检测设备一般都具有分选功能,根据检测结果把被测产品分成合格品、不合格品,或按齿轮精度等级分类,或按缺陷类型分类。该类设备结构形式有三种:直接集成在齿轮产品传送带上方,结构较简单;使用专用上下料机械手和其他辅助机构,结构最复杂;采用玻璃转盘式结构,应用最广泛。图4位于传送带上方的齿轮视觉在线检测设备,优点是占用空间小,但传送带运动不平稳和易磨损,产品摆放角度不固定,导致检测精度难以提高。由于传送带不透光,该设备无法获取齿轮与传送带接触面的图像,不能实现双面测量。图4 传送带式齿轮视觉检测系统图5 所示设备采用了机械手、导轨、转盘等部件,结合专门设计的自动检测装置完成齿轮上下料、检测、分选和摆盘等一系列操作。这类检测设备功能较强,但结构复杂,成本较高。图5 使用机械手和自动装置的齿轮视觉检测设备本团队研制了玻璃转盘式的注塑齿轮在线检测分选系统,如图6 所示,该系统已应用于注塑齿轮生产线,工作稳定,取得了突出的使用效果。玻璃转盘由伺服电机和精密减速器驱动,带动待检齿轮通过视觉检测工位,可保证图像采集过程中齿轮匀速平稳运动。转盘采用高透明玻璃材质,不需翻转就可得到产品底部的检测图像。由光电传感器定位齿轮在转盘上的位置,使用气动执行器将OK/NG 的齿轮吹入相应的存储盒实现自动分拣。该系统能够实现注塑齿轮黑点、毛刺、缺齿、断齿、翘曲变形等外观缺陷检测,也能完成常规几何尺寸和形位误差的测量,并能根据缺陷阈值、尺寸公差实时分选出合格品和不合格品,且具备报警功能。该系统对齿轮端面的检测时间小于0. 3 s,满足生产节拍的需求,特别是具有齿轮轴向测量功能。图6 玻璃转盘式齿轮视觉检测分选系统图7 为注塑齿轮在线检测分选系统软件界面。该软件具有自主知识产权,在软件数据库中贮存了常见齿轮型号及对应的尺寸公差和配置参数,包括CPK 分析和XR图分析,提高了参数输入效率。注塑齿轮在线检测分选系统兼具精密测量与缺陷检测功能,包括齿轮轴向高度、齿距、公法线、同心度等与齿轮精度相关的检测,齿轮外观缺陷识别准确率能满足注塑齿轮大批量在机检测需求。图7 注塑齿轮在线检测分选系统软件界面3 齿轮视觉检测技术齿轮视觉检测技术是齿轮视觉检测仪器的核心,涉及光学、电子学、计算机图形学、齿轮几何学等多个学科,内容覆盖光学成像、图像处理、软件工程、工业控制、传感器、齿轮精度理论等。近几年,与齿轮视觉检测技术相关的新技术、新理论、新方法大量出现,在多个核心问题上取得了重要的研究进展。齿轮视觉检测技术既有一般视觉检测的共性问题,又有齿轮视觉检测中的特殊问题。齿轮视觉检测的工作流程包括图像采集、图像预处理、边缘检测、齿轮精度评定或齿轮缺陷分析等,其中图像采集、图像预处理、特征提取、图像分割、边缘检测、亚像素算法等属于通用的视觉检测技术,而齿轮精度评定和齿轮缺陷识别属于齿轮视觉检测技术的个性问题。这里先从图像采集系统(硬件)和图像处理算法(软件)两个方面综述与齿轮视觉检测技术相关的共性问题的研究进展,然后从齿轮精度测量和齿轮缺陷检测两个方面介绍齿轮视觉检测技术中个性问题的研究进展。3.1 图像采集系统图像采集系统一般由计算机(主机)、图像采集卡、工业相机、镜头、光源等组成。工业相机按照传感器芯片种类可分为CCD 相机和CMOS 相机两种,传统上CCD 相机效果更好,但随着技术的发展,目前在一般应用场合CMOS 相机基本已经取代了CCD 相机。相机数据接口常见的有GigE 接口、USB 接口(USB2. 0和USB3. 0)、Cameralink 接口等。其中采用GigE 或USB 接口的工业相机可以直接通过线缆与主机通讯,不需要数据采集卡;而其他接口如Camerlink 接口的相机则需要配备图像采集卡才能与主机通讯。常用的工业镜头按等效焦距分类主要有广角、长焦、中焦、远心、微距镜头等。一般远心镜头的畸变更小,景深更大,可以消除“近大远小”的测量误差,更适合进行高精度的尺寸测量,因此在齿轮视觉检测领域使用最多的镜头为远心镜头。但远心镜头通常价格较高,对精度测量要求不高时,可用普通镜头替代。视觉检测领域常用的光源有点光源、面光源、条形光源、环形光源、穹顶光源、同轴光源等类型,其作用主要有强化特征和弱化背景、突出测量特征、提高图像信息、简化算法、降低系统设计的复杂度、提高系统的检查精度和效率。在齿轮精度测量领域常用的光源主要是面光源,面光源的光线具有更好的方向性,均匀性更好,齿廓更清晰;在齿轮缺陷检测领域主要使用穹顶光源、环形光源和同轴光源等,这些光源可使整个齿轮端面图像的照度十分均匀,突出缺陷特征。齿轮视觉检测的核心问题是测量精度和检测效率,这两个问题都与图像采集系统密切相关。为了提高测量精度,应当选用分辨率更高的相机;为了提高检测效率,需要选择分辨率低的相机,以减少需要处理的数据量,提高软件计算速度。精度和效率是一对矛盾,通过选用运算能力更强的计算机和改进图像处理算法的效率,可以部分地解决精度和效率的矛盾问题。无论是为了提高检测精度还是为了提高检测效率,选用精度更好的镜头和更加稳定的光源都可以改善整体的性能指标。3.2 图像处理算法齿轮视觉检测技术中用到的图像处理算法有图像预处理、边缘检测、亚像素定位、特征提取和模式识别等。其中图像预处理方法与机器视觉其他应用场合的预处理方法基本相同。3.2.1 边缘检测算法齿轮视觉检测中常采用的边缘检测方法有经典微分算子、小波变换和数学形态学。边缘检测算法能够把齿轮二维端面图像中的关键轮廓提取出来,得到轮廓像素点的坐标集合。根据轮廓点的坐标信息和相机标定参数就可以精确计算出齿轮的特征尺寸,包括齿顶圆直径、齿根圆直径、内孔直径、齿高、齿厚和齿距等。1)经典微分算子图像边缘一般是图像灰度变化率最大的位置,因此可用一阶/二阶导数来检测边缘,由此诞生了一系列经典微分算子。根据微分的阶数可以将经典微分算子分为两类:一类是通过寻找图像灰度值的一阶导数极值点来确定边界的一阶微分算子,有Roberts 算子、Prewitt 算子、Sobel 算子、Canny 算子;另一类是根据图像二阶导数的零点来寻找边界的二阶微分算子,有Laplacian 算子、LoG(Laplacian-of-Gaussian)算子、DoG(Difference-of-Gaussian)算子。对这些经典微分算子在齿轮边缘检测中的性能进行了比较,如表1 所示。表1 经典微分算子在齿轮边缘检测中的性能比较Canny 算子采用双阈值和非极大值抑制策略提升对噪声的抗干扰性,具有滤波、增强、检测多个阶段的优化,是性能最优良的微分算子。对于齿轮图像,采用Canny 算子提取的齿廓信息最完整,最接近实际齿廓,如图8 所示。图8 基于Canny 算子的齿廓提取2)小波变换小波变换具有良好的时频局部化特性和多尺度特性。良好的时频局部化特性使其特别适用于检测突变信号,而图像中的突变信号对应边缘,因此小波变换也适用于图像边缘检测。利用Harr 小波函数对齿轮图像进行重构,再结合Canny 算子提取重构图像的齿廓,比单独采用Canny 算子有更优的效果。多尺度特性使其能很好地抑制噪声。图像中的噪声和边缘都属于高频分量,经典微分算子引入各种形式的微分运算后必然对噪声较为敏感,而随着尺度的增加,噪声引起的小波变换的模的极大值迅速减小,而边缘的模值不变,这一特性可以很好地抑制图像噪声。提出一种基于Curvelet 变换的尺度与方向相关性联合降噪方法,该方法对齿轮图像进行降噪处理,在继承小波变换多尺度降噪的基础上,同时进行尺度内方向相关性降噪,可以为齿轮边缘检测提供高质量的输入图像。因此,小波变换是一种齿轮图像边缘提取的有效方法。3)数学形态学数学形态学是基于积分几何和几何概率理论建立的关于图像形状和尺寸的研究方法,其实质是一种非线性滤波方法,通过物体形状集合与结构元素之间的相互作用对图像进行非线性滤波。由于数学形态学提取边缘时容易造成间距小的低灰度轮廓的错位和合并,因此常将其与微分算子提取出的轮廓加权融合。相关文献就提出了一种融合Canny 算子和数学形态学的含噪声齿轮图像边缘检测算法,分别采用改进的Canny 算子和多尺度多结构元素灰度形态学边缘检测算子提取边缘;然后对两幅边缘图像进行了小波分解,得到各层子图像;最后对子图像进行自适应加权融合,并使用小波逆变换重构图像得到最终的边缘检测图像。相关文献采用数学形态学中的四邻域腐蚀法提取出边缘宽度,并将其作为单个像素的轮廓,测量分度圆直径为5 mm 以下的齿轮的齿顶圆直径和齿根圆直径,与千分尺测量结果差值的绝对值在2 μm 以内。3.2.2 亚像素定位算法数字图像是以离散化的像素形式存在的,传统边缘检测算法的测量分辨率只能达到一个像素级,提取出的边缘由像素块构成,边缘定位精度不高,如图9(c)所示。亚像素定位算法是在像素级边缘检测的基础上逐渐发展而来的,首先需要经过像素级边缘检测粗定位,然后利用粗定位边缘点周围邻域内的像素数据进行边缘点的亚像素级精确定位,如图9(d)所示。图9 亚像素边缘处理亚像素定位算法主要有三类:矩方法、插值法和拟合法。1)矩方法矩方法计算简便,应用于齿轮边缘检测可以减小测量误差。相关文献提出一种利用前三阶灰度矩进行亚像素边缘定位的算法,这是文献中最早提出的矩方法。随后基于空间矩、Zernike 正交矩的方法也相继被提出。相关文献利用基于Zernike 矩的齿廓边缘检测算法,对齿顶圆直径为49. 751 mm、齿数为23 的齿轮测得的齿顶圆直径、齿根圆直径的相对误差在0. 02% 以内,齿距累积总偏差的相对误差约5. 15%。相关文献提出一种基于灰度矩的亚像素边缘检测算法,该算法以邻域窗口的灰度均方差积表示边缘强度,灰度重心所在的方向表示灰度变化的方向,在初始边缘的基础上按求取的灰度变化方向划分为八个区域,构建一维灰度矩模型解算亚像素边缘位置,对于噪声系数为0. 005 的模拟图像,该算法的绝对定位误差为0. 013 pixel。相关文献提出了一种复合亚像素边缘检测方法,该方法基于orthogonal Fourier-Mellin moment(OFMM),可为后续齿廓缺陷检测提供精确的齿廓形状。2)插值法插值法运算速度快,应用于齿轮在线检测设备能够满足生产节拍的要求。插值法的核心是对像素点的灰度值或灰度值的导数进行插值,以增加信息。德国MVtec 公司开发的著名机器视觉算法包Halcon 在工业领域应用广泛,其中的亚像素边缘检测算子采用的就是插值法。相关文献基于Halcon 算法包中的亚像素边缘检测算子,开发了一套齿轮测量应用程序,可以得到齿廓亚像素点集合,并设定条件剔除假边缘,最终得到齿顶圆直径等参数。3)拟合法拟合法对噪声不敏感,适用于噪声较多的齿轮图像,但求解速度较慢。拟合法是通过对像素坐标和灰度值进行理想边缘模型拟合来获得亚像素边缘的。相关文献提出一种基于高斯积分曲面拟合的亚像素边缘定位算法,可最大限度地消除噪声的影响,与原有高斯拟合算法相比,该算法通过坐标变换简化了曲面拟合问题,计算速度提高1 倍,可以满足五级精度的渐开线直齿圆柱齿轮的齿廓偏差测量要求。3.2.3 特征提取和模式识别算法缺陷检测算法一般由图像预处理、图像分割、特征提取和模式识别等步骤组成,其中特征提取和模式识别是缺陷检测的关键环节。特征提取的有效性对后续目标缺陷识别精度、计算复杂度、检测鲁棒性等均有重大影响。常用的特征提取算法可以分为三种,分别是基于纹理、颜色和形状的特征提取算法。提取完特征后,还需采用模式识别算法对缺陷进行区分。模式识别算法主要有匹配识别和分类识别两类。齿轮缺陷检测常用的匹配识别算法有FAST 和SIFT 算法等,常用的分类识别算法有基于人工神经网络或支持向量机的算法。相关文献提出了一种基于FAST-Unoriented-SIFT 提取算法和BoW(Bag-of-Words)模型的行星齿轮故障识别方法,该方法将原始振动信号转换为灰度图像后,通过FAST-Unoriented-SIFT 算法直接提取灰度图像中的特征。FAST-Unoriented-SIFT 算法结合了FAST 和SIFT 算法的优点,忽略了特征的方向。最后在提取的特征的基础上建立BoW 模型,该方法对齿轮故障的整体识别率达98. 67%。相关文献提出了一种改进的GA-PSO 算法,称为SHGAPSO算法,先经过图像分割算法提取齿轮的几何形状、纹理和颜色特征,再重建BP 神经网络,并使用SHGA-PSO 算法优化结构和权重。SHGA-PSO 算法对坏齿、划痕、磨损和裂纹4 种不同的齿轮缺陷样本的识别正确率在94% 以上。相关文献基于YOLO-v3 网络实现了对金属齿轮端面凸起、凹陷和划痕三种缺陷的快速检测和定位,对每幅图像的平均检测时间为77 ms,对三种缺陷的平均精确度(AP)和平均召回率(mean recall)分别为93% 和91%,检测效果如图10 所示。图10 齿轮缺陷特征提取与模式识别3.3 齿轮精度测量齿轮形状复杂,精度要求高。为保证齿轮产品质量,需要控制的齿轮精度指标有齿距偏差、齿廓偏差、螺旋线偏差、齿厚、齿圈跳动等,其中除螺旋线偏差外,其他精度指标都可以用齿轮端截面轮廓数据进行计算。齿轮精度测量主要有两个问题需要解决,一是通过图像处理获得被测齿轮的精确的端面轮廓信息,二是根据齿轮精度理论和相关齿轮精度标准计算齿轮各项偏差值并给出齿轮精度评定结果。通过齿轮精度等级,可以确定对视觉检测系统的测量精度要求。以齿数20、模数1 mm、5 级精度的直齿圆柱齿轮为例,其齿距累积总偏差为11 μm,齿廓总偏差为4. 6 μm。按测量仪器精度为被测指标允差的1/3~1/5 估算,测量5 级精度齿轮的测量仪的精度应优于1. 6 μm。这对视觉测量而言,是非常困难的。齿轮视觉测量精度依赖于测量系统的硬件和数据处理算法。由于所用相机、镜头等图像采集系统硬件和图像处理算法等软件的不同,以及被测对象齿轮的尺寸参数和精度要求不同,齿轮视觉检测系统的测量精度的差异很大,但在齿轮被测项目评定方面,都是根据齿轮精度相关标准进行的。相关文献依据齿轮精度标准ISO1328-1,给出了视觉测量齿距偏差和齿廓偏差的评定方法,对模数为0. 5 mm 的8 级精度直齿轮测得的齿距偏差、齿廓偏差与齿轮测量中心的测量结果差值最大为4 μm。相关文献采用视觉测量方法测量模数为2 mm、齿数为90的齿轮,齿廓总偏差5 次测量的标准差为0. 028 μm,取得了很好的测量重复性。相关文献提出了视觉测量齿轮的公法线长度的方法,其测量精度能够满足工程应用要种类不全,提高缺陷识别准确率和效率是着力重点。随着人工成本的增加和产业升级需求的提升,在大规模齿轮生产过程中齿轮视觉在线检测设备的应用越来越多。齿轮视觉在线检测设备的特点有:耦合于生产线上,可高效测量批量齿轮的尺寸精度,实时监测齿轮质量,自动剔除不合格品,形成“生产-检测-分选”自动化流水线;对齿轮外观缺陷进行识别和分类,实现大批量齿轮的“应检尽检”,用“大数据”手段分析齿轮工艺问题,与生产管控系统互联,及时调整工艺参数,减少损失;实现齿轮质量长期监测,及时发现齿轮质量的异常变化;可实现网络化监管和远程监控,即使在千里之外也可以监控整个生产过程,把握生产动态。在未来,齿轮视觉检测技术必将纳入更多先进的科学技术,齿轮视觉检测仪器也将集成更多新技术,并充分发挥各项技术的优点,提升检测效率和精度。三维视觉检测技术、视觉检测设备的复合化、微型化和智能化将是齿轮视觉检测技术的发展趋势。未来每条齿轮产线的生产动态都可以集成到一个软件中进行分析,检测数据实时存储到云端,长期积累的庞大数据将为齿轮生产工艺带来巨大的变革。毫不夸张地说,视觉检测技术将会带来齿轮检测领域的革命,现在还仅仅处于入门口。(省略参考文献51篇)
  • 首家“国家渔业船用齿轮检测中心”落户萧山
    渔船能平稳快速地大海中行驶,必须要有一个优质的齿轮箱,因为它是提供动力的“心脏”。昨天,我国首家“国家渔业船用齿轮检测中心”落户萧山。   “国家检测中心的建立,补充了我国渔业船舶船用产品检测能力建设,提高检测能力与水平的需要,逐步形成公开、公正、公平的检验检测机制。”国家农业部渔业船舶检验局相关负责人说。   齿轮箱对于渔业船只而言,相当于汽车的变速箱,即“马达”,所以,齿轮箱质量好坏直接着影响着船只的安全行驶。如果齿轮箱坏了,船只就会失去动力,出航的船只,只能靠渔业救援组织拖回来。   国家要求,齿轮箱必须4年强制性检测一次。在浙江列入强制检测的齿轮箱数量不少,比如仅杭州前进齿轮箱集团股份有限公司(杭齿)一家企业,每年就有2000多台齿轮箱需要报审送检。   据浙江省海洋与渔业局相关负责人介绍,中心成立后,将专业从事几何量测量、齿轮检测、金属材料理化分析、无损检测和船用齿轮箱性能测试,为全国渔业船用齿轮箱行业提供了科学、准确、公正的检测服务和技术支持。
  • 重大仪器专项“齿轮传动形性测试仪”启动
    2月22日国家重大科学仪器设备开发专项项目《齿轮传动形性测试仪的开发和应用》正式启动。参加启动会的单位有贵阳新天光电科技有限公司、北京工业大学、贵州华工工具注塑有限公司、北京北齿有限公司及相关技术、财务、管理等领域的专家和用户代表。   启动会上,贵阳新天光电科技有限公司董事长、项目负责人卢继敏介绍了贵阳新天光电的发展沿革和发展规划,以及本项目在企业发展中的作用,提出了实施本项目的措施要求并宣布成立项目总体组 项目专家组 用户委员会及技术、管理、财务专家组成的项目监理组。   中国工程院叶声华院士、合肥工业大学费业泰教授对项目将性能测量引入,扩大测量领域的创新点及四个产学研用单位的研发基础和项目技术基础给予充分肯定,并希望项目争取提前完成,早日拿出具有自主知识产权、具有特色的仪器产品替代进口。   中国科学院光电研究院周维虎研究员、北京理工大学赵维谦教授分别介绍了组织实施管理国家重大仪器开发专项的经验和实施中的注意事项,特别是应用开发中产生新的应用方案要集成到项目中去,要考虑通用性和软件升级及二次开发,多听取用户使用意见改进完善最后标准化 并对项目管理中监理、管理体系、资金投入提出了要求。   杰牌控股集团有限公司董事长陈德木、江苏上齿集团有限公司董事长张焰庆、杭州前进齿轮箱集团副总经理刘伟辉、杭州依维柯汽车变速器有限公司总经理冯建荣、上海振华重工集团齿轮研究所所长钟明等专家结合企业的实际,从行业需求的角度对开展齿轮传动形性测量的必要性、紧迫性进行了介绍并建议在设计开发和制造仪器中要重视原材料、基础部件的选用,重视工艺流程的试验评审和确定,保证质量稳定性有助于市场竞争力,成为&ldquo 专、精、特&rdquo 系列产品。   与会专家对项目实施方案、项目实施基础、项目产品前景等给予了充分肯定,并对项目的开展给予了指导咨询。
  • IDS3010高精度皮米激光干涉仪在齿轮箱机械载荷试验运动跟踪上的全新应用!
    研究背景 驱动工程行业中的部件需要测试多种机械特性,例如,需要检查齿轮箱的长期平滑度、同步性、齿隙、扭转刚度、摩擦行为和机械弹性[1,2]。测试实验室通常配备各种测试台,以便于在接近真实世界的条件下分析齿轮,确定并确保其技术特性。 WITTENSTEIN alpha是attocube母公司WITTENSTEN SE的战略业务部门,负责精度需求超高的机电伺服驱动系统的开发和机械生产。WITTENSTEIN在垂直线性运动测试台上使用了attocube的皮米精度激光干涉仪-IDS3010。IDS3010能够提供皮米分辨率,1MHz的数据输出,可有效帮助测试齿轮齿条传动系统中行星齿轮箱机械参数的长期稳定性。 实验装置 试验台包含沿垂直轴移动的400 kg负载质量。该负载与齿轮齿条系统相连,齿轮齿条系统由WITTENSTEIN alpha齿轮箱和伺服电机驱动组成。传统的玻璃标尺在精度、灵活性和检测高频振动方面十分受限,无法收集该测试台所需的所有数据。为了更好地了解变速箱的性能,需要精度更高且易于集成到现有装置中的设备。皮米精度激光干涉仪-IDS3010具有皮米级精度、紧凑的传感器头和模块化设计、通过光纤传输激光等特性,工程师将其集成到装置中并实现了快速安装和快速对齐。在开始整合两小时内,使用IDS3010在整个0.747米的工作范围内完成了测量。图1显示了测试台,包括安装在400 kg重量上的角锥棱镜和M12/C7.6准直传感器头,同时以1 MHz带宽从IDS3010读取模拟Sin/Cos数据。 Figure 1: Test bench for mechanical load tests of a gearbox 测试结果分析 图2显示了工作范围内几个周期的位移数据。如下图(a)所示,循环结果接近正弦曲线;图(b)是运动的转折点放大的曲线数据。高分辨率位移数据为同步和传动误差的齿轮箱行为提供了新证据。探索纳米级细节的能力为频率和运动分析提供了新的机会。通过IDS3010和进一步优化,可以可视化完成行星齿轮箱中单齿的影响。此外,如图(e)所示,两种方法的差异表明,玻璃尺读数提供的测量数据准确性较差。两个信号之间差异的周期性明显,表明不是由于噪声或变化造成的数据误差,而是因为玻璃尺编码器位于远离感兴趣的测量点和玻璃刻度不精确。此外,IDS3010及其光学组件具有更明显的优点,例如紧凑的传感器头和质量可忽略的角锥棱镜。 Figure 2: Displacement data of the weight moved by the gearbox. (a) shows the position of the mass that was measured with the IDS3010. (b) is a 160 000 times magnified segment of a) to show the precision of the interferometric measurement. (c) is the speed measurement of the weight movement obtained from the data of a). (d) is the same measurement as a) but with an optical linear encoder – which looks similar until one looks at the detail of the difference – asseen in plot (e).结论 综上所述,IDS3010提高了测试台的精度和分辨率。基于激光的测量和小型化组件对无限接近感兴趣的点进行测量成为可能,且不会影响整个装置的运动行为。这使得测试和开发工程师能够确定更多无法使用玻璃尺检测到的机械和摩擦现象。此外,IDS3010紧凑的设计、易于安装和快速对准的特性,允许在一个实验室内的多个测试台上灵活应用和集成。由于IDS3010可测量长达5米的工作距离,多达三个的光轴,因此干涉仪也可用于更大的测试台。 References [1] R. Russo, R. Brancati, E. Rocca: “Experimental investigations about the influence of oil lubricant between teeth on the gear rattle phenomenon”, Journal of Sound and Vibration, Volume 321, Issues 3-5, 2009, Pages 647-661.[2] Y. Chen, A. Ishibashi: “Investigation of the Noise and Vibration of Planetary Gear Drives”, GEAR TECHNOLOGY, Jan/Feb 2006.相关产品1、皮米精度激光干涉仪-IDS3010
  • 风电齿轮机的无损检测,FLIR VS80有7种探头可选!
    随着风力发电的蓬勃发展,我们可以发现风电设备的停机检修的成本非常高,因此如何提高检修效率,缩短停机周期,减少或避免非计划停机,都是风电企业和运维公司面临的困难与挑战。风电齿轮箱在风电机组中占比较高也是比较容易出现故障的部分风电机组运行的时间越长齿轮箱的故障也会越来越频繁因此需要定期检查和维护今天就来给大家介绍一款风电检修师傅常备的检修工具FLIR VS80工业内窥镜套件!无损探伤,多种镜头可选风电机组的工作原理是,通过涡轮叶片转动来带动齿轮进行机械性转动,从而产生电力。但是齿轮在彼此咬合的过程中,由于工作环境的恶劣性与工况的复杂多变性,在运行过程中也会出现不同程度的损伤。当损伤达到一定程度时,可能会造成停机或者严重事故,因此预防性维护和定期检查非常重要。FLIR VS80的配备7种专业探头,探头小巧灵活,无需拆解损伤设备,可轻松进入齿轮箱、轴承、叶片等位置,还可360°旋转,观看任意位置和角度,VS80主机仅1.3kg,轻巧便携,可以让您根据实际情况灵活应对,帮您检查其他内窥镜无法检查的地方。高效耐用,画面清晰风电齿轮箱在非运转过程中,由于润滑不到位及齿轮箱内环境温度的变化会在齿轮箱内部产生冷凝水,这些水分积聚在齿轮齿面上,最终造成齿面上出现不同程度褐红色铁的氧化物,即齿面锈蚀,严重了会造成润滑剂污染及颗粒物增多,进而加剧对其他齿面的损坏。因此,要选择一款防水耐腐、能看清各个齿面锈蚀的工业内窥镜。FLIR VS80不仅探头尖端是IP67级防水,其显示屏也非常坚固耐用,可承受2米跌落、防溅(IP54级)。其可见光探头的视野深度从10mm到无限,能够轻松拍摄出高清图像。VS80配备可拆卸/可伸缩遮阳板,这样用户可以免受太阳炫光的干扰。当然无论选择哪种探头,都可以在7英寸超大显示屏上同时查看并排显示的实时探头图像和保存图像,轻松与上次检查对比,及时发现齿轮箱中的问题。记录分析结果,方便分享对于风电齿轮箱的检修,需要检测人员爬到七八十米的风轮机上,并且停机检修一次成本高昂,因此检修一次要拍摄大量图片和视频,因为齿轮箱内的齿轮和轴承形状都很相似,就算是拍照的检查人员光看图像也很难回忆出来具体的检测位置。因此最好要边检查边注释。检查结束后与同事及时分享检查结果,分析风电齿轮机的情况,及时定位故障点,避免突然停机事件的发生。工业内窥镜的整体效果,不仅要看硬件参数,更要看软件的处理效果,比如使用FLIR VS80,可采集最高可达1280×720分辨率的静态图像和视频(带音频),还能为视频录制语音注解,为保存图像添加文本记录。并且VS80还配备WiFi功能,搭配手机上的FLIR Tools Mobile应用程序,可实时查看VS80的检查结果,并轻松与客户或同事共享,尽快确定优先维修事项。FLIR VS80高性能视频内窥镜凭借配备的7款探头和良好性能不仅可以帮您检查风电设备故障在工业设备维护、暖通空调制冷设备检测建筑和汽车应用等领域应用也很广泛。
  • 几何尺寸测量仪
    产品名称:几何尺寸测量仪产品品牌:EVM-G系列产品简介:本系列是一款高精度影像测量仪,结合传统光学与影像技术并配备功能完备的2.5D测量软件。可将以往用肉眼在传统显微镜下观察到的影像传输到电脑中作各种量测,并将测量结果存入电脑中以便日后存档或发送电子邮件。其操作简单、性价比高、精确度高、测量方便、功能齐全、稳定可靠。适用于产品检测、工程开发、品质管理。在机械加工、精密电子、模具制造、塑料橡胶、五金零件等行业都有广泛使用。产品参数:u 变焦镜筒:采用光学变焦物镜,光学放大倍率0.7X~4.5X,视频总放大倍率40X~400X连续可调,物方视场:10.6-1.6mm,按客户要求选配不同倍率物镜。u 摄像机:配备低照度SONY机芯1/3′彩色CCD摄像机,图像表面纹理清晰,轮廓层次分明,保证拥有高品质的测量画面。可以升级选配1/2′CMOS130万像素摄像机。u 底座:仪器底座采用高精度天然花岗石,稳定性高,硬度高,不易变形。u 光栅尺:仪器平台带有高精度光栅尺(X,Y,Z三轴),解析度为0.001mm。Z轴通过二次聚焦可实现对沟槽、盲孔的深度进行测量。u 光源:采用长寿命LED环形冷光源(表面光及底光),使工件表面照明均匀,边缘清晰,亮度可调。u 导轨:双层工作平台设计,配备高精度滚动导轨,精度高,移动平稳轻松。u 丝杆:X,Y轴工作台均使用无牙光杆摩擦传动,避免了丝杆传动的间隙,灵敏度大大提高,亦可切换快速移动,提高工作效率。 工作台仪器型号EVM-1510GEVM-2010GEVM-2515GEVM-3020GEVM-4030G金属台尺寸(mm)354×228404×228450×280500×330606×466玻璃台尺寸(mm)210×160260×160306×196350×280450×350运动行程(mm)150×100200×100250×150300×200400×300仪器重量(kg)100110120140240外型尺寸L*W*H756×540×860670×660×950720×950×1020 影像测量仪是建立在CCD数位影像的基础上,依托于计算机屏幕测量技术和空间几何运算的强大软件能力而产生的。计算机在安装上专用控制与图形测量软件后,变成了具有软件灵魂的测量大脑,是整个设备的主体。它能快速读取光学尺的位移数值,通过建立在空间几何基础上的软件模块运算,瞬间得出所要的结果;并在屏幕上产生图形,供操作员进行图影对照,从而能够直观地分辨测量结果可能存在的偏差。影像测量仪是一种由高解析度CCD彩色镜头、连续变倍物镜、彩色显示器、视频十字线显示器、精密光栅尺、多功能数据处理器、数据测量软件与高精密工作台结构组成的高精度光学影像测量仪器。仪器特点采用彩色CCD摄像机;变焦距物镜与十字线发生器作为测量瞄准系统;由二维平面工作台、光栅尺与数据箱组成数字测量及数据处理系统;仪器具有多种数据处理、显示、输入、输出功能,特别是工件摆正功能非常实用;与电脑连接后,采用专门测量软件可对测量图形进行处理。仪器适用于以二维平面测量为目的的一切应用领域。这些领域有:机械、电子、模具、注塑、五金、橡胶、低压电器,磁性材料、精密五金、精密冲压、接插件、连接器、端子、手机、家电、计算机(电脑)、液晶电视(LCD)、印刷电路板(线路板、PCB)、汽车、医疗器械、钟表、螺丝、弹簧、仪器仪表、齿轮、凸轮、螺纹、半径样板、螺纹样板、电线电缆、刀具、轴承、筛网、试验筛、水泥筛、网板(钢网、SMT模板)等。ISO国际标准编辑影响影像测量仪精度的因素主要有精度指示、结构原理、测量方法、日常不注意维护等。 中国1994年实行了国际《坐标测量的验收检测和复检测量》的实施。具体内容如下:第1部分:测量线性尺寸的坐标测量机 第2部分:配置转台轴线为第四轴的坐标测量机 第3部分:扫描测量型坐标测量机 第4部分:多探针探测系统的坐标测量机 第5部分:计算高斯辅助要素的误差评定。 在测量空间的任意7种不同的方位,测量一组5种尺寸的量块,每种量块长度分别测量3次所有测量结果必须在规定的MPEE值范围内。允许探测误差(MPEP):25点测量精密标准球,探测点分布均匀。允许探测误差MPEP值为所有测量半径的值。ISO 10360-3 (2000) “配置转台轴线为第四轴的坐标测量机” :对于配备了转台的测量机来说,测量机的测量误差在这部分进行了定义。主要包含三个指标:径向四轴误差(FR)、切向四轴误差(FT)、轴向四轴误差(FA)。ISO 10360-4 (2003) “扫描测量型坐标测量机” :这个部分适用于具有连续扫描功能的坐标测量机。它描述了在扫描模式下的测量误差。大多数测量机制造商定义了"在THP情况下的空间扫描探测误差"。在THP之外,标准还定义了在THN、TLP和TLN情况下的扫描探测误差。 沿标准球上4条确定的路径进行扫描。允许扫描探测误差MPETHP值为所有扫描半径的差值。THP说明了沿已知路径在密度的点上的扫描特性。注:THP的说明必须包括总的测量时间,例如:THP = 1.5um (扫描时间是72 秒)。ISO 10360-4 进一步说明了以下各项定义:TLP: 沿已知路径,以低密度点的方式扫描。THN: 沿未知路径,以高密度点的方式扫描。TLN: 沿未知路径,以低密度点的方式扫描。几何尺寸测量仪工作原理影像测量仪是基于机器视觉的自动边缘提取、自动理匹、自动对焦、测量合成、影像合成等人工智能技术,具有点哪走哪自动测量、CNC走位自动测量、自动学习批量测量的功能,影像地图目标指引,全视场鹰眼放大等优异的功能。同时,基于机器视觉与微米精确控制下的自动对焦过程,可以满足清晰影像下辅助测量需要,亦可加入触点测头完成坐标测量。支持空间坐标旋转的优异软件性能,可在工件随意放置或使用夹具的情况下进行批量测量与SPC结果分类。全自动影像测量仪编辑全自动影像测量仪,是在数字化影像测量仪(又名CNC影像仪)基础上发展起来的人工智能型现代光学非接触测量仪器。其承续了数字化仪器优异的运动精度与运动操控性能,融合机器视觉软件的设计灵性,属于当今最前沿的光学尺寸检测设备。全自动影像测量仪能够便捷而快速进行三维坐标扫描测量与SPC结果分类,满足现代制造业对尺寸检测日益突出的要求:更高速、更便捷、更的测量需要,解决制造业发展中又一个瓶颈技术。全自动影像测量仪是影像测量技术的高级阶段,具有高度智能化与自动化特点。其优异的软硬件性能让坐标尺寸测量变得便捷而惬意,拥有基于机器视觉与过程控制的自动学习功能,依托数字化仪器高速而的微米级走位,可将测量过程的路径,对焦、选点、功能切换、人工修正、灯光匹配等操作过程自学并记忆。全自动影像测量仪可以轻松学会操作员的所有实操过程,结合其自动对焦和区域搜寻、目标锁定、边缘提取、理匹选点的模糊运算实现人工智能,可自动修正由工件差异和走位差别导致的偏移实现精确选点,具有高精度重复性。从而使操作人员从疲劳的精确目视对位,频繁选点、重复走位、功能切换等单调操作和日益繁重的待测任务中解脱出来,成百倍地提高工件批测效率,满足工业抽检与大批量检测需要。全自动影像测量仪具有人工测量、CNC扫描测量、自动学习测量三种方式,并可将三种方式的模块叠加进行复合测量。可扫描生成鸟瞰影像地图,实现点哪走哪的全屏目标牵引,测量结果生成图形与影像地图图影同步,可点击图形自动回位、全屏鹰眼放大。可对任意被测尺寸通过标件实测修正造影成像误差,并对其进行标定,从而提高关键数据的批测精度。全自动影像测量仪有着友好的人机界面,支持多重选择和学习修正。全自动影像测量仪性能使其在各种精密电子、晶圆科技、刀具、塑胶、弹簧、冲压件、接插件、模具、军工、二维抄数、绘图、工程开发、五金塑胶、PCB板、导电橡胶、粉末冶金、螺丝、钟表零件、手机、医药工业、光纤器件、汽车工程、航天航空、高等院校、科研院所等领域具有广泛运用空间。选购方法编辑有许多客户都在为如何挑选影像测量仪的型号品牌所困扰,其实最担心就是影像测量仪的质量和售后。国内影像测量仪的生产商大部分都集中在广东地区,研发的软件功能大部分相似,客户可以不用担心,挑选一款能够满足需要测量的产品行程就行了。根据需要来选择要不要自动或者手动,手动的就比较便宜,全自动的大概要比手动贵一倍左右。挑选影像测量仪最重要看显像是不是清晰,以及精度是否达标(一般精度选择标准为公差带全距的1/3~1/8)。将所能捕捉到的图象通过数据线传输到电脑的数据采集卡中,之后由软件在电脑显示器上成像,由操作人员用鼠标在电脑上进行快速的测量。有的生产商为了节约成本可能会采用国产的,造价比较低,效果就稍微差点。常见故障及原因编辑故障1)蓝屏;2)主机和光栅尺、数据转换盒接触不良造成无数据显示;3)透射、表面光源不亮;4)二次元打不开;5)全自动影像测量仪开机找不到原点或无法运动。原因由于返厂维修周期长,价格昂贵,最重要的是耽误了客户的正常的工作。造成问题出现的原因很多,但无外乎以下原因:1)操作软件文件丢失或CCD视频线接触不良;2)光栅尺或数据转换盒损坏;3)电源板损坏;4)加密狗损坏或影像测量仪软件操作系统崩溃。以上问题可能是只出现一个,也有可能几个问题一起出现。软件种类编辑二次元测量仪软件在国内市场中种类比较多,从功能上划分主要有以下两种:  二次元测量仪测量软件与基本影像仪测量软件类似,其功能特点主要以十字线感应取点,功能比较简单,对一般简单的产品二维尺寸测量都可以满足,无需进行像素校正即可直接进行检测,但对使用人员的操作上要求比较高,认为判断误差影响比较大,在早期二次元测量软件中使用广泛。  2.5D影像测量仪在影像测量领域我们经常可以听到二次元、2.5次元、三次元等各种不同的概念,所谓的二次元即为二维尺寸检测仪器,2.5次元在影像测量领域中是在二维与三维之间的一种测量解决方案,定义是在二次元影像测量仪的基础上多加光学影像和接触探针测量功能,在测量二维平面长宽角度等尺寸外如果需要进行光学辅助测高的话提供了一个比较好的解决方案。仪器优点编辑1、装配2个可调的光源系统,不仅观测到工件轮廓,而且对于不透明的工件的表面形状也可以测量。2、使用冷光源系统,可以避免容易变形的工件在测量是因为热而变形所产生的误差。3、工件可以随意放置。4、仪器操作容易掌握。5、测量方便,只需要用鼠标操作。6、Z轴方向加探针传感器后可以做2.5D的测量。测量功能编辑1、多点测量点、线、圆、孤、椭圆、矩形,提高测量精度;2、组合测量、中心点构造、交点构造,线构造、圆构造、角度构造;3、坐标平移和坐标摆正,提高测量效率;4、聚集指令,同一种工件批量测量更加方便快捷,提高测量效率;5、测量数据直接输入到AutoCAD中,成为完整的工程图;6、测量数据可输入到Excel或Word中,进行统计分析,可割出简单的Xbar-S管制图,求出Ca等各种参数;7、多种语言界面切换;8、记录用户程序、编辑指令、教导执行;9、大地图导航功能、刀模具专用立体旋转灯、3D扫描系统、快速自动对焦、自动变倍镜头;10、可选购接触式探针测量,软件可以自由实现探针/影像相互转换,用于接触式测量不规则的产品,如椭圆、弧度 、平面度等尺寸;也可以直接用探针打点然后导入到逆向工程软件做进一步处理!11、影像测量仪还可以检测圆形物体的圆度、直线度、以及弧度;12、平面度检测:通过激光测头来检测工件平面度;13、针对齿轮的专业测量功能14、针对全国各大计量院所用试验筛的专项测量功能15、图纸与实测数据的比对功能维护保养编辑1、仪器应放在清洁干燥的室内(室温20℃±5℃,湿度低于60%),避免光学零件表面污损、金属零件生锈、尘埃杂物落入运动导轨,影响仪器性能。2、仪器使用完毕,工作面应随时擦干净,再罩上防尘套。3、仪器的传动机构及运动导轨应定期上润滑油,使机构运动顺畅,保持良好的使用状态。4、工作台玻璃及油漆表面脏了,可以用中性清洁剂与清水擦干净。绝不能用有机溶剂擦拭油漆表面,否则,会使油漆表面失去光泽。5、仪器LED光源使用寿命很长,但当有灯泡烧坏时,请通知厂商,由专业人员为您更换。6、仪器精密部件,如影像系统、工作台、光学尺以及Z轴传动机构等均需精密调校,所有调节螺丝与紧固螺丝均已固定,客户请勿自行拆卸,如有问题请通知厂商解决。7、软件已对工作台与光学尺的误差进行了精确补偿,请勿自行更改。否则,会产生错误的测量结果。8、仪器所有电气接插件、一般不要拔下,如已拔掉,则必须按标记正确插回并拧紧螺丝。不正确的接插、轻则影响仪器功能,重则可能损坏系统。测量方式编辑1、物件被测面的垂直测量2、压线相切测量3、高精度大倍率测量4、轮廓影像柔和光测量5、圆及圆弧均匀取点测量精密影像测绘仪测量软件简介:绘图功能:可绘制点、线、圆、弧、样条曲线、垂直线、平行线等,并将图形输入到AutoCAD中,实现逆向工程得到1:1的工程图。自动测绘:可自动测绘如:圆、椭圆、直线、弧等图形。具有自动寻边、自动捕捉、自动成图、自动去毛边等功能,减少了人为误差。测量标注:可测量工件表面的任意几何尺寸,不同高度的角度、宽度、直径、半径、圆心距等尺寸,并可在实时影像中标注尺寸。SPC统计分析软件:提供了一系列的管制图及多种类型的图表表示方法,使品管工作更方便,大大提升了品质管理的效率。报表功能:用户可轻易地将测量结果输出至WORD、EXCEL中去,自动生成检测报告,超差数值自动改变颜色,特别适合批量检测。鸟瞰功能:可察看工件的整体图形及每个尺寸对应的编号,直观的反应出当前的绘图位置,并可任意移动、缩放工件图。实时对比:可把标准的DXF工程图调入测量软件中与工件对比,从而快速检测出工程图和实际工件的差距,适合检测比较复杂的工件。拍照功能:可将当前影像及所标注尺寸同时以JPEG或BMP格式拍照存档,并可调入到测量软件中与实际工件做对比。光学玻璃:光学玻璃为国家计量局检验通过之标准件,可检验X、Y轴向的垂直度,设定比例尺,使测量数据与实际相符合。客户坐标:测量时无需摆正工件或夹具定位,用户可根据自己的需要设置客户坐标(工件坐标),方便、省时提高了工作效率。精密影像测绘仪仪器特点:经济型影像式精密测绘仪VMS系列结合传统光学与数字科技,具有强大的软件功能,可将以往用肉眼在传统显微镜下所观察到的影像将其数字化,并将其储存入计算机中作各式量测、绘图再可将所得之资料储存于计算机中,以便日后存盘或电子邮件的发送。该仪器适用于以二座标测量为目的一切应用领域如:品质检测、工程开发、绘图等用途。在机械、模具、刀具、塑胶、电子、仪表等行业广泛使用。变焦镜筒:采用光学变焦物镜,光学放大倍率0.7X~4.5X,视频总放大倍率:40X~400X,可按客户要求选配不同倍率物镜。摄像机:配备低照度SONY机芯1/3”彩色CCD摄像机,图像表面纹理清晰,轮廓层次分明,保证拥有高品质的测量画面。底座:仪器底座采用高精度天然花岗石,稳定性高,硬度高,不易变形。光栅尺:仪器平台带有高精密光栅尺(X、Y、Z三轴),解析度为0.001mm。Z轴通过二次聚焦可实现对沟槽、盲孔的深度进行测量。光源:采用长寿命LED环形冷光源(表面光及底光),使工件表面照明均匀,边缘清晰,亮度可调。导轨:双层工作平台设计,配备高精度滚动导轨,精度高、移动平稳轻松。丝杆:X、Y轴工作台均使用无牙光杆磨擦传动,避免了丝杆传动的背隙,灵敏度大大提高,亦可切换快速移动提高工作效率。
  • 从卡尺到三坐标测量机——消失的工具折射“智造”之变
    游标卡尺、显微镜、墨斗……在位于湖南长沙雨花经济开发区的三家中小制造企业,记者看到一些传统生产工具正在被自动化测量设备、视觉识别设备、激光导航设备等新型生产工具取代,生产制造变得“更顺滑、更高效、更精准”。  今年以来,各地大力推进新型工业化,掀起发展新质生产力的热潮。科学技术的发展和应用,使新型生产工具不断涌现,这正是新质生产力的一个重要方面。一件件消失的工具,折射中国“智造”大变迁。  从卡尺到相机 产品加工更顺滑  湖南晓光汽车模具有限公司小机加车间里,一边是传统生产线,几台机床独立放置,1名工人管两台设备;一边是两条5G工业互联网生产线,机床、原料、机械臂等互联互通,22台机床一个班次只需4名工人。  几步之遥,有什么差别呢?  一个游标卡尺可以“以小见大”。晓光模具小机加工车间主任曾腾飞从工具箱里拿出不常用的卡尺对记者说,过去,工人用游标卡尺测量工件毛坯尺寸,用百分表、千分表“找”原料和机床的位置关系,将误差控制在0.01毫米以内,靠的是经验。  在5G工业互联网生产线,游标卡尺等传统工具没了用武之地。工人将一块块原料和托盘放到生产线入口的三坐标测量机上,设备自动找正。三坐标测量机将位置数据“告诉”机床,确保实物位置和机床加工位置匹配,不仅精度提高到0.005毫米,而且放歪了也没有关系。  除了游标卡尺,纸质的工艺流程卡也不见了。在制造企业,工艺流程卡是工人的操作指南。以汽车模具生产为例,工艺步骤多达40多个,工人按卡上的要求放置原料、安装刀具、输入数据、调用程序,然后才能启动机床。  “流程多了就容易犯错。”参与5G工业互联网生产线建设的精密加工组组长许杰说,以前经常出现工人拿错刀具、输错数据、调错程序的问题,80%的产品质量异常来自人工操作失误。  如今,晓光模具车间里,工艺流程卡上的内容全部进入信息系统。工人只要把原料放到交换台,接下来的工作都交给“大脑”——中控系统,由中控系统将指令发送给机械臂、机床等硬件。  少了一些“卡”,生产更顺滑。  现在,5G工业互联网生产线上的机床全部联网且自动更换刀具,系统识别哪台“有空”、哪台“忙碌”,及时“呼叫”机械臂将工件运送给“有空”的机床。单台机床的有效切削时间由原来的55%提高到90%以上。  曾腾飞说,公司订单情况很好,机床除了每周一次的检修、清洁,可以做到24小时不停机作业。产品合格率也由“手工时代”的80%至85%,大幅提升到99.95%。  在晓光模具车间,由“卡”到“顺”的迭代升级还在继续。工程师在5G工业互联网生产线上安装、测试工业相机,相机自动拍摄工件位置并传输数据,进一步提高了自动化水平。  从显微镜到电子眼 质量把关更高效  湖南普斯赛特光电科技有限公司是一家主要从事半导体发光器件(LED)研发和生产的高新技术企业。穿上鞋套和防静电服,通过风淋间,记者进入焊线、外观检测、包装等各条产线。  负责制造和运营的副总经理涂世聪介绍说,全国从事LED封装的企业可能有上万家,作为一家中小企业,要想在市场上立足,必须敏捷应对。  这家工厂的转变,得从一瓶眼药水说起。  事情是这样的——LED封装有一个外观检测环节。只有米粒大小的明黄色灯珠,密密麻麻排列在支架上,以前工人只能靠肉眼或者借助显微镜观察杂质、破损等缺陷,每人每天检测的灯珠数以十万计。  “太费眼睛了,我们得随身带着眼药水。”说起曾经的工作内容,当过外观检测员的女工杜建华连连摇头。  由于“废眼睛”,加之工作单调、枯燥,很多人不愿从事外观检测。涂世聪说,尽管有岗位补贴,工人的年度流失率也接近100%,这意味着第二年又要大量重新招聘、培训。  相比于用工难题,更加棘手的是品质控制。涂世聪说,肉眼可以发现80%的外观问题,但对于隐藏较深的小杂质、气泡等缺陷就有些无能为力了。这导致之前LED封装厂接到的客户投诉中,外观问题占比超过30%。  如果还靠传统工具和“人眼战术”,企业注定会被市场淘汰。  2021年起,普斯赛特光电公司陆续添置自动光学检测设备。工人很轻松地将物料放入自动光学检测设备,“电子眼”快速完成外观检测工作,灯珠源源不断地从出口“吐”出来。工位上,眼药水和显微镜早已不见踪迹。  自动化水平提升,让企业运转更高效。涂世聪说,普斯赛特光电公司去年逆势增长40%,人均产值超过100万元。“如果没有自动化设备,要承接这么多订单是无法想象的。”  为了满足市场需求,普斯赛特光电公司持续加大投资。在长沙市雨花区机器人产业园,这家企业的智能工厂已完成一期建设,并于近期开始批量生产。“产能将增长40%,人均产值将提高30%。”涂世聪满怀期待地说。  从墨斗到北斗 车间导航更精准  “你可能想不到,几年前我们还要使用墨斗。”带着记者参观工厂,湖南驰众机器人有限公司项目经理龙太棚颇为神秘地说。  墨斗,是年轻人并不熟悉的物件。作为传统木工行业里的必备工具,它由墨仓、线轮、墨线、墨签组成,多用于木工和建筑行业。  而湖南驰众机器人有限公司是湖南最大的工业移动机器人AGV生产商。AGV是指具有物料搬运等功能的自动导引运输车,主要用于智能化、自动化产线。  在智能制造工厂,为何存在如此古老的工具?  龙太棚紧接着揭晓了答案:AGV有磁条导航、二维码导航等多种导航方式,这都需要在车间地板上画线,并按照设计路径张贴磁条和二维码,简单的墨斗也就有了用处。  为了给记者演示,龙太棚在仓库里翻了半天,才找到一个改良版的自动收放线墨斗——传统的木制或竹制墨斗已经遗失了。工人小心翼翼地倒入墨汁,合上盖子,贴着地板扯出线,用手轻轻一弹,便在地板上“印”出一条笔直的黑线。  驰众机器人公司产品服务部施工经理陈智诚曾经用过传统木制墨斗。他说,如果AGV要和机械臂对接,精度一般控制在5至10毫米,靠墨斗画线就有点力不从心。实际操作中,工程师只能不断调整AGV运行轨迹,“有时得调试10多次,才能达到精度要求”。  麻烦事还不止于此。有的新能源电池工厂是无尘车间,不允许将墨斗带进去弹线;有的汽车发动机库房有上千个库位,如果都在地上画线、贴磁条,既不方便也不美观。  如今,随着激光导航、视觉导航等新技术发展,驰众机器人公司员工已经很少使用墨斗,而是一个个端着笔记本电脑,对AGV进行线路设计和调试。龙太棚说,公司有160多名员工,工业机器人、机电一体化、机械设计、智能物流等专业的工程师占了二分之一。  记者看到,在这家公司的设备调试场地,工程师在电脑上“建图”,操控激光导航AGV自动行走,运行轨迹的精度可以达到5毫米。地板上不用墨斗画线,也没有磁条和二维码。  驰众机器人公司项目经理王佳说,最新款AGV还与5G、卫星导航等技术结合。在一家钢铁厂,他们生产的AGV在室外依靠基于北斗的卫星导航,再通过5G无线网络将数据传输到中控室,工作人员可实时查看AGV运行位置和状态。  从墨斗到北斗的“智造”之变,仿佛穿越了工业化的悠悠时空……
  • 1930年的蔡司测量机,80年后仍确保精度
    寻找金属加工行业最美老设备——这是荷兰咨询机构 P.K.M. 举办摄影比赛的目的。不仅要考虑照片本身,还要考虑它背后的故事。参赛者们发来了各种设备的照片:旧冲压机、金属轧制机、钻床和钻孔机。还有一台带有5.25英寸双软盘驱动器的旧电脑。“P.K.M.为所有参赛者感到激动:精彩的照片和美丽的故事。当然,赢家只有一个。”评审团说。获胜者是 Nobby Assmann,他凭借一台1930年末的蔡司测量机赢得了胜利。Nobby 接受了为期两天的定制咨询服务。P.K.M.是一家咨询机构,涉及公司战略、员工管理、市场营销、质量和可持续性等领域。“我们希望得到公司战略方面的全面建议。”Nobby说。“早些时候,P.K.M.就公司继任计划向我们提供了咨询服务,这非常有帮助。”#1 专注于工具车间测量Nobby和他的父母共同经营一家小型的零部件加工公司。该公司提供包括电火花线切割、电火花沉模、镗孔珩磨、平面研磨、平面和外圆磨削以及合同测量工作。获奖的古董测量显微镜就放在大厅里。当你进入公司时,你就会很清楚的感受到测量对公司来说是非常重要的。在测量实验室里,Nobby在检测自己公司的产品,但大部分时间都是外包工作:检查客户生产的产品。“我真的很热爱测量”,Nobby 说。“我检测的产品非常多样化——我的客户也是如此。”去年,公司购买了一台现代化三坐标测量机:一台配备了VAST XT测头的ZEISS CONTURA。“我真的很享受使用准确设备和强大软件来工作。老式测量显微镜也以它自己的方式令人印象深刻:非常准确且设计精良。我可以盯着它看几个小时。”#2 老设备,大本领仿佛恋爱一般,Nobby看着这个只有500kg重的设备,轻轻抚摸着哑光黑色油漆。“这是蔡司制造的原始橡木桌。附带一本印刷在超薄纸上的手册,并配有精美的照片,展示了各种各样的配件。一项特殊功能是工件显微镜的倾斜。它使您能够在桨距角下检查螺纹。这是我从未见过的一个功能,非常有用——即使在现代光学或视觉测量机上也是如此。”“在我看来,最特别的是X轴和Y轴的读数。”你可以通过两台显微镜来读取坐标轴,它们都由老式自行车灯泡照明。“你可以很容易地读取到微米(μm)级。稍加练习,你甚至可以读取到十分之一微米,甚至一百纳米… … 用的是三十年代的设备!那不是很了不起吗?!”#3 80年前的设计依旧不过时“看到这个框准确地落地真是太棒了。即使是在半圆形的轮廓中也令人印象深刻。”导轨在画面中完全分开。现代机床和三坐标测量机倾向于有堆叠轴:一个或两个轴沿另一个轴移动。这不是很理想:第一轴(俯仰、滚转、偏航和直线度)的偏差会对后续轴产生影响。这款蔡司设备的X轴和Y轴完全分开。Nobby:“在20世纪30年代,人们已经知道这是制造设备最精确的方法。”当被问及这台设备是否还在使用时,他回答道:“实际上我很少需要使用旧的测量显微镜。但有时用我们的数控三坐标测量机或数控圆度测量机测量尺寸非常耗时,甚至是不可能的。用传统的方法而不是用现代的数控设备来获取结果是非常值得的。”
  • ​国产三坐标测量机产业走访第2站派姆特:自主创新精密测量技术,构建一体化三维测量平台
    近年来,我国高端制造业蓬勃发展,对高精度测量设备的需求持续攀升,极大地推动了以三坐标测量机为代表的精密测量仪器市场的迅猛增长。众多国内外知名品牌竞相涌入这一赛道,同时,也催生了一批崭露头角的国产新兴力量。在国产替代需求日益增长的趋势下,中国三坐标测量机企业迎来了前所未有的发展机遇。为深入了解中国三坐标测量机产业的发展态势,仪器信息网成立25周年之际,特别策划了“万里行”系列走访活动。该活动深入中国三坐标测量机代表性企业,与行业专家共同开展实地走访,探寻产业发展的最新进展和亮点,为发展新阶段赋能。走访第2站,由上海大学李明教授,仪器信息网产业研究部主任武自伟、营销服务中心经理韩永风、测量仪器编辑牛亚伟等组成的走访项目组走进派姆特科技(苏州)有限公司 (以下简称“派姆特”),派姆特华东区区域经理胡书飞、总裁助理Susan接待了走访一行人员。——企业发展进展派姆特成立于2019年,在中国、德国、日本均设有研发中心,并在苏州、西安建立了制造基地。得益于公司成立前的技术积累,派姆特在成立第一年即实现了盈利,且此后每年的收入都实现了翻倍增长。短短五年间,派姆特的团队规模已从最初的约30人发展壮大至现在的150余人。派姆特办公楼派姆特的创始人邰大勇,曾在德国马尔精密量仪和美国法如科技公司任职。他亲眼目睹了我国尺寸精密测量仪器市场几乎一度被国外品牌垄断的状况,这促使他萌生了创立一个拥有自主知识产权、受人尊重的国产高端品牌的念头。随着当前国内对供应链安全要求的日益提升,国产化替代需求旺盛,派姆特迎来了快速发展并受到了资本的青睐。2023年6月,公司获得了由中科创星独家投资的千万元级天使轮融资;同年11月,又获得了深圳高新投的第二轮融资;时隔不到一年,2024年5月,派姆特再次获得了卓远资本的第三轮融资。——产品技术与布局派姆特深耕便携式关节臂,拥有多项专利技术。其关节臂测量机涵盖6轴测量臂、7轴测量臂以及激光扫描臂,完美适应接触式与非接触式测量的多样化需求。设备内置平衡机构,采用等臂长设计,操作灵活自如,测量无死角。测量范围覆盖1.5-4.5米,可在5-45℃的全温度范围之内进行测量,内置温度传感器有效补偿温度变化带来的误差,确保测量精度位居国内顶尖水平,广泛应用于汽车、航空航天、国防军工、轨道交通、工程机械、教育等行业。胡书飞介绍道,为了向客户提供更多的测量方案,派姆特不断拓宽测量技术边界,致力于三坐标测量机的核心系统研发,包括测头、控制器和软件。去年,公司推出了FUTURE系列和PRIME系列桥式机型,以及SPACE车间型三坐标测量机。FUTURE系列采用矩形梁结构、气路分离独立控制等目前三坐标测量机的高端技术,可与进口品牌中高端计量设备相媲美。SPACE系列则专为加工现场设计,能够与机器人、自动上下料系统、机床系统等实现联机,为工业客户带来效率与质量的提升。CAM3软件作为派姆特产品矩阵的核心,是公司战略布局的重要一环。大部分三维测量硬件均需与CAM3软件配合使用,以发挥最大效能。胡书飞呼吁政府加大对软件国产化的支持力度,以便派姆特能够借此东风,打造出更加综合性的CAM3软件,以此为核心和平台,推动公司向更广阔的市场进军。目前,派姆特软件团队已超过20人,CAM3软件在上汽集团等企业中得到成功应用。派姆特的便携式测量臂由两个碳素纤维钢固定臂长和六到七个角度编码器组成。该编码器由派姆特自主研发和生产,可作为独立产品供应市场。派姆特产品矩阵市场调研数据显示,2022年全球三维尺寸测量仪器市场规模已突破100亿美元大关,预计未来将持续保持直线上升的增长态势。为了把握这一市场机遇,派姆特致力于打造一个集多场景应用、多测量精度需求的一体化三维测量平台。公司新推出的圆度仪、圆柱圆度仪和轮廓仪产品刚刚亮相市场,未来还将进一步拓展产品线,布局光笔测量仪和激光跟踪仪产品,以满足更广泛的市场需求。合影留念
  • 中国齿轮钢、轴承钢、弹簧钢生产现状及未来发展方向
    p style=" text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/09330cc9-62db-4b7b-9512-4a9b7e0dcd27.jpg" title=" 2.jpg" alt=" 2.jpg" / /p p strong   一、齿轮钢现状和发展方向 /strong /p p   齿轮在工作时,长期受到变载荷的冲击力、接触应力、脉动弯曲应力及摩擦力等多种应力的作用,还受到加工精度、装配精度、外来硬质点的研磨等多种因素的影响,是极易损坏的零件,因此要求齿轮钢具有较高的强韧性、疲劳强度和耐磨性。为了生产出优质齿轮钢,一方面要求钢厂为用户提供淬透性稳定且适应用户工艺要求的齿轮钢产品,另一方面齿轮厂也要优化现有工艺,引进新工艺来提高齿轮的质量。 br/   与日本、德国、美国生产的齿轮钢相比,中国齿轮钢存在的差距主要是:钢的牌号未形成系列化,产品标准落后 钢的淬透性带较宽,国外钢的淬透性带已经达到4HRC,而中国在6-8HRC左右,并且不够稳定 钢的纯净度较低,从日本、德国、奥地利等国进口的齿轮钢,其氧含量波动在(7-18)× 10-6,中国在(15-25)× 10-6左右,并且非金属夹杂物弥散程度不够,分布不均,大颗粒夹杂物较多 晶粒度要求不同,中国齿轮钢晶粒度级别一般要求5-8级,而日本特别强调渗碳齿轮钢的晶粒度应不粗于6级 日本开发了低硅抗晶界氧化渗碳钢系列,可使晶界氧化层降低到≤5μm,而SCM420H等Cr-Mo钢为15-20μm 平均使用寿命短,单位产品能耗大,劳动生产率低。此外,在轧制过程中如何保证疏松等低倍缺陷在很小且芯部范围内,也是中国未曾研究的领域,因为低倍组织缺陷会对零件后续加工以及热处理变形带来很多不利影响。 /p p   目前,中国汽车用齿轮钢的主体钢种仍是20CrMnTi,该钢种通常采用气体渗碳工艺,由于渗碳气氛中氧化性气体的存在,导致渗层中对氧亲和力较大的元素Si、Mn、Cr在晶界处发生氧化,形成晶界氧化层。晶界氧化层的发生会导致渗层Si、Mn、Cr等合金元素固溶量下降,降低渗层的淬透性,从而降低渗层的硬度并导致非马氏体组织的产生,进而显著降低齿轮的疲劳性能。为解决这一问题可以采用两种手段: /p p   采用特殊的热处理工艺。真空渗碳可降低渗碳气氛中的氧势,从而可以较为有效地减小渗碳层晶界氧化的发生程度 稀土渗碳工艺也可以降低晶界氧化程度,由于稀土优先在工件表面富集并择优沿钢的晶界扩散,而且与氧的亲合力远比Si、Mn、Cr高得多,它将优先与氧结合,阻碍氧原子继续向内扩散,从而有助于减轻非马氏体组织的产生。 /p p   通过合金设计,开发抗晶界氧化的齿轮钢。Ni、Mo具有很强的抗氧化能,Cr元素次之,Mn抗氧化能力弱,而Si的抗氧化能力最弱(Si氧化倾向是Cr、Mn的10倍)。因此为减小晶界氧化并保证淬透性,在齿轮钢成分设计时,应适当降低易氧化元素的含量,特别是Si的含量,相应地提高难氧化元素Ni、Mo的含量。据报道,将Si、Mn、Cr分别控制在0.05%、0.35%、0.01%可以完全抑制表面组织异常,而且即使在1000℃也很少有晶界氧化的发生。 /p p   为满足汽车行业高性能以及轻量化的发展要求,未来应重点开发:淬透性带窄的齿轮钢、超低氧渗碳钢、低晶界氧化层渗碳钢、超细晶粒渗碳钢、提高高温硬度和高温抗软化渗碳钢、易切削齿轮钢、冷锻齿轮用钢等。 /p p strong   二、轴承钢现状和发展方向 /strong /p p   轴承广泛应用于矿山机械、精密机床、冶金设备、重型装备与高档轿车等重大装备领域和风力发电、高铁动车及航空航天等新兴产业领域。中国生产的轴承主要为中低端轴承和小中型轴承,表现为低端过剩和高端缺乏。与国外相比,在高端轴承和大型轴承方面存在较大差距。中国高速铁路客车专用配套轮对轴承全部需要从国外进口。在航空航天、高速铁路、高档轿车及其他工业领域用的关键轴承上,中国轴承在使用寿命、可靠性、Dn值与承载能力等方面与先进水平存在较大差距。例如,国外汽车变速箱轴承的使用寿命最低50万公里,而国内同类轴承寿命约10万公里,且可靠性、稳定性差。 /p p   航空方面:作为航空发动机的关键基础零部件,国外正在研发推力比为15-20的第2代航空发动机轴承,准备在2020年前后装配到第5代战机中。近10年来,美国研发了第2代航空发动机用轴承钢,其代表性钢种为耐500℃的高强耐蚀轴承钢CSS-42L和耐350℃高氮不锈轴承钢X30(Cronidur30),中国则在进行第2代航空发动机用轴承的研发。 /p p   汽车方面:对于汽车轮毂轴承,中国目前广泛应用的是第1代和第2代轮毂轴承(球轴承),而欧洲已广泛采用第3代轮毂轴承。第3代轮毂轴承的主要优点是可靠、有效载荷间距短、易安装、无需调整、结构紧凑等。目前,中国引进车型大多采用这种轻量化和一体化结构轮毂轴承。 /p p   铁路车辆方面:目前,中国铁路重载列车用轴承采用国产电渣重熔G20CrNi2MoA渗碳钢制造,而国外已经将超高纯轴承钢(EP钢)的真空脱气冶炼技术、夹杂物均匀化技术(IQ钢)、超长寿命钢技术(TF钢)、细质化热处理技术、表面超硬化处理技术和先进的密封润滑技术等应用到轴承的生产和制造,从而大幅度提升了轴承的寿命与可靠性。中国电渣轴承钢不仅质量低,而且成本比真空脱气钢高出2000-3000元/吨,未来中国需要开发超高纯、细质化、均匀化与质量稳定的真空脱气轴承钢取代目前采用的电渣轴承钢。 /p p   风电能源方面:对于风电轴承,目前中国还无法生产技术含量较高的主轴轴承和增速器轴承,基本依靠进口,3MW以上风电机组配套轴承的国产化问题还没有解决。国外为了提高风电轴承的强度、韧性和使用寿命,采用了新型特殊热处理钢SHX(40CrSiMo),对于偏航和变浆轴承,通过表面感应淬火热处理控制淬硬层深度、表面硬度、软带宽度和表面裂纹 对于增速器轴承和主轴轴承采用碳氮共渗,使零件表面得到较多稳定残余奥氏体体积分数(30%-35%)和大量细小碳化物、碳氮化物,提高了轴承在污染润滑工况下的使用寿命。 /p p   为提高轧机轴承的使用寿命以及运转精度,未来需要进行轧机用GCr15SiMn和G20Cr2Ni4等轴承钢的超高纯真空脱气冶炼和轴承表层大奥氏体量控制热处理等技术的研发。日本NSK与NTN轴承公司分别开发了表面奥氏体强化技术,即通过增加表层奥氏体含量,开发出了TF轴承和WTF轴承,从而将轴承的寿命提高了6-10倍。 /p p   未来中国轴承钢的研发方向主要体现在四个方面: /p p   一是经济洁净度:在考虑经济性的前提下,进一步提高钢的洁净度,降低钢中的氧和钛含量,达到轴承钢中的氧与钛的质量分数分别小于6× 10-6和15× 10-6的水平,减小钢中夹杂物的含量与尺寸,提高分布均匀性。 /p p   二是组织细化与均匀化:通过合金化设计与控轧控冷工艺的应用,进一步提高夹杂物与碳化物的均匀性,降低和消除网状和带状碳化物,降低平均尺寸与最大颗粒尺寸,达到碳化物的平均尺寸小于1μ m的目标 进一步提高基体组织的晶粒度,使轴承钢的晶粒尺寸进一步细化。 /p p   三是减少低倍组织缺陷:进一步降低轴承钢中的中心疏松、中心缩孔与中心成分偏析,提高低倍组织的均匀性。 /p p   四是轴承钢的高韧性化:通过新型合金化、热轧工艺优化与热处理工艺研究,提高轴承钢的韧性。 /p p strong   三、弹簧钢现状和发展方向 /strong /p p   弹簧钢主要用于汽车、发动机制造业以及铁路行业。目前,中国弹簧钢产品存在的问题是,中低端产品过剩,高端及特殊品种缺乏 中国弹簧钢在纯净度、抗疲劳性、表面质量以及质量稳定性等方面与国外存在较大差距,无法满足高档乘用车悬架簧、气门弹簧、铁路及重载货车专用弹簧等对弹簧钢性能的要求。中国高档次及深加工弹簧钢仍然依赖进口。进口品种主要为轿车用弹簧钢、铁道用弹簧圆钢、油泵阀门弹簧钢丝等。 /p p   虽然降低钢中氧及夹杂物含量是获得纯净钢的一种途径,但是要想得到零夹杂的弹簧钢比较困难,为此有研究者提出了氧化物冶金技术,这是一种有效的晶粒细化的方法,是实现钢铁材料强度与韧性成倍提高的最有效方法。它利用钢中细小弥散的高熔点非金属夹杂物,主要是氧化物、硫化物以及氮化物,作为晶内铁素体的形核核心,从而起到细化晶粒的作用。国内外已经对Ti、Zr氧化物体系做了系统的研究,认为含钛氧化物是最理想的。在奥氏体晶粒内钛的氧化物质点成为针状铁素体有效形核地点,促进晶内铁素体形成。但是,由于钢种成分的限制,钛氧化物冶金的推广受到了限制。最近几年开始对稀土元素进行研究,可以利用稀土元素的强脱氧脱硫能力及产物熔点高的特点来研究稀土氧化物对钢材性能的影响。 /p p   汽车行业对悬簧强度的要求越来越高,设计应力提高到1100-1200MPa,为此日本开发出添加合金来提高强度和提高耐腐蚀疲劳强度的钢材。中国弹簧钢无法满足高档乘用车悬架簧用钢性能需求,强度1200MPa及以上悬架弹簧产品用弹簧钢全部依赖进口。然而,近年来,为规避资源风险、降低成本和实现原材料的全球化供给,强烈要求使用标准钢(SAE9254)维持高强度,而且强烈要求提高钢的韧性,因此越来越多地采用喷丸硬化处理取代处理费用高的表面硬化热处理。喷丸硬化处理将压缩残余应力作用于表面,可提高抗疲劳强度,减小表面缺陷的影响程度,因此近年来将它视为表面处理不可或缺的技术。随着表面强化技术的发展,悬簧的设计应力也达到了1200MPa级。预计今后对高强度悬簧用钢的强度、韧性和耐腐蚀性及耐用性的要求将越来越高。未来,随着汽车轻量化,发展高强度、优良抗弹减性能和抗疲劳性能的汽车悬架用弹簧钢是提高中国高端装备零部件自主配套能力、有效替代进口的必然趋势。 /p p   所有弹簧产品中,气门弹簧对材料要求最为严格,特别是高应力及异型截面气门弹簧对材料要求近乎苛刻。例如,要求抗拉强度达到2000MPa 对氧化物、硫化物的夹杂物等级要求均达到0级 异型截面材料对曲率、长短轴等有特殊要求。目前,国外气门弹簧专用弹簧钢生产主要集中在日本、韩国、瑞典,生产企业有日本铃木、三兴、住友、神钢钢线、韩国KisWire、瑞典Garphyttan等,几乎垄断了中国全部异型截面和高应力气门弹簧钢市场。2000年以后,随着新型发动机的开发,对发动机的旋转速度和轻量化、紧凑化的要求越来越高,因此日本开始采用2100-2200MPa的OT钢丝。在此情况下,不仅要调整合金成分,还要对现有制造工艺进行改进,低温弥散硬化成为必不可少的工艺。然而,低温弥散硬化后的弹簧形状发生变化,为了提高形状和尺寸的控制精度,控制整个制造工序中的形状变化的技术开始引人关注。 /p p   未来,为满足高端弹簧基础零部件国产化的发展需求,应不断开发高性能弹簧钢产品,一方面是向高强度方向发展,要求在高应力下同时提高疲劳寿命和抗松弛性能 另一方面是向功能性方向发展,根据不同的用途,要求具有耐蚀性、非磁性、导电性、耐磨性、耐热性等。 /p p br/ /p
  • BCD光学检测发布瑞士BCD手表齿轮检测J1新品
    瑞士Optimes J1可靠、准确的旋转零件测量 J1 Optimes提供快速准确的解决方案,可自动测量旋转部件的所有外部尺寸。只需将工件放在2个支架上,它立刻开始测量。几秒钟后,软件将光学测量轴下的零件移动并读取所有预定义尺寸该设备旨在确保对外部干扰(振动,温度,光线等)具有非常高的不敏感性。该优点使得可以在生产机器附近和控制实验室中使用测量仪器。根据微机械的要求,测量的精确性和可重复性使Optimes J1完美地集成到您的质量控制过程中。测量的速度和简单性可确保大量节省时间。技术规格技术类型非接触式光学测量范围?3.7x 17 mm分辨率Y(直径)0.07μmX(长度)0.1μm精度直径测量0.5μm (2S)长度测量1.8μm (2S)光学传感器类型BCD USB3.0 LS2048光纤类型BCD bi-telecentric std。灯光类型LED原则透射光尺寸长x高x宽330x 460 x 250毫米重量仪器8 KG功率10瓦 J1夹具J1夹具在几秒钟内即可实现互换,标准夹具在测量范围内可以夹持任何零件。微型装置微型测量支架配有两个60微米厚的不锈钢V形支架。精细的设置可以非常精确地对齐零件下面的传感器.软件辅助工具和这个支架的结合保证了良好的测量精度。 吸入式装置吸力支架能够放置不能放置在测微保持架上的小尺寸零件。提供不同直径的可互换喷嘴,以与待测量零件相对应。微型泵安装在机器中,使系统完全自动。 定位钳夹持器允许拧紧各种类型的零件,如销、规、杆等。它还用于固定仪器的校准规。J1软件Optimes J1完全由一个软件驱动,该软件提供评级,文件管理,图形和统计分析以及测量报告创建等一系列功能。该软件允许导入和导出3D数字模型,从而提供与您的设计软件的完全互操作性。不同级别的用户访问保证了每个使用该仪器的人员的安全性和用户友好性。J1软件功能文章数据库3D尺寸标注工具(直径,长度,半径,角度)协助进行调整记忆批次和日期测量该工件的图形分析统计计算将数据导出到所有spc软件。创建和打印测量报告远程维护和支持创新点:专业手表齿轮检测设备,J1用于手表零部件的各尺寸测量,提供快速准确的测量方案,世界领先。
  • 海克斯康发布全新一代通用型三坐标测量机GLORY
    3月30日,海克斯康在深圳工业展现场隆重发布全新一代通用型三坐标测量机GLORY。GLORY桥式三坐标测量机所有功能均基于用户研发,柔性的设计平台可随用户的多样性需求而组合,其高性能的检测效率及精度可靠性是企业不断推进、完善并实现自动化和智能化的首选。GLORY升级全新工业外观设计: 延续海克斯康经典全硬质合金铝机械框架,关键零部件经过表面硬质处理,具有超强刚性,是通用型测量系统的优选材料及结构; TRICISION精密三角梁桥架设计,具有优异的结构刚性比,以提供更高的精度、长期的稳定性和更高的动态性能; 精密加工的整体燕尾导轨,三面闭环,避免了分体式胶结导致的结构变形,提高了机器的精度重复性和长期稳定性; 增强型底座设计,系统运行更加稳固,更加美观。本地化与全球化技术的集大成者GLORY融合海克斯康全球化技术沉淀和本地化落地应用,通过独特的设计、核心技术优势时刻保持行业前沿技术,为用户提供稳定、可靠的测量结果,帮助用户缩短和优化时间周期,更好地利用检测设备资源,获得最大生产力。 专利气动平衡技术,柔性悬挂系统,避免轴向运动和传动系统之间的干涉问题,定位精度高,运行平稳更节能; 多传感器技术支持不同特征的快速切换检测,测量应用场景更广泛; 新一代飞行控制技术FLY2,可优化测量路径,大幅减少测量过程中的暂留和空闲时间,提高测量效率10% 以上,大大提升生产效率; Scan Pilot技术领航未知路径扫描,在进行未知轮廓、复杂几何形状和突变表面的高速扫描时,具有卓越表现。全面高效简化人力成本GLORY可依据不同的应用场景选择不同的探测系统,帮助用户灵活地选择适用于各种应用的解决方案。从手动到半自动,从半自动到全自动,从离线到线旁,从线旁到在线,GLORY可轻松集成到自动化系统,即插即用且模块化,满足各种级别自动化需求,高效简化人力成本,全面增强用户应用体验。 GLORY测量机接触式传感器进行零部件表面形位的高精度检测,保障测量的最佳重复性精度,同时经济实用、操作简便和坚固耐用; GLORY测量扫描式传感器适用于各种零部件未知形状及轮廓的测量,高密度扫描采点保证了良好的测量精度和重复性; GLORY测量机激光扫描用于特征检测、轮廓和表面分析的钣金零件测量,实现快速数据采集和更高的点云密度扫描,以获得更好的特征评估和分辨率。用户可以扩大间隔,以加快表面扫描速度; GLORY影像传感器触式测量,实现复杂几何零部件的多孔测量,通过捕获图像实现小孔非接触快速测量,防止零部件变形损坏,极大地提高了检测效率。助力中小企业高质量发展GLORY三坐标测量机用数据打破信息孤岛,配备全球知名的计量软件PC-DMIS,同时与 CAD/CAM、质量大数据管理软件等无缝衔接,搭配智能监控系统,帮助工厂实现数据互通和精细管理,为智慧测量与质量管理提供无限可能,支持中小企业发展,鼓励中小企业以专精特新为方向,真正实现高质量发展。这就是GLORY,传承海克斯康近30年的移动桥式机设计经验,提供优秀的测量精度和动态性能表现。拥有它,即刻敲开智能工厂大门的第一步,助力制造业开启工业4.0升级之旅!
  • Creaform 推出CUBE-R在线检测专用交钥匙 3D 扫描坐标测量机
    p   魁北克省莱维斯2018年4月16日电—高精度便携式 3D 测量解决方案和工程服务的全球领导者 Creaform 推出CUBE-R——新一代整套交钥匙自动化尺寸检测解决方案。全新的光学 3D 测量机利用 MetraSCAN 3D-R& #8482 计量扫描仪的优势,并结合了自动化工业测量单元中机器人化的高效率和可靠性。 br/ /p p    img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201804/insimg/334d8a1d-ab93-4d5d-93db-db037b4f13ca.jpg" title=" 3.jpg" / /p p   CUBE-R& #8482 拓展了 MetraSCAN 3D& #8482 的 3D 数字化和检测能力,可用于测量 1m 至 3m 部件的尺寸,在实际车间条件下提供计量级体积精度。与传统系统不同,该解决方案不仅测量速度快、体积精度高,而且能确保生产率显著提升。它实用且功能全面,提供现成的完全集成型自动化尺寸检测解决方案,可替代坐标测量机(CMM)检测金属薄板、铸件和复合材料等。 /p p   “质量控制经理正寻找能够及早检测出生产过程中装配问题同时减少浪费和停机时间的集成型解决方案,以确保获得更高的生产率和产品质量,”Creaform 生产经理 Jé rô me-Alexandre Lavoie表示。“CUBE-R正是基于这一理念而设计,它是我们R系列自动化检测解决方案的最新成员,为正寻求定制化尺寸测量解决方案的客户提供了技术集成。” /p
  • CCMT直击|海克斯康发布复合式影像测量机新品OCTAV HP
    2024年4月8-12日,第十三届中国数控机床展览会(CCMT2024)在上海新国际博览中心举办。海克斯康重磅亮相W3-B101展位,展示其核心高端技术的创新成果,以及自主可控技术的实践应用,为不同应用场景提供高质量的解决方案,助力传统产业高端化、智能化、绿色化转型。海克斯康展位展会期间,海克斯康发布重量级新产品——OCTAV HP高精度复合式影像测量专机。这是海克斯康全新自主研发的亚微米级复合式测量机,是一款为满足用户对于高精度、高性能、高稳定性测量需求而设计的高端复合式影像测量专机。OCTAV HP复合式影像测量机该设备采用固定式桥架和移动式工作台结构设计,最大限度减小阿贝误差,精度更高。三轴均采用超小间隙精密气浮轴承,确保无摩擦运动的同时具备超高的刚性和稳定性。整体花岗石封闭框架,热膨胀系数小,确保精度一致性。外观采用全新的工业设计,优化材料成型工艺,提升抗振性能,保证设备长期的稳定性。本款产品精度高达0.4μ+,搭载专利的2-Step Zoom光学模组和高清工业相机,高品质的影像系统让画质纤毫毕现。同时搭配同轴光源、环形光源以及随动底光源,可以满足各类产品轮廓及表面特征检测需求。多传感器复合式柔性测量平台OCTAV HP在多测头和多传感器融合方面,具有领先技术及经过验证的行业经验,专业分析客户的实际应用需求,并将行业内先进的测量传感技术,包括高精度的接触式触发和扫描技术,基于影像测头的视觉检测技术,基于共聚焦白光测头的光学扫描测量技术等,定制化集成到一台测量设备上,实现了一机多能以及高精度复合式测量。在科技日新月异的当下,精密测量成为各行业发展的广泛需求。OCTAV HP亚微米级别的影像测量功能结合先进的多传感器融合技术,适用于航空航天、半导体、新能源、3C电子、医疗等行业领域,以科技助力中国智造腾飞。全新自主研发的亚微米级复合式测量机正式发布,不仅是对海克斯康全球技术能力的集中展现,更是对本土化创新实践的深度探索。通过不断的技术积累和创新,海克斯康将持续构建智能制造生态系统,赋能行业数字化转型,为中国高端制造业的发展提供有力的技术支撑。
  • 挑战极致测量环境,海克斯康发布IP54级绝对臂测量机
    日前,海克斯康宣布推出全新的v2.0版绝对臂测量机,最高工作温度可达45℃,能满足IP54防护等级要求,有效实现防水防尘,即使在最具挑战性的严苛环境中使用,也能轻松完成各种测量任务。本次产品升级涵盖Compact、6轴和7轴在内的绝对臂测量机全系产品,除了测量适应性得到了提高之外,新机型在产品性能、易用程度、测量效率等方面也都有了进一步的提升,并能借助Sfx资产管理平台对设备状态和当前位置进行有效的实时监控。让测量无处不在海克斯康便携式测量臂产品总监Anthony Vianna解释说:“在过去的几年里,我们看到了测量臂使用环境的变化,之前用户往往都是在干净整洁的计量室里使用,而现在则是直接在车间现场、加工中心、铸造车间等较为恶劣的环境中使用。我们希望客户无论在什么地方测量,都能对测量设备和检测结果感到放心。绝对臂近年来在小型企业用户中很受欢迎,但他们可能不像大公司那样,拥有完善的基础设施和测量环境。我们愿意倾听客户的意见,并为他们提供有必要的产品改进和技术支持,而这也是绝对臂此次更新如此重要的原因。”IP54防护等级:满足极端工作环境要求绝对臂测量系统满足IP54防护等级要求,最高工作温度可达45°C,再加上绝对臂测量机本身具备的便携性与多功能性,可以完美地满足高温、多尘等极端工作环境的要求。例如Compact系列绝对臂,就能够直接放在布满油污和金属屑的加工中心中,实现超高精度的在机测量。便携性再度升级:让扫描测量更灵活为了进一步提高现场测量过程的便利性,减少用户在设备和计算机之间来回奔波操作,本次产品更新还将7轴绝对臂腕部升级为触摸屏,方便用户直接查看结果和对软件进行操作。此外,绝对臂配合无线模块包,能实现真正的超高速无线扫描,加上其内置的高性能电池供电,可以真正地将测量工作带出计量室。资产管理方案集成:随时随地监控设备新款绝对臂测量机可以与海克斯康SFx 资产管理解决方案配合使用,能对设备进行远程跟踪和监控, 用户可以很容易地了解每台测量臂所在的位置和状态,确保每一台绝对臂都具有可靠的精度,而在设备发生故障时,用户甚至可以收到实时的警报提醒。全新升级的绝对臂测量机凭借极限环境适应性、无线连接便捷性以及设备监控灵活性等特点,保证了测量工作随时随地开展,成为智能工厂数据采集与质量监控的眼睛,让测量无处不在。发展源自创新,更多产品提升即将展现,敬请期待。
  • 蔡司与宝马等合作伙伴成功开发自主测量机器人
    作为在线测量技术领域创新解决方案的领先供应商,蔡司通过与客户的积极交流,了解客户的需求和策略。例如新的蔡司AICell跟踪产品类别,融合实时过程监测和计量溯源在线测量技术于一体。在德国联邦教育和研究部(BMBF)的资助下,蔡司与宝马,乌尔姆大学计量、控制和微技术研究所(MRM),医学和计量激光技术研究所(ILM)合作,研究和开发了自主测量机器人(AuMeRo)的概念。今年,一个功能齐全的样机已经证明,自主测量机器人可以完全处理诸如未喷漆或喷漆车身零件间隙尺寸和平整度检查等任务。蔡司IQS产品经理Manuel Schmid表示:“在一条标准生产线上生产尽可能多的产品——这一既定概念可能很快就会成为过去。”目前,日益个性化的客户需求正导致越来越多的产品变体,因此在其生产中需要模块化。受此影响尤其严重的行业,如汽车行业,正计划在长期内解散具有高度专业化工作站的顺序制造流程,代之以灵活部署的制造岛屿。 自动测量机器人使用摄像头自动检测目标,并与车身对齐,以检测所需位置的间隙和平整度,无需人工交互。智能、自主系统的综合能力自主测量机器人是一个矩形平台,底部有轮子,顶部有一个带有光学测量传感器的机械臂。“当然,硬件方面本身并不是革命性的”。蔡司集团企业研究部的Matthias Karl 博士解释说,“关键任务是在软件方面创造必要的智能,以实现物体的自主移动、测量和数据处理。”研究伙伴结合各自的专业领域,一同应对研究项目中的这一挑战。乌尔姆大学计量、控制和微技术研究所与多家汽车制造商合作,重点研究自动驾驶。该研究所开发并实现了移动测量平台的导航解决方案,使其能够自主移动到目标对象,同时安全地避开障碍物。医学和计量激光技术研究所研究了适合这一特殊应用的光学测量技术,重点是多波长全息。蔡司作为小组协调员,由蔡司工业质量解决方案(IQS)和企业研究两个部门代表参与:IQS提供了专用的光学计量学,企业研究部利用光学图像识别和机器学习处理机械手臂的运动、物体识别和测量位姿控制。作为领先的高端汽车制造商之一,应用合作伙伴宝马为该项目提供了切实可行的实践背景。满足个别客户的要求,同时提高效率“用户通过软件选择一个对象,例如车门、其大致位置及预期测量计划,从这一点上,自主测量机器人完全自主行动”,Manuel Schmid解释道。物体识别是通过相机进行的,是基于物体的数字孪生体。在实际测量中,移动平台配备了额外的光学传感器,为此,医学和计量激光技术研究所开发了一种特殊的测量传感器,采用多波长数字全息技术,具有测量时间短、环境影响强的优点。通过这种方式,就可以在一张快照中获得整个区域的漫射和镜面反射表面的地形数据。当平台找到并接近目标时,机器手臂根据测量程序的要求移动测量头,同时考虑当前的空间条件。“凭借其自主移动和目标识别的能力,自主测量机器人为迎接未来的移动、模块化制造岛做好了准备,并允许随时随地进行测量”,Schmi说到,“然而,它已经为制造商发挥了它的全部好处,例如在产品审计中,目前的测量和文件是在测量室手工完成的。使用自主测量机器人,效率将更高,因为它是完全自动化的,可复制的,且生成的测量结果始终具有高质量和信息价值。”“在这个研究项目中,我们已经证明自主测量机器人这个概念是不受限制的,并且可以很容易地适应新的物体和测量计划,这为这项技术打开了大门”,小组协调人Matthias Karl博士说。宝马集团质量管理部汽车车身工程项目经理Jan-Klaus Dziergwa也对这个结果很感兴趣:“在宝马,我们非常有兴趣满足个人客户的愿望,同时不断提高我们的生产效率和质量保证;这需要创新的方法和技术,自主测量机器人就是一个很好的例子。”
  • 2023年三坐标测量机新品盘点|向高精度、自动化、柔性化发展
    精密测量是科学探索的“眼睛”、高端制造的“尺子”。高水平的精密测量技术和精密仪器制造能力,是一个国家科学研究和整体工业领先程度的重要指标,更是发展高端制造业的必备条件。众多精密测量仪器中,三坐标测量机由于其通用性强、测量范围大、精度高、效率高,可以与数控加工系统组成柔性制造系统,故有“测量中心”之称。它可以检测零件的尺寸、形状和位置精度,广泛应用于机械制造、汽车、航空航天、电子电器、国防等领域,成为高端制造业不可缺少的万能测量设备。 “中国制造2025“发展战略对高端装备中的超精密测量精度要求越来越高,促进精密测量仪器生产厂商不断推陈出新。为方便大家了解三坐标测量机新产品与新技术,本文特对2023年上市新品进行盘点,以飨读者。据仪器信息网不完全统计,2023年,共有10个系列三坐标测量机在国内市场上市。(如有遗漏,欢迎大家留言补充。联系邮箱:niuyw@instrument.com.cn)海克斯康INSPECTOR S系列三坐标测量机海克斯康INSPECTOR系列三坐标测量机自 2007年上市以来,深受广大用户青睐。2023年,秉承海克斯康不断创新的理念,全新一代INSPECTOR S焕新升级,在满足多行业测量精度的同时增加柔性选择平台,用户可以根据需求选择触发、扫描、非接触式等不同的测量解决方案。INSPECTOR S全面、柔性的测量解决方案为用户的持续发展带来更多可能。GLORY桥式三坐标测量机GLORY桥式三坐标测量机是依托于海克斯康创新型先进技术开发的新一代通用型测量机,所有功能均基于用户研发,柔性的设计平台可随用户的多样性需求而组合。GLORY融合海克斯康全球化技术沉淀和本地化落地应用,通过独特的设计、核心技术优势时刻保持行业技术领先,为用户提供稳定、可靠的测量结果,帮助用户缩短和优化时间周期,更好地利用检测设备资源,获得最大生产力。从手动到半自动,从半自动到全自动,从离线到线旁,从线旁到在线,GLORY可轻松集成到自动化系统,即插即用且模块化,满足各种级别自动化需求,高效简化人力成本,全面增强用户应用体验。Xpert高精度检测平台国产Xpert高精度检测平台传承海克斯康在计量领导优势的机械设计、运动控制与测量软件技术,精度高达0.5μ+,是海克斯康目前精度最高的国产测量装备。它采用先进的机械设计和运动控制技术,拥有增强型平衡支架、主体全花岗岩材料、稳定坚固的封闭框架结构、专业的移动工作台设计、精密滚珠丝杠传动,保证更好的性能和长期稳定性。在软件方面,配置专用的测量软件及附件包,操作人员无需编程即可运行检测程序,并且可以定制化全尺寸检测与评价。雷尼绍AGILITY五轴坐标测量机AGILITY坐标测量机分为L系列实验室型和S系列车间现场型两种型号,适用不同的应用场景,以满足包括消费电子、汽车、航空航天等行业对精密测量以及质量控制的要求。五轴联动数控技术是衡量复杂精密零件制造能力技术水平的重要标准之一,五轴机床能够显著提高加工精度和加工效率。雷尼绍发明的REVO五轴多类型传感器系统推动了坐标测量机的测量能力、速度和灵活性的提升。而作为承载REVO五轴测量技术最佳平台的AGILITY,它的推出则是雷尼绍推进测量革命的又一重大举措。日本三丰LEGEX匠系列三坐标测量机高精度三坐标测量机LEGEX匠系列初项精度达0.23μm,较以往LEGEX型号提升26%。LEGEX匠系列三坐标测量机进一步分析和排除了存在的误差因素,采用全方位的振动对策,并灵活运用了日本三丰所培养的超高精度研磨技术和精密加工技术,多维精进,实现最大允许长度测量误差E0,MPE(0.23+0.7L/1000)μm*,这意味着,测量1米长度物体时的误差,从以往LEGEX型号的1.28μm下降到0.93μm以下,测量精度突破了亚微米级别。可用于以高精度机床、半导体制造装置、镜头、精密模具等超高精度要求的制造行业的品质管理,还可作为质量控制部门的验证机使用。中图仪器Mars系列三坐标测量机移动桥式Mars系列三坐标测量机,支持触发、扫描和非接触式探测系统。能够对各种零件和部件的尺寸、形状及相互位置关系进行检测,也可以对软材质或复杂零件进行光学扫描测量。并且支持测头更换架以及白光系统,同时支持精密转台等。支持各种测量软件,包括Rational DMIS、中图SMT-DMIS、 ARCOCAD等,支持中图控制器和Pantec控制器,可用于机械制造、汽车工业、电子工业、航空航天工业、以及计量检测等领域。思看科技AM-CELL C200自动化光学三坐标系统AM-CELL C200是专为中型零件量身定制的全新三坐标测量系统。采用灵活柔性的模块化设计,轻松部署多种测量方案;配备主动安全防护系统,无需特殊安全防护外框。在生产车间、科研实验室、教学中心等复杂的交互场景中都能游刃有余;为企业精益化、自动化、智能化的业务演变与升级,提供产品全生命周期的质量管控解决方案。一键启动即可实现100%无人化全自动测量,调试中可拖拽机器人进行示教,实现快速自动路径规划,极大降低操作人员对自动化设备的使用门槛;按功能性模块化结构设计,布局紧凑、占地面积小,可基于不同生产条件轻松部署多种测量方案(L型、I型、T型、分离型)。瑞士丹青Extol在线三坐标测量机在线自动化三坐标EXTOL秉承瑞士丹青-Aberlink的创新传统,包括EXTOL370和EXTOL520 两个型号,满足车间自动化质量控制需求,能够全天候24小时运行。EXTOL无需压缩空气,插电即用,省去压缩空气带来的隐患;采用非笛卡尔(直角)坐标系设计,相对于传统桥式三坐标大幅减少占地面积,测量速度快,重复性精度高。Fulcrum手动三坐标测量机Fulcrum是一款革命性的手动三坐标测量机,不同于传统的大理石花岗岩结构的大型三坐标。该设计优化了检测流程,实现了在制作过程中对工件进行精确检测,不占车间空间。在最终检查之前,可以将检测结果及时反馈到加工过程中。Fulcrum测量软件优化了用户界面,使其更加简单易用,同时保留了全部功能。使用该软件,只需手动扫描零件,便可自动识别关键特征,并自动显示尺寸。即使没有操作经验,使用Fulcrum手动三坐标测量机后几分钟内就可以测量零件,无论是首检、小批量质量控制还是设置CNC机床都可以直接使用。精度高是Fulcrum手动三坐标测量机的最大优势之一。它能够测量微小的尺寸误差,能够满足高精度零件的检测需求。同时,Fulcrum手动三坐标测量机还具有快速测量、高效率、易于操作等特点,可以大大提高生产效率。西安爱德华DaisyB/P系列三坐标测量机DaisyB/P系列作为2023年爱德华测量创变改革后的首发产品,共推出Daisy Basic基本配置型和Daisy Pro用户定制型两款产品,可为用户提供不同测量范围的12款机型。DaisyB/P系列不但延续了爱德华20多年工艺技术,深化高性价比、高稳定性、高精度的产品特性,还在产品智能化配置、人性便捷性操作方面进行了全新提升。整机外观线形流畅、大气简约、具有操作舒适性;电气控制系统提供多样化配置选择,定制性更强;软件系统全面优化,便捷式操作、运行更流畅。小结纵观2023年上市新品,三坐标测量机在向高精度、高效率和大量程测量方向不断发展的同时,也在向自动化、柔性化和智能化测量方向不断进步。在可见的未来,三坐标测量机将成为无人化车间和智能化工厂的重要组成部分。更多产品详情请查看三坐标测量机专场
  • 国产三坐标测量机企业系列走访第1站英示测量:缔造量具量仪“一站式”超市,解决测量难题
    近年来,我国高端制造业蓬勃发展,对高精度测量设备的需求持续攀升,极大地推动了以三坐标测量机为代表的精密测量仪器市场的迅猛增长。全球知名品牌和国产新兴势力纷纷加入这场激烈的竞争,竞相展示各自的技术实力和创新能力。随着国产替代需求的日益增长,中国三坐标测量机企业正迎来前所未有的发展机遇。为深入了解中国三坐标测量机产业的发展态势,仪器信息网成立25周年之际,特别策划了“万里行”系列走访活动。该活动深入中国三坐标测量机代表性企业,与行业专家共同开展实地走访,探寻产业发展的最新进展和亮点,为发展新阶段赋能。走访第一站,由上海大学李明教授,仪器信息网产业研究部主任武自伟、营销服务中心经理韩永风、测量仪器编辑牛亚伟等组成的走访项目组,走进了苏州英示测量科技有限公司(以下简称“英示”)。英示总经理沃林等高层领导热情接待了走访团队,并与项目组进行了深入交流与探讨。合影留念一、行舟竞渡,走国产化发展之路长期以来,三坐标测量机这一高精度测量仪器的技术和市场主导权一直掌握在少数国外知名企业手中。这种局面使得国际市场上的三坐标测量机产品不仅价格高昂,而且技术更新和服务支持也往往受限于这些厂商的节奏。对于国内企业来说,由于技术门槛高、研发投入大、市场渠道不畅等多重因素的限制,在三坐标测量机领域的参与度一直较低。为了打破这一局面,国内企业开始逐渐加大在三坐标测量机领域的投入和研发力度。交流现场,沃林总经理表示,英示坚持自主创新,积极攻克国外三坐标测量机卡脖子技术,并详细介绍了英示三坐标测量机的竞争优势。此系列产品采用了经典的桥式结构,整体式工作台,确保了结构的稳定性和测量的准确性;配备了高精度空气轴承,能够极大地减少摩擦,确保测量过程中的平稳性和精准度;独特的Z轴防扭矩设计,更是巧妙地减小了旋转误差,使得测量结果更加准确可靠。此外,现场三坐标测量机专为车间现场设计,无需压缩空气,即可在复杂的生产环境中进行快速、准确的测量。英示三坐标测量机沃林总经理进一步补充道,三坐标测量机仅是英示众多产品中的一类。在当前行业高度竞争的背景下,英示凭借近万种产品,构筑起一座精准测量的堡垒。产品覆盖机加工行业的每一个角落,包括测量几何尺寸和形位公差、硬度测量、金相分析、工件表面和内部检查、推拉力和扭力测试、环境试验等。如今,英示的综合目录已成为行业客户的参考工具书。随着制造业智能化和数字化转型的浪潮,英示更是走在前列。作为国内唯一能够全面实现数字化的测量品牌,英示不仅提供标准产品,更能根据客户需求定制在线自动化检测系统。此外,英示的部分产品已成功入选国防科工局和工信部联合编制的《国产清单》,打破了国外品牌长期以来的垄断地位,为测量设备的国产化进程贡献了重要力量。一直以来,英示积极响应国家“自主可控”的发展战略,坚持走国产化发展之路。经过多年发展,英示形成以中国苏州为中心,辐射全球的战略布局,在八十多个国家建立了稳固的销售渠道,同时,在德国、西班牙、捷克、美国、巴西、印度等地均有分公司,国内客户已涵盖航天、航空、核电、高铁、船舶、汽车制造等大中型企业和专业院校。英示在测量领域的影响力正逐步扩大,成功获批高新技术企业、国家级专精特新“小巨人”企业、江苏省首批产教融合试点企业等,已成为工业测量细分行业的隐形冠军。二、上下求索,推动高端装备制造自1995年成立以来,英示与众多高校及科研机构携手,共同推进测量技术的研发与产品创新,不断汲取全球顶尖企业的成功经验,致力于提供更为精密、先进的测量解决方案。英示能够快速响应并满足多样化应用场景与复杂环境下的测量需求,确保客户在各种挑战面前都能获得准确可靠的测量结果。为了培养更多优秀的测量技术人才,英示还建立了机械行业能力评价长度计量实训基地,为行业输送了大量专业人才。同时,英示与国家及地方计量院所紧密合作,共同制定和推动计量标准的制定与实施,为行业的健康发展提供有力支持。值得一提的是,英示作为国家技能大赛赞助企业,多年来支持了世赛选拔赛、国赛、国家一类和二类大赛、部分省赛、行业赛等100多场赛事的测量工具及仪器和技术协作,成为技能大赛的“优秀合作企业”。以三坐标测量机为例,英示在测量理念、技术和方法上始终保持着前瞻性的研究态度。通过采用先进的测量技术和高效的测量手段对传统测量量具进行数字化改造和赋能,为制造业,特别是高端制造业质量数据网络的构建提供准确、高效、可靠的数据源,其他相关量具和量仪产品亦是如此。英示秉承“解决测量难题”的核心理念,不断提升生产过程中现场测量、在线测量和快速测量的量值溯源能力,发挥计量检验检测在产业技术基础创新中的变革性作用,推动高端装备制造的高效发展。三、持续深耕,助力产业加速度在探讨国产三坐标测量机产业的发展策略时,英示沃总在交流中表示,在当前行业内卷化日益加剧的背景下,单纯的产量和价格竞争已经无法满足产业长期、健康、可持续的发展需求。真正的竞争优势,源于对服务的深度挖掘和精准提供。沃总指出,客户在测量过程中常常遇到“测不了、测不全、测不快、测不准”等痛点,这些问题是制约测量技术发展的关键因素。面对这一挑战,英示坚定地将重心聚焦于研发针对这些痛点的精准、高效测量解决方案。正是这种核心服务能力的持续强化和提升,使得英示在激烈的市场竞争中脱颖而出。同时,英示也深刻认识到三坐标测量机关键零部件和组件的重要性。沃总强烈建议,国家应像对待工业母机一样,对三坐标测量机的关键零部件和组件给予高度重视,进行前瞻性的战略布局,并组织相关力量进行技术攻关。这有助于提升国产三坐标测量机的整体技术水平,更能推动整个产业的持续发展和创新。沃总进一步表示,英示公司不仅仅满足于作为三坐标测量机的生产商,更将致力于打造一个量具量仪的“一站式”超市。这个超市将汇集各种先进的测量技术和设备,为客户提供更加全面、便捷、高效的测量解决方案。这种一站式的服务模式,将极大地提升客户的测量效率和精度,解决他们在测量过程中遇到的各种难题。英示总部大楼即将落成交流会结束后,沃林总经理向远道而来的上海大学李明教授以及仪器信息网的相关人员表达了深深的谢意。他亲自引领这一行人参观英示的展厅,详细介绍了英示在国产三坐标测量机及量具、量仪产品所取得的最新成果和技术突破。他强调,这些测量设备不仅具备高精度、高效率的特点,更在助力智能化改造和数字化转型方面具有显著优势。英示产品能够与各种智能制造系统和数字化平台无缝对接,实现数据的实时采集、传输和分析,极大地提升生产效率。英示展厅通过实地探访和深入交流,走访项目组对英示的技术实力、创新能力以及市场地位有了更加清晰的认知。英示的众多量具量仪产品在性能上达到国际水准,甚至在某些关键领域展现出独特的优势。英示“INSIZE”作为中国基础装备制造业的代表性品牌,已经在国际市场上崭露头角,与德国Mahr、日本Mitutoyo品牌并列齐名。走访活动不仅强化了仪器信息网与英示之间的紧密联系,也为双方未来的合作奠定了坚实的基础。
  • 海克斯康Global系列测量机全线升级
    借助先进的运动控制技术和新一代连续扫描探测技术的发展,Hexagon计量产业集团全线升级其业界享有广泛盛誉的Global系列测量机,并于2009年9月1日面向全球市场发布。   随着精密制造以及流线造型的大量涌现,要求测量精度更高、速度更快,新一代的Global测量机就是在此背景下推出,并在测量精度和快速扫描领域取得了新的突破,从而再度成为业界的标杆。   Global测量机自推出以来,全球已安装超过8,000台,是全球安装数量最多的坐标测量系统。“此次Global测量机的全面升级,旨在为全球客户提供技术更优、功能更强、可靠性更好、更符合其要求的高性价比产品。相信新一代的Global将会延续其已有的成功,为全球客户提供更好的计量服务。”海克斯康测量技术(青岛)有限公司总工程师周亮博士如此说。   访问海克斯康官方网站http://www.hexagonmetrology.com.cn/Product_view_1_106.htm了解更多Global产品信息
  • 【综述】三坐标测量机在产品质量检测中的应用
    p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 在产品质量检测中,三坐标测量机的应用是一种趋势。作为先进的测量工具,其精度能适应多种产品的变化,而且能精确到微小尺寸,这正是其独特之处。在市场竞争下,产品质量的好坏尤为重要,是企业能力的一种展现。但在实际应用中,存在一定的问题,通过对其特点与技术进行探究,提出一些解决办法。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 1 三坐标测量机的工艺特点 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 1.1 手工与自动测量结合在三坐标测量机的使用中,不仅仅是自动操作,还结合了手工测量的方式。因为手工测量比较简单,所以在实践中发现如果将二者进行前后融合的话,会产生更好的效 果。在自动测量前,先根据手工测量的情况,通过自身的经验与实际情况进行简单的分析,有一个大致的目标。然后确定出三坐标设备的测量方法与路径,同时记录好数据和操作过程。最后通过计算机系统信息程序,控制好测量的力度与方位,掌握好速度,使装夹一步到位,减少了调整角度等的时间与次数,更保证了大批量测量的精度。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 1.2 测量方法的规范性操作 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 在应用与实践中,使测量方法越来越规范。根据产品实际情况,正确配置与使用探头,对测量后得出的几何元素进行分析与计算。不同于传统测量的过程,对产品的加工工艺要求不高,使检测规划更方便,提升了工作的效率。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 1.3 产品的夹装与测量要求 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 在实际测量过程中,首先要计算出产品的几何元素,得出一系列的检测点位数据。在三坐标测量机中找到其中的关联,建立出一个合理的检测距离,保证能将产品一次装夹到位。只要产品夹装时与测量设备的角度或距离,保持在规定范围内即可,能避免多次调整位置,节约了整体时 span style=" text-indent: 2em " 间,以完成更多的任务。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 1.4 测量结果的换算特点 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 在早期的时候,三坐标测量机在数字计算方面是过于简单的,所以影响了检测结果。在实践中总结出,在产品曲面不规则的情况下,检测结果特别不准。因为探头检测出来的几何元素都是不规则的,所以需要对其原始数据进行专门的处理与换算,从而保证获得精确的结果。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 2 应用三坐标测量机技术的分析 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 第一,两圆柱之间距离的检测,通常是需要测量水平与垂直距离。可以用三坐标测量机检测出两个圆柱之间中心轴轴线的水平和垂直距离,然后建立出与实际相符合的坐标系。这个过程操作简单,所需距离很容易就被测量出来,速度比较快,而且计算也更加准确了。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 第二、在测量一些特殊产品的时候,需要转动探头。在转动到另一个位置后,会发现测量结果出现了较大误差,因为其探头变化后,整个坐标系也发生了改变。当遇到这种情况的时候,需要运用合并坐标系,来解决这个问题。因为在转换后,即使再建立一个新的坐标系,也不能与之前的进行结合,所以产生了矛盾。可以将已知原始坐标系进行变换,得到符合产品测量的新坐标系。从而使复杂的问题变得简单,使全方位的测量更加准确,而且速度也有所提升。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 第三,圆坐标系的建立。在运用原来的办法进行坐标系建立的时候,操作繁琐,而且容易产生较多的误差,所以需要改进。在实践中发现了一个简单的办法,就是拖拽所需内容,直接建立出坐标系,简化了操作的过程,也提升了检测的质量。为了保证测量时将产品零件与其3D模型进行 重合,更好地进行比对,通过挪动、旋转等方式进行操作, 如图1所示。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/8da6c503-f782-41df-9931-69d2c79db40b.jpg" title=" 捕获.PNG" alt=" 捕获.PNG" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 3 应用三坐标测量时提升操作人员的技术 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 3.1 熟练处理误差分析的办法 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 在整个测量过程中,都离不开数学的计算与处理,例如几何元素、坐标系的建立、误差分析等。因此操作人员也必须要掌握数学这门基础技能,尤其是对误差进行分析的时候,才能保证其精确,使三坐标测量机发挥出最大的效用。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 3.2 计算机应用水平 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 在使用三坐标测量机进行操作时,还有对测量结果进行分析与比对、再建立坐标系与3D模型重合等,都是通过计算机操作的。工作人员的计算机水平一定要过硬,才能要实际操作中,快速准确地进行设置与测量。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 3.3 了解加工工艺的原理 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 对产品质量进行检测的时候,虽然从表面上来看,与加工工艺并没有什么联系。但是在实际操作中会发现,将产品与设备进行夹装的时候,出现误差,虽然有时候是在正常范围内,为了保证测量的精确性,需要了解加工工艺。这样在测量的时候,可能根据产品的实际情况进行适应的 规划调整,做到灵活变通。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 3.4 熟悉机械设计方法 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 在实际测量中,逐渐发现只有了解了产品的机械设计方法之后,才能合理使用探头进行检测。比如,知道了零件的材料、尺寸、工作原理等才能更好地规划探头操作,熟练地与几何元素进行比对与测量。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 4 计算机辅助质量检测的应用技术 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 在产品质量检测中应用三坐标测量机,为了严格控制零 件质量。在检测中找到产生误差的原因,从而更好地设计出测量方案,提升精密性。首先,CAD给出检测的相关内容,然后根据测量工艺计算并规划出合理的方法。误差来源将被计算机分析出来,继而进行分离,保证了测量的准确。计算机需要通过硬件部分将三坐标测量机与制造系统进行融合。对于三坐标测量机与此系统的信息交互方面,需要通过特定的软件进行沟通,例如使用DMIS格式。为了满足软件的需求,所以在测量设备与计算机上都配备有专门的DMIS数据接口。这种格式可以测量出点、线、面、圆柱等多种情况,而且还能对探头进行设置,使检测更加细致。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 5 结语 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 科技在发展,三坐标测量机的应用也越来越广泛,加上计算机的辅助,保证了产品质量检测的精密性。了解到三坐标测量机的特点与原理,提升了工作人员的技术水平,加上与制作系统的紧密结合,使其发挥出了最大的功效。节约了测量的时间,保证了生产效率,满足了高精度的需求,跟上了经济发展潮流。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong span style=" color: rgb(127, 127, 127) " i 本文摘自 /i /span /strong span style=" color: rgb(127, 127, 127) " i :李亮. 三坐标测量机在产品质量检测中的应用[J]. 科技创新导报, 2020,& nbsp 017(001): 89,91 /i /span /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " a href=" http://gt6nr1az5qi8tl88.mikecrm.com/Nl9rJL1" target=" _self" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/4fb88e8b-fb2a-4aeb-abc3-19c249b9b2e2.jpg" title=" 指南攻略趣味漫画人物公众号首图.jpg" alt=" 指南攻略趣味漫画人物公众号首图.jpg" / /a /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 为了对我国三坐标测量仪市场现状、技术发展以及用户使用情况等进行深入解,挖掘用户的使用需求和痛点,促进三坐标测量仪市场的健康发展。仪器信息网特面向广大用户推出“ strong 三坐标测量仪有奖调研 /strong ”活动。除了对认真参与者发放话费奖励作为感谢,同时, strong 调研成果将在后期以专题、盘点、调研报告等形式发布 /strong ,请密切关注仪器信息网资讯动态。 /p p style=" margin-top: 0em margin-bottom: 1em padding: 0px color: rgb(68, 68, 68) font-family: " microsoft=" " white-space:=" " text-align:=" " text-indent:=" " strong style=" margin: 0px padding: 0px " span style=" margin: 0px padding: 0px color: rgb(255, 0, 0) " 填三坐标测量仪问卷,赢话费礼包! /span /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 问卷链接: /strong /p p style=" margin-top: 0em margin-bottom: 1em padding: 0px color: rgb(68, 68, 68) text-align: center " microsoft=" " text-indent:=" " white-space:=" " text-align:=" " a href=" http://gt6nr1az5qi8tl88.mikecrm.com/Nl9rJL1" target=" _self" style=" margin: 0px padding: 0px color: rgb(127, 127, 127) " span style=" margin: 0px padding: 0px " http://gt6nr1az5qi8tl88.mikecrm.com/Nl9rJL1 /span /a span style=" margin: 0px padding: 0px color: rgb(127, 127, 127) text-decoration-line: underline " & nbsp & nbsp /span & nbsp /p p style=" text-indent: 2em " strong 也可扫一扫参与有奖调研: /strong /p p style=" margin-top: 0em margin-bottom: 1em padding: 0px color: rgb(68, 68, 68) text-align: center " microsoft=" " white-space:=" " text-align:=" " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/pic/6ce68ba6-5670-4566-85ec-a9f1cb531e84.jpg" style=" margin: 0px padding: 0px border: 0px max-width: 100% max-height: 100% " / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 本问卷调研对象仅限三坐标测量仪用户,问卷设有20道题目,多为选择题,答题时间不超过5分钟。认真答题并通过仪器信息网审核的用户将获得 strong 20元话费 /strong 的奖励。除此之外,还将参加额外抽奖, strong 50元话费 /strong 礼包等您拿! /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 问卷奖励将于调研结束后发放,并将定期公布获奖名单,任何疑问,可随时致电仪器信息网编辑【电话:(010)51654077—8285】。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 同时,也欢迎扫码加入三坐标技术交流群,实时了解中奖名单详情,并与同道中人互动交流,了解相关技术及产业。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 208px height: 286px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/2a9aa149-f16b-4856-9874-0bab87c09a43.jpg" title=" Screenshot_20200901_173324_com.tencent.mm(1)_副本.jpg" alt=" Screenshot_20200901_173324_com.tencent.mm(1)_副本.jpg" width=" 208" height=" 286" / /p p style=" text-indent: 0em " br/ /p
  • 中国科学院高能物理研究所三坐标测量机公开招标公告
    一、项目基本情况项目编号:CSNS-YX-A-21-0188项目名称:三坐标测量机预算金额:98.0000000 万元(人民币)最高限价(如有):98.0000000 万元(人民币)采购需求:(一)产品名称:三坐标测量机(二)采购数量:1套(三)项目简介:中国散裂中子源(CSNS)是我国“十二五”国民经济和社会发展规划的重大科技基础设施项目,它是一个由加速器提供的高能质子轰击重金属靶而产生中子的大科学装置,利用其产生的中子,可以在原子、分子尺度上研究各种物质的微观结构和运动规律。中国散裂中子源装置准直测量具有范围大、测量环境狭窄等特点,准直测量的各项精度指标在精密工程测量领域也达到前沿水平。三坐标测量机是中国散裂中子源准直系统的主力测量仪器之一,主要用于装置设备的高精度标定、旋转线磁中心引出、设备和基准件的高精度检测等。本项目是对三坐标测量机进行的国内公开招标。本项目招标人负责提供三坐标测量机的技术要求;投标人负责三坐标测量机及附件的设计及制造(包括加工、测试、运输和安装等所需的工装)、出厂检验、包装、运输及现场安装调试等。合同履行期限:合同签订后6个月内完成现场安装及最终验收,具体详见招标文件第四章进度计划表。本项目( 不接受 )联合体投标。二、申请人的资格要求:1.满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定;2.落实政府采购政策需满足的资格要求://3.本项目的特定资格要求:(1)开标时在“信用中国(官网)”(www.creditchina.gov.cn)未被列入“失信被执行人”、 “重大税收违法案件当事人名单”名录内;(注:以开标日查询为准)。(2)开标时未处于 “中国政府采购网”(www.ccgp.gov.cn)的“政府采购严重违法失信行为记录名单”公布的禁止参与政府采购活动的行政处罚时间内;(注:以开标日查询为准)。(3)投标人应为在中华人民共和国境内合法注册的法人或其他组织。(4)本项目不接受联合体形式的投标人投标。(5)在招标人处登记并购买标书。(6)本项目不接受进口产品投标。三、获取招标文件时间:2021年11月05日 至 2021年11月12日,每天上午8:00至12:00,下午13:00至17:00。(北京时间,法定节假日除外)地点:广东省东莞市大朗镇中子源路1号散裂中子源园区A2-201方式:招标文件以电子版形式提供,每套200元人民币,招标文件售出不退。招标文件购买方式为:电汇标书费以邮件方式联系购买,具体方式为按本公告给定的招标人开户银行和账号电汇标书费,然后将标书费汇款底单复印件/扫描件、投标人名称、住所、联系人及电话、E-mail地址、标书费开票信息等(见下表)用E-mail形式发送至jianglj@ihep.ac.cn。汇款时请务必备注招标编号和投标单位名称。我们收到邮件后会及时将招标文件电子版用E-mail发给您。售价:¥200.0 元,本公告包含的招标文件售价总和四、提交投标文件截止时间、开标时间和地点提交投标文件截止时间:2021年11月26日 14点00分(北京时间)开标时间:2021年11月26日 14点00分(北京时间)地点:广东省东莞市大朗镇中子源路1号散裂中子源园区A1-104室五、公告期限自本公告发布之日起5个工作日。六、其他补充事宜购买招标文件的收款银行信息:收款人全称:中国科学院高能物理研究所开户银行:中国工商银行北京永定路支行账号:0200004909014451557七、对本次招标提出询问,请按以下方式联系。1.采购人信息名 称:中国科学院高能物理研究所     地址:广东省东莞市大朗镇中子源路1号散裂中子源园区A2-201室        联系方式:江丽君,0769-89156300,jianglj@ihep.ac.cn      2.采购代理机构信息名 称:无            地 址:无            联系方式:无            3.项目联系方式项目联系人:江丽君电 话:0769-89156300
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