如果Galaxy Tool工具公司能夠加工更大的零件，那么就可以讓這個位于堪薩斯州Windfield地區的生產車間承接范圍更廣的加工業務。該加工車間原來只生產一些與飛機模具相關的零件，如果能夠加工較大型的零件，那么它就可以承接這類模具中所有零件的加工業務。這樣，它就可以使這一車間實行一站式資源服務，而且也可以邏輯性地選擇這些零件的組裝業務。因此當Galaxy公司最近購置其最大加工中心的時候，該加工車間不只是擴大了它的生產范圍，而且也擴大了它的服務范圍。 然而，要使車間發生根本變化不只是購置一臺新機床的問題。正如該工廠的經理Gary Samms先生所說的那樣，任何人都可以購買大型機床切削加工大型零件。而真正面臨的挑戰是在于保證那些加工零件的質量。也就是說，其所面臨的挑戰就是如何檢驗這些產品。該車間的工作包括飛機表面的組合模具和拉伸模具加工，這種模具的外形較大，具有流線型表面，幾何形狀復雜，其體積遠遠超過車間內最大的坐標測量機。 圖1 這種組合工具將在飛機生產中用于連接飛機的外殼和縱梁Galaxy公司所找到的解決方案是采用一臺激光跟蹤檢測儀，這是一種便攜式測量裝置，當其移動通過一個零件時，由激光跟蹤一個反射器，在一定的距離內對零件進行精密的三維測量。Galaxy公司選用的激光跟蹤檢測儀由Automated Precision 公司（API）提供，該公司設立在馬里蘭州的Rockville地區。該測量儀所起的作用不但體現在精密加工方面，而且還表現在精密組裝方面。目前，與飛機模具相關的業務占車間業務量的75%，對于原先只是一個模具加工車間的公司而言，這是一個值得令人矚目的新發展。 發展機遇 事實上，在Galaxy公司其余的25%業務中，模具加工仍占相當的數量，還包括注塑模具和吹塑模具的生產。在8年前，車間開始利用其機床多余的生產能力，從事與飛機模具相關的加工業務，最初，只是為Wichita地區附近的飛機制造商提供服務，滿足他們的需要。不久以后，飛機零件制造業開始欣欣向榮地發展，而模壓制品行業開始蕭條。為了獲得更多與飛機零件制造相關的機會，該車間首先冒著一定的風險涉足5軸加工，然后逐漸擴大其加工范圍。今天，該車間所擁有的最大和最新加工中心為SNK型雙立柱5軸機床，其X軸行程為167 in，工作臺負荷能力達33000Ib。 圖2 Mike Anderson先生手中正握著其中一個反射器，進行激光跟蹤檢測儀的測量工作。該車間使用各種各樣的安裝附件，根據孔徑和其他各特點的相對位置對反射器進行精確的定位相反，檢測這一機床加工件所用的測量裝置是便攜式的，重量很輕。 激光跟蹤檢測儀安裝在三腳架上，立式樞軸支撐，可采用手工作業方式，使其隨同一小型反射器的位置并行移動。API系統可以測量XYZ坐標位置，在離開16ft.的距離時，其測量精度為±0.0006 in；當其離開65ft.的距離時，其測量精度為±0.0012 in。在這樣的距離內，激光跟蹤檢測系統可以補償濕度對光束造成的影響以及補償溫度變化對零件尺寸造成的影響。然后在激光跟蹤檢測系統上連接一臺筆記本電腦，采用該車間自己選購的測量軟件，將測量點與零件的CAD模型進行比較。 圖3 Aderson先生正在前后移動跟蹤測量儀的反射器，使其在零件的長度上行走，同時，跟蹤測量儀迅速地采集捕捉數據點，從而掃描繪制出三維平面的“地圖”使用這一測量儀器的是Galaxy公司的Mike Anderson先生，他是該公司的質量控制檢驗員。他說，調試這一設備所需的時間不到1h。不管零件在車間中的什么地方，都可以使用這一測量儀器進行在線測量或脫機測量。在開始檢驗時，首先讓激光跟蹤檢測儀自己“尋找”零件，在零件上測量一組位置基準點。然后利用這些參考點，通過軟件應用最合適的分析方法，確定零件與測量儀之間的相對空間位置。 Anderson先生解釋說：“零件是否顛倒和懸掛在空中都沒有關系。”因為不管是零件，還是跟蹤測量儀都與平面無關，該測量儀不但適合于檢測很大的零件，而且還可以檢測無法在坐標測量機上平放的外形不規則零件。 實際上，檢測不規則形狀的零件與檢測外形正常的零件一樣容易。在Galaxy公司的大型零件上，Anderson先生不但可用該測量儀測量特定的各個點，如測量孔徑的位置，而且還可以掃描零件外形的“地圖”。他只需簡單地在零件的長度上行走，同時讓反射器在表面上來回移動。這一切可以使跟蹤測量儀迅速地捕捉到成百上千個測量點，從而精確地確定外表輪廓。 圖4 根據CAD模型，可從顯示器上顯示出被測量點與其期望位置的差別。較小的數字顯示在X、Y和Z坐標上的差距在運動中測量 Anderson先生說，激光跟蹤測量儀的便攜特性使公司節約了相當可觀的費用。例如，必要時它可以自由地在機床上檢驗零件—在許多情況下，甚至可以檢驗坐標測量機無法測量的足夠小的零件—即可節約測量時間，又可脫機檢驗，省去零件裝卸時的各種麻煩和零件再次加工時的調試裝卡。在Galaxy公司的某些零件上，不用接觸設定值就可以自由地檢測零件，對于兩名操作人員來說，每天可以節約很多時間。 這種激光跟蹤測量儀甚至可以搬運到客戶的現場工作。Anderson先生說：“我可以很容易地將它拿到飛機上帶走。”當Galaxy公司生產的一個夾具需要在客戶的車間內維修時，可直接在客戶的車間內調試這一臺跟蹤測量儀，客戶根本不需要將這個零件運回到Galaxy公司的車間來進行維修。 精密的裝配 飛機裝配中所使用的夾具是Galaxy公司現今所提供的另一類與飛機模具相關的零件實例。這些夾具也許并不需要很復雜的輪廓外形，它們一般由很分散的平面零件組成，但相互之間必須保持精密正確的定位。 圖5 在這一夾具上所示的是一個工件近視圖，在其焊接前，應將其安裝就位。在安裝就位的過程中，需采用激光跟蹤測量儀進行精密檢測和顯示該夾具用于機翼中心部分的裝配，其結構簡單，但因其關鍵表面的分離距離過大，裝配比較困難。 Anderson先生說，跟蹤測量儀簡化了全部工作。將圖中所示的墊塊輕輕夾緊，然后采用該測量儀監控，同時采用錘子將該工件安裝就位。注意跟蹤測量儀，使其保持精密的清晰度，并在停止錘擊的安裝點上焊接墊塊，然后撤除夾具。他們還為這種激光跟蹤檢測儀找到了新的用途，即將其應用到超大型加工件的檢驗。總之，車間想要使用這種測量儀的任何地方，都可以進行精密的三維測量。