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：Pro型号；中：Plus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（如图3），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：Radian 激光跟踪仪功能拓展附件-vProbe隐藏点测头

图3：Radian 激光跟踪仪测量示意（主图为使用SMR靶球；小图为使用功能拓展附件vProbe隐藏点测头）

图4：待测铣削转子（主图）及端面（右上：端面A；右下：端面B）

一、铣刨机铣削转子端面平行度的快速检测

铣刨机，是沥青路面养护施工机械的主要机种之一，主要用于沥青混凝土面层的开挖翻新。在铣刨机的组成结构中，“铣削转子”是其核心部件，是表面装置有多个刀具的辊形部件，在开挖作业时高速旋转，用于沥青或混凝土面的破碎。

由于是最直接进行破碎作业的部件，铣削转子在高速旋转的同时，还要受到多方位的外力作用，由此，该部件本身的工作稳定程度，就成为了重中之重，故而在制造环节中，对于该部件的检测要求也极为严格。

图5：铣刨机铣削转子端面测量现场（小图）与分析报告（主图）

在测量现场，操作者首先将Radian 激光跟踪仪架设在铣削转子周边的合适位置，并分别于待测两端面（端面A和端面B）上，使用靶球配合跟踪仪测量采数，随即通过预先设置的公共点，将两端面的数据代入同一坐标系，即可在测量软件中轻松分析出两个端面各自的几何量参数以及相互关系。

二、辊轴衔接部件孔位置度的快速检测

辊轴（或其它受力位置）衔接部件，既作为衔接枢纽，又要同时承受来自较多方向和种类的外力，由此，衔接部件本身各部位的位置度误差要求就极为严格，针对这些部位误差的检测，也是工程机械制造过程中几何量检测要求标准较高的环节之一。

图6：待测部件与待测孔示意

本案例中，待测项目为某型号工程机械衔接部件上各孔（如图6）的位置度参数，并依据测量数据，出具各孔之间相互关系的分析报告。

图7：测量现场-使用SMR靶球配合圆柱销球座贴合孔壁采点测量

现场测量时，操作者将跟踪仪就位，并使用高精度跟踪仪靶球（SMR）配合圆柱销球座（如图7），对各个孔进行数据采集。采集时，将SMR靶球吸附于圆柱销球座，并使用球座的柱销部分贴合各孔的内壁采集圆周数据，通过多次取点，在软件中即可通过圆周计算出各个孔的圆心位置，从而可以对各个孔的位置度及相互关系进行分析（如图8）。

图8：部件测量现场（小图）与数据报告（主图）

文章来源：美国自动精密工程公司北京代表处