面臨的挑戰(zhàn)：

來自?？怂箍档慕鉀Q方案：

轉(zhuǎn)向器本質(zhì)上就是減速傳動(dòng)裝置。循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器作為目前國內(nèi)外汽車上較為流行的一種結(jié)構(gòu)形式，循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器正、逆襲率都很高，故操縱輕便，壽命長，工作穩(wěn)定可靠。所以轉(zhuǎn)向器的質(zhì)量監(jiān)控被各大汽車制造商視為重點(diǎn)檢測項(xiàng)目。

循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器其主要組成部分為轉(zhuǎn)向螺桿、轉(zhuǎn)向螺母、搖臂等。

I 行業(yè)檢測難點(diǎn)：

在轉(zhuǎn)向器的制造過程中，經(jīng)常面臨以下難點(diǎn)：

?工件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，檢測項(xiàng)目難：其核心零部件有轉(zhuǎn)向螺桿、轉(zhuǎn)向螺母、搖臂等。轉(zhuǎn)向螺桿與螺母重點(diǎn)檢測其滾動(dòng)形狀、導(dǎo)程變化；搖臂需要檢測漸開線輪廓等；

?3D自定心掃描需求：對于絲杠、轉(zhuǎn)向器、V型槽等零件加工特征，有時(shí)需要找到V型槽（或滾道）中的量棒（或模擬滾珠）圓心/球心的位置，以建立坐標(biāo)系或評價(jià)尺寸。汽車轉(zhuǎn)向器螺桿、螺母螺旋線須采用3D自定心掃描，同時(shí)要求軟件具有曲線分析及變公差分析功能等；

?螺旋線展開評價(jià)需求：轉(zhuǎn)向螺母中的球道，需要將球道螺旋線進(jìn)行展開評價(jià)其周節(jié)偏差以及輪廓誤差，因此要求測量軟件需要有曲線展開功能；

?齒輪漸開線計(jì)算及評價(jià)困難：搖臂齒扇為不完整錐面齒輪，并且其橫截面為漸開線輪廓，在評價(jià)時(shí)需要按照滾動(dòng)角度而非直角坐標(biāo)進(jìn)行變公差評價(jià)，因此對檢測軟件算法提出了很高的要求；

?變直徑螺桿檢測困難：轉(zhuǎn)向螺桿的直徑是變化的，因此需要專業(yè)的算法進(jìn)行檢測分析，準(zhǔn)確計(jì)算螺桿直徑和角度之間的理論數(shù)據(jù)，并出具專業(yè)報(bào)告；

?掃描性能要求高：95%以上的測量項(xiàng)目需要掃描，對掃描精度和性能提出了嚴(yán)格的要求；

?檢測成本高：同時(shí)滿足轉(zhuǎn)向器關(guān)鍵部件的高精度檢測，需要配置不同的夾具的檢測方案，擁有成本高；檢測過程復(fù)雜，需要大量的編程時(shí)間和專業(yè)操作人員，人工成本高 。

?測量報(bào)告格式單一：測量報(bào)告格式單一，無法滿足企業(yè)定制化的需求，后期處理優(yōu)化困難。

?“信息孤島”：設(shè)計(jì)、制造及檢測數(shù)據(jù)無法進(jìn)行統(tǒng)一的有效分析，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制造過程的閉環(huán)及質(zhì)量監(jiān)控，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)企業(yè)的綜合質(zhì)量管理系統(tǒng)。

II 汽車轉(zhuǎn)向器智能制造解決方案：

來自海克斯康的汽車轉(zhuǎn)向器智能制造解決方案為轉(zhuǎn)向器提供了一鍵式檢測方案，以專業(yè)的測量設(shè)備和權(quán)威的測量軟件為平臺(tái)，加之針對工件定制化開發(fā)的裝夾、自動(dòng)檢測、結(jié)果判定、定制報(bào)告等一體化的解決方案，提供涉及工件設(shè)計(jì)與工程、生產(chǎn)加工、計(jì)量檢測和智能數(shù)據(jù)監(jiān)控與分析等豐富的選項(xiàng)，打造貫穿產(chǎn)品全制造周期的綜合性解決方案。

適用行業(yè)：汽車行業(yè)

適用零部件：轉(zhuǎn)向螺桿、轉(zhuǎn)向螺母、搖臂

檢測項(xiàng)目：轉(zhuǎn)向螺桿：滾動(dòng)形狀、導(dǎo)程變化等；轉(zhuǎn)向螺母：滾動(dòng)形狀、導(dǎo)程變化、齒條參數(shù)等；搖臂：漸開線輪廓等

系統(tǒng)功能：自動(dòng)定位裝夾、自動(dòng)建立坐標(biāo)系、自動(dòng)生成測量路徑、3D自定心掃描、一鍵式檢測、自動(dòng)識別合格件、定制化報(bào)告輸出

方案效益：

1）高柔性：兼容螺桿及螺母工件的智能檢測，集成的參數(shù)化界面，可根據(jù)用戶需求定制開發(fā)；多個(gè)選項(xiàng)模塊，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向螺桿、螺母和搖臂的測量；

2）提升測量效率：螺旋滾道檢測采用四軸聯(lián)動(dòng)的3D自定心掃描技術(shù)，大幅縮短檢測時(shí)間，相較于普通的測量方式，測量效率提高30%以上；集成的參數(shù)化界面，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向螺桿和螺母的滾道和法向截面參數(shù)、螺母的齒條參數(shù)和搖臂漸開線輪廓的一鍵式測量，編程效率提升10倍以上；

3）減少人工及設(shè)備成本：轉(zhuǎn)向螺桿、螺母和搖臂齒的編程均十分復(fù)雜，采用本方案后，編程時(shí)間從至少兩天縮短至1小時(shí)左右，大幅降低編程人工成本；普通測量方式，無變速掃描，無法兼顧效率和精度，本方案采用四軸聯(lián)動(dòng)和3D自定心掃描技術(shù)，最大化的節(jié)約了測量時(shí)間，降低了時(shí)間成本；

4）獨(dú)特的3D自定心掃描：汽車轉(zhuǎn)向器螺桿、螺母螺旋線須采用3D自定心掃描，可以精確找到V型槽（或滾道）中的量棒（或模擬滾珠）圓心/球心的位置，進(jìn)而進(jìn)行尺寸分析和評價(jià)；

5）獨(dú)特的搖臂漸開線輪廓評價(jià)：齒扇為不完整錐面齒輪，其橫截面為漸開線輪廓，方案采用了獨(dú)特的搖臂漸開線輪廓誤差評價(jià)算法，針對中間齒進(jìn)行評價(jià)，并出具專業(yè)漸開線K圖報(bào)告；

6）定制化報(bào)告：提供定制化報(bào)告，滿足各種個(gè)性化需求；

7）加工中心接口：提供可供機(jī)加機(jī)床讀取的測量結(jié)果數(shù)據(jù)，反饋至機(jī)床，及時(shí)補(bǔ)償加工參數(shù)，打破“信息孤島”。

A 專業(yè)的轉(zhuǎn)向器檢測方案 

a)適用范圍廣：轉(zhuǎn)向器檢測方案可通過靈活的檢測模塊配合，適用多種轉(zhuǎn)向器構(gòu)件檢測，如轉(zhuǎn)向螺桿、轉(zhuǎn)向螺母、齒條、扇齒等。除此外，我們也可以根據(jù)客戶的特殊需求進(jìn)行個(gè)性化定制，以滿足不同用戶的不同需求。

b)全尺寸檢測：其核心零部件有轉(zhuǎn)向螺桿、轉(zhuǎn)向螺母、搖臂等?？梢淮涡酝瓿赊D(zhuǎn)向螺桿與螺母的法向截面形狀、導(dǎo)程變化和螺母的齒條參數(shù)，搖臂的漸開線輪廓等項(xiàng)目的檢測，為轉(zhuǎn)向器部件的加工、修正提供了更加可靠的質(zhì)量依據(jù)。

c)超高速四軸聯(lián)動(dòng)掃描：轉(zhuǎn)向器檢測的難點(diǎn)在于螺桿螺母的截面形狀和導(dǎo)程值的測量，Hexagon超高速四軸掃描完美地解決了這個(gè)問題，自動(dòng)計(jì)算轉(zhuǎn)臺(tái)角度算法，根據(jù)當(dāng)前轉(zhuǎn)臺(tái)角度計(jì)算需要移動(dòng)的高度和旋轉(zhuǎn)的角度對滾道內(nèi)孔安全避讓。

高精度無極旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺(tái)，允許工件以任意角度進(jìn)行測量，有效減少測頭轉(zhuǎn)換角度或者測針配置數(shù)量，并能根據(jù)工件曲率變化，自動(dòng)調(diào)整轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)行速度，極大的簡化了測針配置方式，采用四軸聯(lián)動(dòng)掃描方式一根測針即可完成測量。

d)3D自定心掃描功能：對于絲杠、轉(zhuǎn)向器、V型槽等零件加工特征，有時(shí)需要找到V型槽（或滾道）中的量棒（或模擬滾珠）圓心/球心的位置，以建立坐標(biāo)系或評價(jià)尺寸。汽車轉(zhuǎn)向器螺桿、螺母螺旋線須采用3D自定心掃描，掃描結(jié)束后，可自動(dòng)評價(jià)螺旋線直徑、導(dǎo)程、輪廓等誤差。

自定心掃描的測量過程是實(shí)際裝配過程的模擬。測量過程中需要采用模擬掃描測頭和類似于測量棒（球）相同直徑的測針。將測針卡在工件槽內(nèi)，配合高精度四軸聯(lián)動(dòng)掃描，以及參數(shù)化的自定心軟件界面，無需復(fù)雜設(shè)置即可實(shí)現(xiàn)自定心測量，生成PCD圓和其它相關(guān)參數(shù)，測量更加便捷。  

e)轉(zhuǎn)向器滾道檢測：集成的參數(shù)化界面，封裝的檢測程序，讓操作更加簡便快捷，大大提高編程效率；合理規(guī)劃測量路徑，自動(dòng)更換測針，提高測量效率。

?同時(shí)測量滾道螺旋線及法向截面

?支持手動(dòng)及自動(dòng)原點(diǎn)定位

?支持精建坐標(biāo)系功能

f)轉(zhuǎn)向器螺母齒條檢測：針對轉(zhuǎn)向螺母齒條部分的檢測，集成的參數(shù)化界面，封裝的檢測程序，讓操作更加簡捷；同時(shí)支持齒條齒廓及螺旋線的檢測，同時(shí)支持已知路徑和未知路徑掃描測量方式，方便用戶進(jìn)行選擇；根據(jù)不同用戶檢測需求，支持檢測項(xiàng)目的定制開發(fā)。

g)圓柱齒輪檢測：針對搖臂頂端的扇齒，可選用圓柱齒輪檢測模塊，參數(shù)化的界面，封裝程序，支持應(yīng)用轉(zhuǎn)臺(tái)檢測和多探針檢測，支持各種圓柱齒輪的全尺寸檢測，并出具專業(yè)的檢測報(bào)告。一機(jī)多用，大幅節(jié)省擁有成本。

?變齒厚齒扇檢測

測量過程自動(dòng)分針，測量截面?zhèn)€數(shù)可選，提供自動(dòng)掃描參考齒精確建立角向坐標(biāo)系功能，自動(dòng)輸出圖形化的變齒厚齒廓檢測報(bào)告，極大方便用戶。

h)搖臂漸開線變公差分析：為保證搖臂的機(jī)械性能，針對其加工和檢測，均有特殊要求。齒扇為不完整錐面齒輪，并且其橫截面為漸開線輪廓，在評價(jià)時(shí)需要按照滾動(dòng)角度而非直角坐標(biāo)，進(jìn)行變公差評價(jià)。本方案采用了獨(dú)特的搖臂漸開線輪廓誤差評價(jià)算法，并可出具漸開線K圖報(bào)告。

i)集成的參數(shù)化界面：集成的參數(shù)化界面，封裝的測量程序，極大簡化了測量程序，只需根據(jù)圖紙將工件的幾何參數(shù)輸入到模塊界面中即可完成測量與評價(jià)，同時(shí)提供可選的評價(jià)項(xiàng)目，更加人性化。

合理規(guī)劃測量路徑，同時(shí)自動(dòng)進(jìn)行測針更換，無須人工操作，方便快捷。 

j)定制化圖形報(bào)告：圖形化的檢測報(bào)告，可根據(jù)用戶自身需求專業(yè)定制不同樣式，獲得權(quán)威具有校驗(yàn)資格機(jī)構(gòu)認(rèn)可的參數(shù)誤差評價(jià)算法，配搭專業(yè)化的圖形報(bào)告，讓檢測變得更加智能直觀。

?轉(zhuǎn)向螺母中的球道，需要將球道螺旋線進(jìn)行展開評價(jià)其周節(jié)偏差以及輪廓誤差。借助Hexagon測量軟件的曲線展開功能，實(shí)現(xiàn)相關(guān)要求。

?專業(yè)的轉(zhuǎn)向螺桿變徑分析算法，可以準(zhǔn)確計(jì)算螺桿直徑和角度之間的理論數(shù)據(jù)，并直觀的體現(xiàn)在K形圖報(bào)告中。

B.方案組成

a)檢測專機(jī)

專為解決最復(fù)雜的計(jì)量問題而設(shè)計(jì)，具有有效掃描功能的活動(dòng)橋式測量機(jī)。 

獨(dú)特的TRICISION（精密三角梁）橫梁設(shè)計(jì)，提供了良好的剛性質(zhì)量比。輕合金橋架，與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)相比較剛性提高了25％，X向?qū)к壷匦慕档?0％，從而保證了平穩(wěn)、精確的運(yùn)動(dòng)。移動(dòng)橋上軸承跨距更寬，降低了由于橋架自轉(zhuǎn)而引起的誤差，從而保證了整機(jī)空間精度更高，降低了重復(fù)性誤差，提高了加速和減速性能，使得測量效率更高。 

經(jīng)過精密加工的整體燕尾型導(dǎo)軌，提高了機(jī)器的精度和重復(fù)性。非接觸式光柵尺避免了摩擦，裝配時(shí)一端固定，另一端可隨溫度變化而調(diào)整，光柵熱膨脹系數(shù)獲得PTB認(rèn)證。

適用于測量箱體類工件，包括各種形狀以及對葉片、齒輪和螺旋轉(zhuǎn)子等復(fù)雜幾何元素的測量，同時(shí)還包括了自由曲面。

技術(shù)特色：

①超強(qiáng)剛性的全鋁結(jié)構(gòu)并配以TRICISION橋架設(shè)計(jì)

②花崗石工作臺(tái)，配以燕尾形導(dǎo)軌

③各軸預(yù)應(yīng)力空氣軸承

④高分辨率鋼光柵尺，具有PTB認(rèn)證的熱膨脹系數(shù)

⑤模塊化設(shè)計(jì)的微處理器控制系統(tǒng)，并獲CE認(rèn)證

⑥三軸方向可同時(shí)高速掃描測量的三維矢量測頭

⑦伺服電機(jī)并配以強(qiáng)化同步帶傳動(dòng)，降低高速掃描時(shí)的機(jī)器振動(dòng)

⑧設(shè)置模式下提供探測系統(tǒng)的防撞保護(hù)

⑨各軸及工件的自動(dòng)溫度補(bǔ)償系統(tǒng)

探測系統(tǒng)：

專為高速、高精度測量機(jī)設(shè)計(jì)而成。此測頭系統(tǒng)的每個(gè)軸均由高精度的LVDT（線性可變微分傳感器）組成，從而允許攜帶長達(dá)800 mm以及重達(dá)650 g的探針和加長桿。其探測模式包括單點(diǎn)觸發(fā)測量、自定中心和高速掃描，可完成各種復(fù)雜的測量任務(wù)，包括復(fù)雜輪廓和外形的掃描。

能夠兼容各種附件，包括各種探針、加長桿、連接座和關(guān)節(jié)，從而可完成任何測量任務(wù)。能夠直接通過具備高度重復(fù)性的探針吸盤更換測針，而不需重新校正，仍保持測量精度。

超高速四軸聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)

回轉(zhuǎn)體類零件的檢測難點(diǎn)在于扭曲的復(fù)雜型面，Hexagon高精度轉(zhuǎn)臺(tái)完美地解決了這個(gè)問題，實(shí)現(xiàn)高速聯(lián)動(dòng)掃描。

測量軟件根據(jù)工件曲率變化自動(dòng)計(jì)算出每個(gè)測量點(diǎn)的轉(zhuǎn)臺(tái)角度和測針進(jìn)出安全點(diǎn)的位置，節(jié)約了大量的編程時(shí)間。

b)專業(yè)測量軟件

海克斯康集團(tuán)擁有功能強(qiáng)大的計(jì)量軟件。基于特征進(jìn)行檢測，程序編輯直觀，人機(jī)良好互動(dòng)，適合各種操作水平的測量人員使用。支持最新的Windows 10操作系統(tǒng)，具有CAD功能，I++接口，嵌入式界面和可訂制的用戶界面，便捷的操作，給操作者帶來簡單明了的操作體驗(yàn)。

目前世界上功能最強(qiáng)大的計(jì)量軟件之一，其基本測量特征包括點(diǎn)、線、圓弧、橢圓、拋物線、平面、球、圓柱、圓錐、雙曲面、橢球、拋物面等?？梢詫y量元素進(jìn)行相交投影等多種處理。根據(jù)ISO幾何產(chǎn)品規(guī)范進(jìn)行形位公差的評價(jià)，提供圖文并茂的檢測報(bào)告。

①所有標(biāo)準(zhǔn)幾何元素的測量和處理

②聯(lián)機(jī)/脫機(jī)自動(dòng)生成元素探測點(diǎn)

③自由編制子程序和循環(huán)

④用戶自定義區(qū)域的圖形化軟件包

⑤形狀和位置誤差評定(按ISO R1101的標(biāo)準(zhǔn)，包括最大實(shí)體原則處理)

⑥3D數(shù)模導(dǎo)入，IGES和STEP格式，在CAD幾何特征上生成測量點(diǎn)

針對專業(yè)的計(jì)量需求，開發(fā)出了多種類型的可選配的測量模塊，可完成包括齒輪、齒輪刀具、蝸輪蝸桿、凸輪及凸輪軸、葉片、螺紋、螺旋轉(zhuǎn)向器、齒條等在內(nèi)的多種復(fù)雜形狀工件的檢測。海克斯康測量軟件在專業(yè)計(jì)量領(lǐng)域，具有難以比擬的經(jīng)驗(yàn)優(yōu)勢。

c)轉(zhuǎn)向器應(yīng)用檢測模塊

?？怂箍祵I(yè)的轉(zhuǎn)向器模塊，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向器的智能化檢測，并可根據(jù)客戶需求進(jìn)行開發(fā)定制，成本低且十分靈活。

基于?？怂箍祻?qiáng)大的計(jì)量檢測軟件，整合3D自定心掃描技術(shù)、螺桿變徑分析算法、搖臂漸開線輪廓誤差評價(jià)算法和轉(zhuǎn)臺(tái)角度自動(dòng)生成功能等，有效測量轉(zhuǎn)向螺桿、螺母和搖臂等轉(zhuǎn)向器關(guān)鍵部件，過程專業(yè)化，滿足轉(zhuǎn)向器測量高精度、高效率和全掃描的檢測需求。

轉(zhuǎn)向器滾道檢測模塊

同時(shí)支持左右旋向的轉(zhuǎn)向螺桿及轉(zhuǎn)向螺母工件的檢測，同時(shí)支持滾道螺旋及滾道法向截面的測量與評價(jià)，為客戶節(jié)省擁有成本；支持手動(dòng)及自動(dòng)原點(diǎn)定位，支持精建坐標(biāo)系功能；集成的參數(shù)化界面，封裝的檢測程序，讓操作更加簡便快捷，大大提高編程效率；合理規(guī)劃測量路徑，自動(dòng)更換測針，提高測量效率。 

轉(zhuǎn)向器齒條檢測模塊

轉(zhuǎn)向器齒條檢測模塊，應(yīng)用于轉(zhuǎn)向螺母齒條部分的檢測，集成的參數(shù)化界面，封裝的檢測程序，讓操作更加簡捷；同時(shí)支持齒條齒廓及螺旋線的檢測，同時(shí)支持已知路徑和未知路徑掃描測量方式，方便用戶進(jìn)行選擇；根據(jù)不同用戶檢測需求，支持檢測項(xiàng)目的定制開發(fā)。

2D自定心模塊

對于絲杠、轉(zhuǎn)向器、V型槽等零件加工特征，有時(shí)需要找到V型槽（或滾道）中的量棒（或模擬滾珠）圓心/球心的位置，以建立坐標(biāo)系或評價(jià)尺寸。

自定心模擬功能是將掃描得到的工件真實(shí)滾道輪廓形狀，通過量棒（鋼球）模擬自定心，可以精確計(jì)算出接觸點(diǎn)角度、接觸點(diǎn)壓力角，對于雙圓弧滾道還可以計(jì)算得到滾道兩端圓弧的偏心距等參數(shù)，簡單方便快捷。

變齒厚齒扇應(yīng)用檢測模塊（選項(xiàng)）

針對變厚齒扇的測量模塊，測量過程自動(dòng)分針，測量截面?zhèn)€數(shù)可選，提供自動(dòng)掃描參考齒精確建立角向坐標(biāo)系功能，自動(dòng)輸出圖形化的變齒厚齒廓檢測報(bào)告。

圓柱齒輪應(yīng)用檢測模塊（選項(xiàng)）

齒輪測量模塊，參數(shù)化界面，無需編程，一鍵式測量方便快捷，提供專業(yè)的齒輪分析算法，檢測完畢自動(dòng)輸出專業(yè)的齒輪報(bào)告，效率提升明顯；

圓柱齒輪檢測模塊不僅可以支持搖臂扇齒檢測，還適用于其它通用的圓柱齒輪檢測，真正做到一機(jī)多用，大大節(jié)省了客戶的設(shè)備采購成本。

d)加工中心接口模塊（選項(xiàng)）

可選的加工中心接口模塊，可提供可供機(jī)加機(jī)床識別的測量數(shù)據(jù)格式，有效通訊加工機(jī)床，將測量結(jié)果反饋至機(jī)加環(huán)節(jié)。

e)裝夾系統(tǒng)

高質(zhì)量自定心三爪卡盤，適用于多種尺寸工件的裝夾。

工件支撐高度可通過增加或減少轉(zhuǎn)接立柱進(jìn)行調(diào)整，適應(yīng)不同工件的測量要求；

夾具與底板之間可通過球鎖快速定位鎖緊，可實(shí)現(xiàn)多種工件夾具的快速更換。

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