关于激光切割机与检测的重要性

激光切割机作为现代制造业的核心装备之一，广泛应用于航空航天、汽车制造、钣金加工等领域。其通过高能量激光束对金属或非金属材料进行精确切割，加工精度与效率直接影响最终产品的质量与生产成本。随着制造业向高精度、高效率方向发展，激光切割机的动态精度与空间位置精度已成为衡量设备性能的关键指标。

在激光切割机中，B角（通常指绕Y轴的旋转角）和C角（通常指绕Z轴的旋转角）是描述切割头姿态的重要参数。B、C角的精度直接决定了切割头在复杂曲面或倾斜切割时的定位准确性，进而影响切割面的垂直度、切缝质量及轮廓精度。因此，对B、C角进行定期检测与校准，是保障激光切割机长期稳定运行、维持加工精度的必要环节。

检测需求分析

激光切割机在长时间运行或经历搬运、振动后，机械结构可能产生微变形或磨损，导致B、C角出现偏差。相应针对的检测需求主要包括：

1、B角检测：测量切割头绕Y轴旋转的角度精度，确保倾斜切割时激光束与工件表面的垂直度。

2、C角检测：测量切割头绕Z轴旋转的角度精度，保障切割头在水平面内的定向准确性。

3、动态精度评估：在模拟加工运动过程中，实时测量B、C角的变化，评估设备在运动状态下的稳定性。

传统的检测方法

传统检测方式，如：使用直角尺、倾角仪或光学自准直仪等，存在一定的局限性：

① 接触式工具可能因人为操作或工具自重导致数据偏差；

② 传统方法难以实现连续动态测量，无法全面反映设备在运动过程中的精度变化；

③ 效率相对较低，需要多次装调、分步测量，耗时较长且对操作人员经验依赖度高。

图1：Radian Pro激光跟踪仪

API激光跟踪仪测量解决方案

    针对本次激光切割机测量精度的需求，API采用了Radian Pro型号激光跟踪仪实施测量。

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。

图2：激光跟踪仪切割机检测现场

测量实施

① 将Radian Pro激光跟踪仪布设于待测激光切割机周边合适的位置，连接笔记本电脑并开机；

② 将跟踪仪靶球固定于激光切割机主轴；

③ 操作激光切割机分别在B轴和C轴的运动方向进行相应幅值的运动；

④ 在待测点位短暂停留期间，Radian Pro激光跟踪仪高速采集该点的空间坐标数据并反馈记录在笔记本电脑端的测量软件中；

⑤ 待所有点位测量完毕，即可在测量软件中分析出相应的测量结果并出具测量报告。

    本案例测量数据与分析

    下面是本案例中，针对激光切割机B轴、C轴精度检测的测量分析报告：

图3：B轴测量报告节选（I）

图4：B轴测量报告节选（II）

图5：C轴测量报告节选（I）

图6：C轴测量报告节选（II）

图7：API激光跟踪仪（从左至右型号：iLT / Radian Plus / Radian Pro / Radian Core / iLTx）

更多型号选择

    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。

    XD Laser六维激光干涉仪

在本案例中，除了使用激光跟踪仪对B轴、C轴精度进行检测外，开使用了API独具特色的XD Laser激光干涉仪对该切割机的直线度精度进行了测试诊断。

XD Laser激光干涉仪较常规激光干涉仪具有更多的便捷性以及更高的效率，其采用高度集成的机体设计，巧妙地将干涉镜融入至主机中，在实际应用时只需两点对光，极大节省了现场测量空间，并方便了使用。

此外，XD Laser激光干涉仪最多可一次安装同时检测6个参数，即X、Y、Z、偏摆角、俯仰角、滚动角，无需多次更换镜组及调整光路，较常规激光干涉仪效率提升5倍，可减少多达80%的停机时间。

图8：XD Laser激光干涉仪

图9：激光干涉仪切割机检测现场

总结

API品牌系列产品的应用，可高标准、高效率地实现对激光切割机各轴精度的检测，满足客户对激光切割机的检测需求。