API Radian激光跟踪仪助力Siemens Graz高效测量机车车辆转向架系统

我们的客户

位于格拉茨的西门子转向架总厂（Siemens Graz）是高科技转向架研发中心和制造公司，是全球铁路车辆行业的重要合作伙伴。西门子转向架技术全球卓越中心提供的产品系列可满足有轨电车、铁路机车、客车和高速列车等整个轨道交通的应用。该厂高生产力所代表的工艺水平独步全球，为转向架的机械制造设定了新标准，在其转向架生产过程设置和夹紧过程中，均采用了API品牌的Radian激光跟踪仪系统实施测量。

客户的需求

Siemens Graz工厂的核心技术之一，是转向架构架及其组件的机械加工。进行加工之前，首先要在模块化夹紧装置上定位组件。但如果要进一步提高产量，则必须使用新的测量系统，使测量技术与制造能力相匹配。关于两个夹紧装置运行的基本要求：轮换时需对转向架构架进行对齐、测量和夹紧操作，以便于后续机械加工；运行夹紧装置时确保转向架构架没有产生张力和发生扭曲。

在使用Radian激光跟踪仪以前，Siemens Graz使用磁力座将千分表吸附到夹紧设备上进行测量工作。测量中，需要频繁地在难以到达的位置进行测量，且每个转向架有多达30个测量点（视型号而定），因此需要耗费大量的时间进行设置和夹紧。而且在测量过程中，每个转向架需要配备20台左右的千分表，测量过程复杂繁琐。随着生产力的不断提升，Siemens Graz急需一种全新的、更加高效、精准的测量方式来配合日益增长的产量。

测量工艺的革新与问题

针对遇到的问题，Siemens Graz尝试了使用不同的方法，但对难以到达的位置进行测量仍然是一个非常困难的挑战。在尝试过的各种方法中，关节臂是较为适用的一种设备，但也经常无法对组件内部200-300mm深的测量点进行测量。

图1：Radian系列激光跟踪仪

打开大尺寸精密测量的新世界

在这之后，Siemens Graz咨询了API，并仔细研究了Radian激光跟踪仪的应用。激光跟踪仪采用激光测量原理，具有更高的精度，已经在制造业的诸多领域中得到了广泛的应用，并在一些环节中，以其高精度、大范围、灵活便携的特点，成功取代了包括三坐标测量机和关节臂在内的越来越多的传统测量系统。

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，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。

采用Radian激光跟踪仪进行转向架测量后，就成功解决了前文中提及的尴尬问题，并高效适配了进阶后的生产能力。

图2：vProbe隐藏点测头

深孔及隐藏位置也可精准测量

除解决了使用千分表测量的尴尬外，使用Radian激光跟踪仪进行转向架测量，也同时解决了深孔和隐藏点位置难以探测的问题。

API开发了一系列激光跟踪仪功能拓展附件，其中，vProbe隐藏点测头，就是测量深孔和隐藏点的利器。测量时，只需将vProbe测头的接光口对准跟踪仪射出的激光，即可使用测头的探针顶端触碰深孔和隐藏点位置进行测量。探针长度从50mm-500mm多规格可选，可根据实际测量需求选用最合适的探针解决方案。此外，垂直和水平双探针位的设计，也大大方便了操作者进行测量实操作业。

图3：Siemens Graz工程师使用Radian激光跟踪仪配合vProbe隐藏点测头测量列车转向架工作现场

灵活安装与便捷应用

为更方便地对转向架各位置、各角度进行测量，需在测量时，把激光跟踪仪架设在尽可能高的位置，以对转向架全局进行更大范围的观察和测量。Radian激光跟踪仪的高集成、可灵活安装的特点，充分满足了Siemens Graz的这一需求。在测量时，将Radian激光跟踪仪磁力吸附安装在了工件周边数米高的圆柱形高架上，即大幅增加了对转向架整体的观测范围。

图4：Siemens Graz测量现场，安置于圆柱高架上的Radian激光跟踪仪及用于显示实时数据的LCD大屏幕

除本案中的磁力吸附安装外，API还为Radian激光跟踪仪设计了一系列的灵活安装组件，可进行垂直、水平、倒置、和以任何角度倾斜的安装，充分适配各种测量现场环境。

此外，工程师们还使用了LCD大屏幕来接驳Radian激光跟踪仪的人机交互系统，将测量数据实时显示在大屏幕上，一目了然，极大方便了工作人员的操作。

来自用户的评价

Siemens Graz的机械生产负责人Josef Kaufmann说：“使用了Radian激光跟踪仪后，我们的测量效率得到了大幅提升，完全解决了我们之前在测量环节中遇到的问题，也完美地满足了升级后的生产能力对于检测效率的需求。”

图4：API公司总部大楼

关于API

API品牌由Kam Lau博士在1987年创立于美国马里兰州的罗克韦尔，是激光跟踪仪的发明者，同时持有多项全球领先测量科技的专利，是精密测量科技领域的引领者；API自成立以来，始终致力于机械制造领域精密测量仪器和高性能传感器的研发和生产，产品已广泛应用于世界各国的先进制造领域，并在坐标测量和机床性能测试的高精度标准方面处于领先地位。

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（API ）

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