通用技術哈量：L100A三維齒輪測量中心
2023-6-8 來源：機床協會 作者：-
2023年3月28日，中國機床工具工業協會公布了“關于2022年度中國機床工具工業協會先進會員（十佳）的表彰決定”，對10家“自主創新十佳”和10家“產品質量十佳”企業進行了表彰，并于CIMT2023展會開幕首日給獲獎企業頒發了獎牌。為了更好地宣傳這些先進會員企業，協會傳媒部針對十佳企業及其產品組織了系列專題報道，以協會行業發展部提供的資料為素材整理成宣傳稿，經與相關企業確認后，在協會主辦的全媒體平臺陸續公開發布（排名不分先后），供業界同仁參考，以期共同進步。
協會傳媒部
1. 產品介紹
通用技術集團哈爾濱量具刃具有限責任公司L100A三維齒輪測量中心是一款綜合性的齒輪測量儀器，通過電子展成法進行長、圓光柵數字定位采樣，實現智能化微機控制。通過Ethercat總線控制系統實現全閉環軌跡控制，運用數字式三維測頭，長、圓光柵，搭載LinksGear三維齒輪檢測軟件，進行采集、運算數據。
L100A主要由儀器主機、電氣控制系統、測控軟件、三維測頭、高精度光柵、驅動電機等組成。三維齒輪測量中心本質上是一個包含回轉軸的四軸四坐標測量機，其測量原理為電子展成法，計算機控制電機控制模塊實現各坐標軸按預定參數運動，使測頭傳感器相對工件的運動軌跡為測量曲線，測頭傳感器運動的同時計算機不斷采集各光柵軸實際位置和測頭傳感器測微值，然后將采集到的數據與理論齒面比較從而完成測量評定，以相應標準對結果評價形成測量報告。
L100A設計新增針輪、針齒殼測量軟件，弧錐銑刀盤測量軟件，攝像頭功能模塊等多種三維測量軟件模塊，儀器可全自動完成測量循環。本儀器具有偏心修正功能，在被測齒輪一次裝夾中，自動完成齒輪齒廓、螺旋線、齒距及徑向跳動等測量項目的檢測。
L100A作為一種精密CNC自動化齒輪測量儀器，適應了齒輪測量設備向高精度、多功能與自動化發展的趨勢，已成為齒輪測量領域的主導設備。齒輪測量中心不僅能夠測量內外齒輪、蝸輪、蝸桿、弧齒錐齒輪等齒輪傳動裝置，還能夠測量剃齒刀、插齒刀、滾刀等齒輪加工刀具，以及轉子、RV減速機零部件等回轉類零件。儀器可測量參數種類繁多，可以測量齒輪的齒廓偏差、螺旋線偏差、齒距偏差、徑向跳動、非漸開線等分工件的分度誤差等參數。
L100A產品軟件功能齊全，內容豐富，可實現自動測量并對結果進行計算，同時根據不同被測工件的不同標準進行自動評定，測量過程中可根據需求對測量速度進行調控；測量數據可以隨時儲存，便于對比分析處理；測量結果輸出文件格式多樣化，用戶操作界面友好，簡單易懂，特別人性化。
2. 產品特點
L100A三維測頭齒輪測量中心是哈量公司面向中高端用戶市場，自主研發設計的一款新型三維齒輪測量儀器，屬于公司L系列三維齒輪測量中心的創新型產品。它可檢測模數0.5mm以上、最大重量2000kg的被測工件。其測量外徑最大達1m。在中大規格齒輪測量中心上應用三維數字式掃描測頭進行測量，也屬于國內領先。
該儀器是一款高精度綜合性多功能新型齒輪測量儀器。總體測量精度很高，可檢測齒輪精度等級達4級及4級以上。與傳統齒輪測量中心相比，測量結果精準，測量速度快，效率高，穩定性良好、功能強大豐富，是這款測量中心的幾大特點。
3. 創新點及技術先進性
三維齒輪測量中心的主要創新點概述如下：
（1）在齒輪測量領域應用數字孿生技術，進行虛擬測量，可以使儀器具備數字鏡像功能，實時動態顯示工件的測量狀態，完成實時控制。
（2）能夠實現復雜曲面工件的3D模型交互，針對轉子、直錐、斜錐、弧錐等具有復雜曲面的工件，可以根據輸入參數動態生成并顯示3D模型，提前驗證工件參數和測量參數的準確性。
（3）齒輪測量中心的檢測功能拓寬：可以檢測圓弧圓柱齒輪、弧錐齒輪、轉子、弧齒刀盤等復雜工件，其中轉子、弧齒刀盤檢測技術方面是國內領先。可對弧錐銑刀盤刀槽的自身精度和位置精度進行檢測和誤差評定，可分別測量深刀槽及淺刀槽的中心距、偏心距、刀槽寬度、頂面平面度、頂面平行度、頂面圓跳動、側面平行度、側面圓跳動等誤差項目。
（4）運用Ethercat工業以太網技術，研發了用于齒輪測量中心的實時測控系統，具有在線分析、自診斷功能，抗干擾能力強、數據高效快速傳送等優點，滿足工業4.0和物聯網技術要求，實現儀器智能化操作，便于與機床系統等擴展模塊的協作。
（5）在中大規格齒輪測量中心上應用三維數字式掃描測頭進行測量，也屬于國內領先。
（6）基于NURBS（非均勻有理B樣條）理論的曲面重構技術：利用復雜曲面的特征點實現了空間曲面的NURBS 重構，不僅實現曲面的誤差計算算法的統一，也使測量方式更加靈活。
（7）工件裝卡自動找正技術（支持30多種找正方式）：通過三維測頭測量工件的基準面，實現了工件坐標系與儀器坐標系的統一，對裝卡允許誤差由原來的µm級降低到了mm級，不僅滿足了工件的快速裝卡要求，而且極大減輕了對裝卡人員安裝水平的要求，通過測量位置和測量數據的雙重修正最大程度地降低了裝卡誤差對測量結果的影響。
（8）支持任意空間曲線的連續運動：軟件可以根據用戶選擇的測量項目，自動生成運動程序代碼，利用控制卡的循環緩沖區，邊執行邊下載，從而實現任意空間曲線的運動軌跡，比如在弧齒錐齒輪上已實現的形狀連續掃描，測量效率得到了極大提升。
（9）坐標系復位功能：若儀器選用增量光柵尺，在儀器開啟后各軸將執行回零動作，用以復位光柵坐標系和測頭坐標系，和以往的測量中心相比，省去了上電重新校準測頭等步驟，簡化了測量準備工作。
此外，在各軸光柵尺激光校準功能、三維測頭自動校準功能、測針庫管理等方面都有創新設計。
4. 圍繞該產品所開展的技術創新工作
哈量公司為該項目組織了一批企業研發科技精英人才，成立項目組。項目組是一支掌握了數字化、現代化齒輪精密量儀科研技術的先進團隊，均來自于哈爾濱市測試計量技術與儀器專業領軍人才梯隊。項目負責人竭力推進三維齒輪測量技術、Ethercat 總線技術的應用及齒輪測量中心模塊化設計等創新性研究工作的開展。項目組成員均長期從事精密測量儀器研發設計工作，高級及以上專業技術職稱占比達70%，具有連續8年以上合作攻關項目經驗。
項目組涵蓋技術領域廣泛，包含機械設計、電氣設計、軟件設計、精密量儀裝配等各專業領域，專業構成與年齡結構合理，在項目負責人的帶領下，團隊團結協作，吃苦耐勞，勇于探索，堅持自主創新、具有持續創新精神。該項目的實施培養了一批專業帶頭人與多名具有制造齒輪精密量儀技術的技能人才，為哈量公司后續科研、開發工作積蓄力量。
5. 應用領域及產業化前景
該齒輪測量中心主要用于機械、汽車、航空等行業中的箱體、機架、齒輪、蝸輪、蝸桿、葉片、曲線、曲面等的測量。從國內市場來看，齒輪測量中心市場的需求依然很大。隨著我國機械制造業水平不斷提升，齒輪測量中心市場需求也處于增長態勢。
目前全球齒輪測量中心儀器生產廠家主要集中在歐美日等，國內能夠研發生產的制造企業數量不多。哈量公司本產品已經通過歐盟CE認證，為打開歐盟市場奠定基礎。本產品憑借其良好的運行穩定性，高精度的測量系統，豐富的軟件功能，簡單便捷的操作系統，高性價比，以及公司誠信服務的品牌效應、成熟穩定的研發隊伍、專業周到的售前和售后服務等優勢，將得到廣大用戶的信賴，具有強大的競爭優勢，能夠在國內市場中脫穎而出，并進軍國際市場。
L100A三維齒輪測量中心批量生產后，年產量可達到20臺（套）以上。本產品的研制成功，為齒輪測量中心系列產品的技術升級積累了豐富經驗，使哈量集團的齒輪測量中心性能指標達到國際先進水平，經濟效益和社會效益前景更加廣闊。
（素材來源：協會行業發展部及相關企業 摘編整理：梅峰）
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