关于航空复材

    航空复合材料，主要被应用于飞机结构件、以及航天器构件的制造，其拥有轻量化、高强度、以及耐腐蚀等优势特征，有益于飞机及航天器性能的进一步提升。但与此同时，航空复材在制造过程中的工艺较为复杂，需要对其进行高标准、高精度的管理与控制，才能保障其发挥应有的作用。

    复材铺放系统设备检测的重要性

    如前所叙，航空复材在制作过程中需要进行精准的铺贴控制，微小的差池可能就会对部件最终性能表现有所影响，所以首先要对复材铺放系统设备的运行精度加以保障，才能对后续的制作和使用步骤打下坚实的基础。可以说复材铺放系统的精度，是保障后续成品性能的基石。

    检测需求

    本案例中的复材铺放系统，是由两大系统部分组成：其一为模具承载机构，承载待铺贴复材的模具工件实现转动；其二为带有导轨的多轴工业机器人，负责将复材材料铺贴于模具工件。

图1：本案例航空复材铺放系统

应客户要求，本次测量检测的内容为：

① 检测复材铺放系统模具承载机构基座法兰盘的旋转精度，以45°/分度实施测量；

② 检测多轴工业机器人的重复定位精度。

    对这两部分实施测量检测后，就可以依据测量数据，对两组部件分别、以及协同的作业精度予以掌握和评估，为后续调试建立数据支撑。

图2：从左至右型号：Radian Plus / Radian Pro / Radian Core / iLT

    API测量解决方案

    根据客户的测量需求、以及结合现场环境，API团队使用了Radian Pro激光跟踪仪实施本次测量。

Radian Pro激光跟踪仪是API品牌Radian系列中的旗舰机型，其集成有IFM（干涉激光）和ADM（绝对激光）双激光，测量数据可溯源，是高精度高标准测量的保障。Radian Pro激光跟踪仪的测量速率可以达到1000Hz，无论在静态还是动态模式下，都可表现的游刃有余，轻松满足检测需求。此外，其还拥有超大的测量范围，可以对160米范围内的工件或测量标的实施高精度测量。

测量时，跟踪仪会射出激光至内置棱镜的靶球并所定跟踪，靶球贴合于待测位置后，跟踪仪即可以人工或自动的形式，对该目标位置进行空间数据的测量采集，数据采集后，将同步传输至笔记本电脑端的测量软件中，用于后续分析。

下文我们将结合本案例测量内容讲解。

    测量现场实施

图3：法兰盘旋转精度检测作业现场

    1、针对复材铺放系统模具承载机构基座法兰盘旋转精度的检测

    将Radian Pro激光跟踪仪架设于合适的位置，将靶球固定于待测法兰盘，连接笔记本电脑即可开始测量。

测量时，Radian Pro激光跟踪仪射出激光至靶球中心锁定，操作待测法兰沿设定方向以及旋转角度运动，每到达既定角度停稳后，激光跟踪仪即以1000点/秒的速度对该位置自动实施采数测量，并将空间坐标数据发至测量软件端备用，待全部待测位置数据采集完毕，即可以在软件中，对所有测量数据实施综合分析评定，实现对法兰旋转精度检测的目的。（请参考图3示意）

图4：工业机器人重复定位精度检测现场

2、针对工业机器人重复定位精度的检测

在仅针对工业机器人进行重复定位精度检测的作业中，只需要使用单一靶球固定在机器人末端，即可实施检测。（请参考图4示意）

测量时，机器人按照既定程序在运动空间内移动，激光跟踪仪跟踪靶球位置测量每一停留位置的空间坐标数据，从而对机器人的重复定位精度进行评估。

图5：API机器人检测附件

除单一重复定位精度的检测，API还针对机器人的检测开发了一系列的附件，如：多靶球夹具（适用于6DoF位姿检测）、AT主动靶标（适用于重复定位精度的自动化检测）、STS六维传感器（适用于6DoF位姿的自动化检测）；此外，API还自主开发了机器人检测的RMS软件，其拥有RPM和DH两大模块，可分别实现机器人精度检测、路径规划和校准。（请参考图5示意）

    小结

   使用API品牌的Radian Pro激光跟踪仪，可以帮助客户快速高效地实现航空复材铺放系统的精度检测，为其设备的后续安装与调试建立可靠的数据支撑。

    突破极致，更多选择

    除本案例中使用的Radian Pro型号激光跟踪仪外，API品牌还提供不同型号的激光跟踪仪产品，满足更多领域和应用场景的测量需求。

    Radian Plus和Radian Core在提供高精度测量的同时，实现了电池供电和无线数据传输，真正实现了完全无线大尺寸精密测量。

全新推出的iLT激光跟踪仪，更是在可实现完全无线测量的基础上，将激光跟踪仪的整体尺寸进一步缩减了50%（较Radian系列），整机重量仅为4.9Kg，将便携属性发挥到极致，充分满足并适用于外出、野外、狭小空间、多机集成等应用环境。

图6：Radian Plus激光跟踪仪（左）与iLT激光跟踪仪（右）

图7：iLT激光跟踪仪应用现场

引领未来，更多拓展

此外，API品牌的9D激光雷达（9D LADAR）产品，可在微米级别高测量精度的基础上，实现无需合作靶标的非接触测量，基于OFCI核心测量科技的加持，激光触及位置的空间坐标数据可被实时反馈至测量软件记录，数据采集速率高达20KHz，瞬间实现点云数据的采集，精准、快速、高效。

图8：9D激光雷达高温铸件测量作业现场

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。