蔡司GD&T數字坐標測量案例分享

卡爾蔡司（上海）管理有限公司 費麗娜

三坐標測量儀作為精密的測量儀器，它的精度十分重要，而這完全取決于三坐標測量儀的本身，只有好的三坐標測量儀才能保證其精度準確。因此挑選合適的三坐標測量儀，是每項工程使用中的關鍵所在。

蔡司工業測量是全球領先的三坐標測量生產商，是三坐標測量技術的發明者和奠基者，致力于為工業制造領域及測量實驗室的多維測量需要提供專業的測量解決方案。因而即使在對精度有著極至要求的航空航天領域，都可常見蔡司產品的身影。

當千分尺都不夠準確時

當歐洲航天局（ESA）在籌備太空探測器（見圖1）時，最首要的任務就是：達到精度的極致。作為歐洲首個水星計劃，探測器將在6年的宇宙探索中，經歷十分惡劣的環境變化。因此，所有部件都必須滿足特殊的高要求。通過采用蔡司測量技術，LT Ultra 精密技術有限公司贏得了這筆重要的訂單。

LT Ultra是全球領先的高性能金屬光學、超精密設備、空氣軸承組件和激光束引導組件的制造商。隨著項目對精度的要求越來越高，他們發現只有準確的加工是遠遠不夠的。“我們的生產裝備正變得越來越精密。測量技術也必須保持同步配置。”LT Ultra 總裁Richard Wideman 先生堅定地說道。正是這個原因，公司從蔡司購買了PRISMO ultra 測量機。過去，LT Ultra對許多精度要求特別高的測量主要依賴于外部服務供應商提供的設備。由于常常無法按要求完成各種任務，因此大大放慢了工作進度，致使許多項目無法按時進行。對該公司來說，為了獲得歐洲航空局的訂單，PRISMO ultra 測量機（見圖2）是非常必要的。

圖1

為了滿足水星計劃的精度小于250nm，蔡司專為該公司配置了RISMO ultra。其每個組件都經手選并經過精心裝配，每一個細節都考慮得仔細周全，使得PRISMO ultra 能夠完全滿足這些高精度要求。除此之外，蔡司人為這項特殊工作修改了軟件設置，從而保證測針只是非常輕微地接觸工件，確保不損壞其敏感的表面。

圖2

信心源于質量保證

制造業在過去40年里發生了巨大的變化。Jamco航空航天公司對這些變化深有體會，他們意識到將先進的質量檢測設備引入其制造工藝過程中對其保持公司競爭力是多么的重要！因此Jamco引進蔡司工業測量的兩臺掃描式三坐標測量儀，用以確保制造過程中每一步驟的精確性。

Jamco是一個以制造用于航空航天業復雜的、結構性部件聞名的制造商。該公司95%的訂單來自航空航天工業，其余5%來自陸路的交通運輸行業。他們是一家一直致力于提供全面機加工服務和機身配套設施的工廠。其中的一些大客戶包括：諾思羅普－格魯曼公司、波音公司、斯皮里特空間系統公司和美國政府。

為了保持公司的行業競爭力，Jamco在深入研究后，認定蔡司帶掃描技術的CONTURA G210/21/6VAST XXT RDS（見圖3）最適合他們檢測工作。CONTURA G210/21/6 正是符合他們零部件加工尺寸的有力設備。VAST XXT RDS旋轉式探頭專為測量體積小且有很多角的零件而設計，能以2.5°的步距角在20736個不同角度進行測量。較之以前的觸發式三坐標測量儀，此掃描技術能在較短的時間內得到更多的信息，通過這點，效率提高了，進而制造成本也下降了。并且為了便于更有效地處理較大的航空部件，如隔離艙、縱梁、翼肋、腹板和框架，又需要有相同的CALYPSO軟件和ZEISS質量。他們便購買了大型龍門式三坐標測量儀，一臺MMZ 20/50/15，它不僅可以測量較大的部件，而且還能大批量測量較小的部件。

Jamco對CALYPSO軟件的簡單易用且兼容性強也贊不絕口。“即使操作人員不能確定如何設置一個零件也沒關系，該軟件會顯示多個零件視圖使這一設置過程變得更加容易。”Jamco公司的質量控制經理Ronald Lee先生說。

蔡司系統的質量保證貫穿了Jamco所有的制造工藝過程中，并給Jamco及其客戶帶來了新的信心。

圖3

精度更高，動力更強

Pietro Rosa公司維護和自動化經理Stefano Pradolin先生說：“使用蔡司的測量系統使我們感到非常自豪，這個名字就意味著質量和精度” ，“這些機器大大提高了我們的測量結果”。Pietro Rosa公司是為航空航天工業，以及為石油、天然氣和航運業提供渦輪機和壓氣機葉片的領先制造商之一。Pietro Rosa制造的零部件的大小千差萬別，所加工的葉片規格小到僅僅35mm，大到 1.7 m。然而無論零部件大小，有一點是相同的：質量檢驗的重要程度與其復雜程度成正比。

在發電渦輪機內部，渦輪葉片的形狀和大小很大程度決定了所產生的電量大小，因而葉片的尺寸檢驗極其重要。它們包括任意形狀的表面，并且只能通過掃描檢查。葉片的基部亦即根部非常窄小，這里的公差一般比較大，在2/10或3/10mm。而圓柱形、平面或圓錐形的尺寸相對比較容易測量，但公差要求卻非常嚴格，在1/100或2/100mm，即10～20μm。 而那些不超過1μm的測量公差只能使用測量儀進行檢測，圖4所示為蔡司ACURRA三坐標測量儀。

自1996年以來，Pietro Rosa一直信任蔡司的測量技術。當時，蔡司的UMC 850是市場上唯一具有主動掃描技術的測量儀。它測量物體是通過連續掃描的測量，而不是用探頭逐點進行測量。對Pietro Roas來說，這是當時測量渦輪機任意葉片表面的唯一方法。因此Pradolin對他購買蔡司儀器的決定從來沒有后悔過。“我們從一開始就非常滿意，自從轉換設備以來，我們和客戶之間沒有出現一例質量問題。”另外還有一個因素使他對蔡司充滿信心：“蔡司近年來不斷增強其測量技術，測量儀器和軟件總是保持最先進的技術。”基于這個原因，在過去15年里，Pietro Rosa已多次投資新的系統。 該公司目前有9臺測量儀在工作。

Pradolin認為，市場需求是購買新測量儀的驅動力：“客戶希望我們呈現越來越多的測量。因此，我們必須提高質量檢驗能力以及生產能力。”

圖4

結語

各行業的發展促使其產品更新節奏的加快，對產品檢測的精度和速度的要求也越來越高，相信三坐標測量儀將在測量領域得到更加廣泛的應用。蔡司憑借其擁有90年悠久歷史及42年三坐標測量機生產經驗，將會持續不斷地為客戶提供更優的測量解決方案。