案例背景及客户需求

某制造型企业用户虽拥有大型龙门三坐标测量机，但生产的产品尺寸过大，无法上三坐标机进行测量。即使部分尺寸较小、符合三坐标测量机测量范围的产品，也需要进行长时间恒温处理后才可以进行检测，时间成本较大。此类应用需求困扰了客户很久，随即寻求API公司帮助解决测量困难并采购了我司测量设备。

检测对象

大型铝制框体 尺寸规格（长宽高4500mm×1800mm×1200mm），材质为铝，核心功能为承载光学元器件主机箱、导轨等关键部件，需保证孔系定位精度与平面装配精度，避免影响设备最终使用精度。

图1：本案例检测现场

检测需求

装配调试，框体内部8块基板在外部的坐标系下的调试，需达到公差在±0.1mm以内。

图2：API品牌系列激光跟踪仪（型号自左至右：iLT / Radian Plus / Radian Pro / Radian Core / iLTx）

检测设备及附件

API Radian Core激光跟踪仪（微米级别空间测量精度，μm，1/1000mm）、SMR靶球（1.5"）、磁力靶球座、圆柱销座，Polyworks软件。

检测的实施

一、前期准备

① 框体预处理：用脱脂剂清洁框体、孔口等检测面，去除加工毛刺与油污，以免测量中误将铝屑带入测量误差内；

② 测量时避免周边大型机床对地面的振动，避免把产品和放在地面上的跟踪仪相对位置误差带入；

③ 仪器架设：将API Radian Core激光跟踪仪架设在箱体侧方2-3处的专用支架上，开机完成自校准，校准结果合格后满足检测要求；

④ 制定测量方案为两个跟踪仪测量站位，并且布置转站磁力靶球座的放置位置并用胶枪加以固定。

二、 测量步骤

①1将跟踪仪放置于站位1，要求：使其能够采集到框体如图1左侧背后4个孔，并且在此位置同时能将激光打到4个转站磁力靶球座位置；

② 坐标系建立测量4个基准孔，由于现场温度接近于0度，测完后使用软件的温度补偿将测量的数据补偿至20度，将4个基准孔采用最佳拟合的方式和产品数模进行对齐，并检查对齐结果是否符合正常偏差；

③ 测量磁力靶球座位置记录站位1；

④ 将跟踪仪移动到一个能同时看到8块板子的位置，并且能同时看到4个转站磁力靶球座的位置并测量，采用Polyworks调装检测的功能，能实时反馈出基板于数模理论位置的法向偏差，并加以调整；

⑤ 在Polyworks中出具调试完的检测报告并一键转成PDF文档。

（注：除本案例使用的Polyworks测量软件，API品牌系列激光跟踪仪（Radian与iLT）还可与市面上绝大多数测量软件实现兼容（包括但不限于：SpatialAnalyzer、Verisurf、Metrolog等），可快速融入客户现有测量体系。此外，API集近40年的技术积淀，深入现场，结合一线使用需求与习惯，自主开发了MeasurePro系列测量软件，可将API全系列测量设备进行快速集成，实现多设备、多环节的数据采集与分析，为客户提供精密测量卓越新体验。）

三、转站拼接应用

由于一个测量站位无法同时将激光测量到4个基准孔和8快基板，而Polyworks中具有转移测量站位的功能，将第一站位测量到的4个磁力转站靶球座的4个点记录，并移动到第二站位下再次测量4个点位，软件中采用将这4各点位最佳拟合的方式来实现测量转为的转移。

四、检测结果分析与处理

（1）数据汇总

Polyworks软件中采用调装检测的功能，能直接反映出测量位置和数模的比对值，负值为低于数模理论平面，正值为高于数模理论平面。同时手执靶球贴在基板平面并连接跟踪仪，此时能实现实时调试的能力，对于调试起到了关键作用。调试完成后可采点记录数据以备出具测量报告使用。

（2）报告输出

Polyworks软件可生成标签模式以及表格模式，可实现导出PDF和Excel表格，效率高。

案例总结

① 痛点解决：解决了客户无法上三坐标测量大型零件的难点；

② 成本节约：比较传统三坐标测量机检测，至少节约了4小时以上的恒温时间，节约了调试的人工时间成本，对于项目周期而言，大大节约了客户项目上的时间成本；

③ 精度保障：跟踪仪大尺度的测量范围+微米级别的测量精度，满足客户对于此类大尺寸产品高精度的测量需求。