激光干涉儀的應(yīng)用

激光校準(zhǔn)系統(tǒng)保證了機(jī)床及三坐標(biāo)機(jī)的精度

位于美國加洲的 Tapemation Machine, Inc. 是一家有40多年歷史，具有專門生產(chǎn)高強(qiáng)度鋼零件生產(chǎn)許可證的供應(yīng)商。該公司負(fù)責(zé)為航天、國防、*、醫(yī)學(xué)、科研、電子和石油工業(yè)加工及制造大型精密零部件，在 5000 平方米的廠房里，共有22臺五軸 Anayak 、Mazak 、SNK 、Rambaudi and Leblond-Makino 等公司的加工中心及三坐標(biāo)測量機(jī)。其內(nèi)部質(zhì)量控制體系*達(dá)到或超過 MIL-I-45208A 標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品質(zhì)量控制非常嚴(yán)格，對零部件尺寸公差要求很高。因此定期用激光測量儀來校準(zhǔn)機(jī)床確保其精度，對Tapemation Machine,Inc. 具有極其重要的意義。但要對三坐標(biāo)測量機(jī)及五軸加工中心進(jìn)行檢測及校準(zhǔn)是一個既復(fù)雜又耗時的過程，特別是雇用外來服務(wù)商做這項工作既增加費(fèi)用，又增加停機(jī)時間，大大影響公司的生產(chǎn)效率。

“校準(zhǔn)不是我們供應(yīng)商的要求，而是因我們行業(yè)的性質(zhì)決定的。”該公司總裁 Bruce Erickson 說“根據(jù) ISO2000 及 45208 檢測程序的要求，我們至少每年校準(zhǔn) 1 次三坐標(biāo)測量機(jī)，同時為了確保所有機(jī)床的精度，定期對其進(jìn)行激光校準(zhǔn)，作為設(shè)備保養(yǎng)計劃的一部份，也是非常必要的。但是我們找不到一家有經(jīng)驗有能力能兼顧校準(zhǔn)所有機(jī)床設(shè)備的服務(wù)商。所以公司從Optodyne,Inc. 購買了 1 套 MCV-4000 激光測量校準(zhǔn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)有 1 個雙光束激光頭，雙通道處理器以及做直線度、垂直度和角度測量的光學(xué)方鏡。我們使用這套系統(tǒng)可以同時校準(zhǔn)機(jī)床和Brown & Sharpe MDL3000 Validator 三坐標(biāo)測量機(jī)，行程為132英寸（X）、47英寸（Y）、78 英寸（Z）。”在Tapemation 公司加工的零件，對公差的要求都非常嚴(yán)格，例如：40英寸直徑零件的公差為 ±0.001 英寸，10英尺長零件的平面度為 ±0.005 英寸。Bruce Erickson 總裁說：“我們公司操作MCV-4000激光校準(zhǔn)系統(tǒng)的是管理質(zhì)量的1位機(jī)械師，雖然我們檢測的是復(fù)雜的五軸機(jī)床，包括回轉(zhuǎn)工作臺，但他只花了1周時間就掌握了該系統(tǒng)的操作方法。比我們從外面雇用服務(wù)商來檢測大大減低了成本，提高了效率。

機(jī)床的回轉(zhuǎn)軸A和B是用1個安裝在主軸上的精密金屬球來校準(zhǔn)的，激光頭和聚光系統(tǒng)安裝在工作臺上。1片4英寸焦距的透鏡用來將激光束聚焦在金屬球表面。激光頭指向X軸方向，通過移動主軸調(diào)整與激光頭的距離，轉(zhuǎn)動A軸與B軸就可以測量出激光頭與球之間距離的變化。

轉(zhuǎn)臺的校準(zhǔn)過程是由馬達(dá)驅(qū)動，可編程的轉(zhuǎn)臺自動完成的，不需要手動來回移動。這樣就減少了轉(zhuǎn)臺的校準(zhǔn)時間，將操作者引起的誤差降到zui小。使用轉(zhuǎn)臺校準(zhǔn)附件加上相關(guān)的軟件，在每次轉(zhuǎn)動后，轉(zhuǎn)臺的臺板停留3-5秒時間，用來采集角度數(shù)據(jù)。

“雇用外面服務(wù)公司校準(zhǔn)三坐標(biāo)測量機(jī)1次，收費(fèi) 6,500美圓，我們1年需要校準(zhǔn)2次需支付 13,000 美圓。”Bruce Erickson 總裁說：“由于我們的機(jī)床種類規(guī)格比較多，服務(wù)公司的技術(shù)人員不能全部校準(zhǔn)，特別是我們的五軸機(jī)床做起來非常困難。而我們現(xiàn)在每年僅花購買 Optodyne 公司 MCV-4000 激光校準(zhǔn)系統(tǒng)1半的錢就能夠完成所有機(jī)床的檢測及校準(zhǔn)工作。2 年就全部收回了購買 MCV-4000 的投資，我們認(rèn)為該項投資是非常值得的投資。”