磨床中的精密激光测量

在机械车间使用激光器并不少见。示例包括用于测量和校准机床运动系统的激光干涉仪；和激光对刀系统，用于测量机器上的工具并检测损坏的工具。

最近，在一些 Studer（United Grinding 品牌）外圆磨床和万能磨床型号上集成了激光技术来测量精密工件。在过去的 10 年里，该公司一直在开发这项技术，用于砂轮的实验测量。意识到其在磨床方面的潜力，Studer 和激光制造商在 2020 年增加了改进的镜片和其他适用于磨削的必要设备，并最终推出了所谓的 LaserControl — 机器集成的激光过程测量技术。

LaserControl 具有许多优势，例如可降低生产成本的精密工件测量、提高测量各种零件尺寸的能力、提高零件质量以及采用记录所有测量值的软件。此外，与模拟系统相比，此类系统通常易于使用且生成数据的速度更快。此外，激光测量是一种非接触式测量方法，因此不会对被测材料造成伤害。当没有接触时，就没有磨损或损坏，包括测量设​​备本身，例如用于模拟系统的探头或触针。

形状像字母“U”，位于其侧面，激光发射器和接收器在开口端彼此相对（见下图），激光测量仪连接到磨床转塔砂轮头，因此可在 X 和 Z 轴上移动.它通过移动机器的 X 轴进入位置，并在机器磨削时分度。激光头在零件上移动到要测量的位置，直到激光束被零件的外围打断，进行第一面的测量并记录开始信息。激光头继续在零件上方向前移动，直到激光束超出零件并且不再被破坏。然后，这将提供有关零件尺寸的信息。 （机器的高分辨率线性玻璃标尺测量从测量光束中断到测量光束未中断的距离。）测量结果记录在操作员屏幕上的表格中。

形状像字母“U”其一侧的激光发射器和接收器在开口端相对，激光测距仪连接到磨床转塔砂轮头上，因此可在 X 和 Z 轴上移动。图片来源：United Griding/Studer

测量过程可能需要 10 到 60 秒，具体取决于零件的大小和所进行的测量类型。该系统具有+/-1.5微米的重复性。

虽然功能广泛，但用户友好的系统 Studer 软件程序使磨床操作员无需太多技能即可轻松进行测量编程。软件会在每个测量周期后自动记录测量值，并且可以将数据导出到电子表格中进行进一步评估。如果需要，可以打印数据。

以下是有关 Studer LaserControl 的一些关键点，有助于在确定该技术是否有利于您的应用之前了解这些要点。

不像典型的在线测量系统。 许多过程中测量系统将在机器切割/磨削时进行测量。然而，LaserControl 的闭环系统不会在磨削过程中进行测量，而是在磨削之后或磨削过程之间进行测量，当对一个工件进行多次测量时会中断磨削。通过暂时停止研磨，可以避免使用不适合激光的研磨液和乳液。为了在测量前清除工件上的冷却液、切屑和其他加工残留物，LaserControl 在测量前立即应用其带有集成空气喷嘴的吹扫系统。

设计用于测量多种直径尺寸和复杂零件。 由于该系统安装在砂轮转塔上，因此可以在工件周围移动。因此，它被设计用于测量小外径

探测是磨床中的一种测量选项，但该过程可能会损坏探头和被磨削工具的切削刃。

从 1 毫米到 100 毫米，以及复杂的零件。典型的测量不仅包括大的、非间断的工件直径和长度轮廓，还包括间断的直径，例如带花键或凹槽的轴、工具的切削刃和工具槽。

非常规设置。 不像 其他测量系统，这种激光测量系统不需要机械设置。机器操作员通过机器控制告诉系统程序在工件上测量哪些点。因此，操作员可以对机器进行编程，以测量数据收集所需的工件的任何点。与传统的物理设置相比，这种简单的设置节省了时间，传统的物理设置通常需要对要测量的直径或长度进行更繁琐的量规设置。

对于测量外径上的切削刀具特别有用。 尽管 LaserControl 为许多磨削应用提供了许多好处，但它并不是为每个工件设计的。例如，它无法测量 ID，并且不适合大批量生产，因为即使是这种机内测量过程也会减慢循环时间。但是，它非常适用于高精度复杂度非常硬的材料切削刀具的外径测量。航空航天零件通常也受益于这种类型的测量系统。

联合磨削/Studer |研磨网