突破傳統(tǒng)檢測方法限制：雷尼紹的XK10激光校準(zhǔn)儀大展身手
2022-6-8 來源： 雷尼紹 作者：-
激光測量技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)制造中的應(yīng)用越來越廣泛，對于像半導(dǎo)體、面板、太陽能等這類精密制程設(shè)備更是不可或缺。而千分表、花崗巖角尺、自準(zhǔn)直儀等傳統(tǒng)檢測工具，無論在精度、效率還是靈活性上，早已不能滿足當(dāng)今市場的需求；在使用和成本控制層面上，廠商們更是面臨著不少挑戰(zhàn)，尤其是針對少量多樣、五花八門的專用設(shè)備的檢測而言更是如此。位于中國臺灣省臺中市的專用設(shè)備制造商 — 上舜精密實業(yè)有限公司（以下簡稱“上舜精密”），采用雷尼紹XK10激光校準(zhǔn)儀，突破了傳統(tǒng)檢測方法的諸多限制，大幅提升了機器的整體校準(zhǔn)精度和效率。
應(yīng)用范圍
上舜精密一直將業(yè)務(wù)重心放在專用設(shè)備上。公司成立之后，在很短的時間內(nèi)就一躍成為全球頂尖的智能型運動裝置廠商供應(yīng)鏈中的重要一員，負(fù)責(zé)開發(fā)并生產(chǎn)先進制程的專用設(shè)備，包括智能手機和平板電腦觸控面板用點膠機、壓力測試機及其他自動化設(shè)備等。
上舜精密的總經(jīng)理張秋明先生表示：“我們的優(yōu)勢在于自身的硬件研發(fā)能力，根據(jù)客戶的實際要求為其開發(fā)定制設(shè)備，提供從設(shè)備研發(fā)到生產(chǎn)的全套服務(wù)。我們購進雷尼紹XK10的目的就是為了進一步提升設(shè)備裝配后的整體精度和穩(wěn)定性。為了贏得客戶的信任，持續(xù)拿到訂單，我們必須與時俱進，采用更先進、更精確的校準(zhǔn)方法。”
上舜精密主要使用XK10激光校準(zhǔn)儀對專用設(shè)備的精密多軸運動平臺進行檢測和校準(zhǔn)，其中包括以螺桿或直線電機驅(qū)動的平臺。
檢測項目包括導(dǎo)軌的直線度、機臺的平面度、軸與軸相互之間的平行度和垂直度。有別于一些用戶將XK10應(yīng)用在裝配過程中，上舜精密主要用XK10進行機器的最終驗證。
傳統(tǒng)檢測工具在現(xiàn)代精密制造業(yè)的應(yīng)用中存在哪些局限性？
在采用XK10之前，上舜精密與許多廠商一樣，都采用傳統(tǒng)工具對機器進行測量。但是，隨著訂單量日益增加以及客戶的要求越來越高，公司不得不尋找更先進的檢測方案。張總經(jīng)理解釋道：“毫無疑問，激光測量系統(tǒng)無論在精度還是架設(shè)的靈活性上，均優(yōu)于傳統(tǒng)檢測工具。目前在生產(chǎn)小型機器時，由于一般數(shù)量都比較多，我們在裝配過程中通常還是會使用傳統(tǒng)工具，畢竟架設(shè)時間要短一些；不過在整機驗證或是裝配比較大型的機器時就必須使用XK10進行檢測，特別是對于精度要求高且裝配方式較復(fù)雜的機器而言。”
傳統(tǒng)檢測工具在實際使用過程中存在的問題
傳統(tǒng)檢測工具的確存在不少缺點，因此用戶在實際使用時往往會面臨以下難題：
• 花崗巖角尺 — 體積龐大且笨重，尤其是用于測量大型和長行程機器時更顯不便。此外，搬運時容易出現(xiàn)自身基準(zhǔn)受損或?qū)е虏僮魅藛T受傷的情況，并占用大量存放空間。在一些設(shè)計緊湊的機器上（如AOI檢測設(shè)備），有限的空間會導(dǎo)致角尺無法放置在導(dǎo)軌旁進行測量。
• 千分表 — 采用千分表測量兩條間距較大的導(dǎo)軌之間的平行度時，傳統(tǒng)方法需要將千分表延伸架設(shè)以完成測量。這不僅會增大誤差，而且架設(shè)十分耗時。
• 水平儀 — 有些大型機器臺面上有凹槽，水平儀無法對其進行平面度測量。
• 自準(zhǔn)直儀 — 其工作原理是通過測量角度并依靠首尾搭接步距來計算（角度轉(zhuǎn)直線度的）直線度偏差。當(dāng)直接采用線軌滑塊作為步距橋板時，相鄰滑塊并無搭接；而當(dāng)相鄰步距有橫向突跳（如拼接導(dǎo)軌的接縫或滑塊接觸面發(fā)生平移），但相鄰步距的測量角度相同時，角度轉(zhuǎn)直線度無法真實反映直線度平移誤差。在進行多軸平行度測量時，自準(zhǔn)直儀的架設(shè)十分困難和耗時，精度容易受環(huán)境光線影響，重復(fù)精度明顯不太穩(wěn)定。
張總經(jīng)理在分享XK10的應(yīng)用時說：“XK10的架設(shè)十分簡單，一套儀器能進行多種測量，我們只需參照圖示就能逐步完成測量。從架設(shè)到完成整個平臺檢測僅需30～40分鐘左右。模塊之間采用無線通信，因此我們可以將XK10應(yīng)用于各種機器，不會受機器空間的影響。此外，XK10配置的專用夾具組件也十分給力。如果采用傳統(tǒng)工具，需要額外花費時間設(shè)計并制造輔助工具進行架設(shè)；而XK10的配套工裝完全避免了這些繁瑣的問題，從而幫助我們降低了制造成本。”
在評估是否采用XK10激光校準(zhǔn)儀的過程中，上舜精密也曾經(jīng)考慮使用激光干涉儀進行校準(zhǔn)。張總經(jīng)理說：“XK10在架設(shè)方面沒有激光干涉儀那么復(fù)雜，在進行導(dǎo)軌的直線度和機臺的平面度測量時效率更高，而且在測量一些項目（如垂直度）時，更省去了架設(shè)額外鏡組的需要?？紤]到在一些精密機器中并沒有多余空間放置鏡組，因此我們最后選擇了XK10。雖然如此，我們目前也正在積極考慮添購雷尼紹XL-80激光干涉儀，以便將來用于檢測設(shè)備的定位精度。”
質(zhì)量管控／提升客戶信任度
使用傳統(tǒng)工具對機器進行驗證，往往會因不同操作人員的經(jīng)驗和技能水平不同而出現(xiàn)差異，而且手寫報告容易遺失或損壞。而這正是設(shè)備開發(fā)商能否與客戶建立互信關(guān)系的關(guān)鍵因素之一。上舜精密深諳此道，在質(zhì)量管控方面投入了不少資源。
張總經(jīng)理提到：“包括知名品牌在內(nèi)的許多客戶在評估我們廠房的生產(chǎn)能力時，必定會檢視我們的配套設(shè)施是否能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，采用像雷尼紹這種業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的檢測儀器的確為我們加分不少。記得還沒有使用XK10時，有一次客戶質(zhì)疑我們出廠機器的精度，最后我們花了很長時間協(xié)調(diào)，也找了第三方進行驗證，這對我們造成了很大的困擾。現(xiàn)在，機器在出廠時會附上XK10生成的測量報告給客戶，相比以往的手寫報告更專業(yè)，也方便我們存盤及追蹤機器的歷史狀況。雷尼紹多年來在業(yè)界深受市場認(rèn)可，使用他們的設(shè)備確實有助于增加客戶對我們的信任度，也減少了不必要的紛爭。”
XK10激光校準(zhǔn)儀的特性與優(yōu)點
XK10可對機器進行多種測量，包括直線度、垂直度、平行度、水平度和平面度，并可用于評估機器旋轉(zhuǎn)部件的主軸方向和同軸度，適用于機器裝配、驗證和維護等不同階段。
XK10激光校準(zhǔn)儀的設(shè)計適用于不同的機器尺寸和配置。其特性包括：采用無線通信；可旋轉(zhuǎn)的激光發(fā)射器能夠輕松改變發(fā)射器光束的指向；通過網(wǎng)格點來測量平面度。直觀的軟件界面可引導(dǎo)用戶一步步輕松完成安裝和測量過程。此外，軟件具有自動分析功能，在測量后能立即提供結(jié)果，實時顯示讀數(shù)，方便用戶調(diào)整。
光柵的應(yīng)用
除了使用XK10之外，上舜精密還采用雷尼紹的光柵產(chǎn)品對開發(fā)的專用設(shè)備進行位置反饋，包括
RESOLUTE™絕對式系列，以及ATOM™、QUANTiC™、TONiC™等增量式系列。正如張總經(jīng)理所言：“雷尼紹光柵產(chǎn)品的種類十分齊全，而且在業(yè)界具有很高的認(rèn)可度，為我們在設(shè)計設(shè)備機構(gòu)時提供了很大的便利性，也幫助我們贏得了客戶的信任。在可預(yù)見的未來，無論是精密平臺還是專用設(shè)備市場，競爭都會越來越激烈。上舜精密除了持續(xù)將業(yè)務(wù)重心放在專用設(shè)備上之外，也在積極擴充產(chǎn)品線，以期滿足客戶更多、更高的需求。”
詳情請訪問www.renishaw.com.cn/calibration
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