Renishaw XM-60 多光束校正儀大幅提高空間誤差量測效率
背景
在量測空間精度相關誤差時需要考慮諸多因素，而量測所有誤差需要花費很長時間。量測空間精度方面，以追蹤量測系統為例，隨著機器尺寸增大，量測所需時間將呈平方級的增加。
Volumetric Accuracy Research Institute Co. Ltd. (VARI) 專門提供生產線精度量測分析和加工精度改進服務，尤以工具機精度量測和誤差補償參數創建服務為著。VARI 與 DMG Mori Seiki Co., Ltd. 和京都大學 (Kyoto University) 合作開展了一項研究，旨在支援未來工具機的發展。VARI 還提供一項附加服務，利用其客製演算法計算出誤差補償參數，用於提高工具機的空間精度。通過提高空間精度，不僅可以優化加工精度，而且可以減少重工。
VARI 所追求的空間精度不同於傳統的幾何精度。傳統方法是，通過運動精度（如線性定位精度和真直度精度）來評估工具機精度。現行的運動精度量測標準有 ISO 230-1 和 JIS B 6190-1，許多工具機製造商在裝運前根據這些標準檢測工具機精度。然而，由於各項運動誤差相互影響，因此刀尖點相對於運動精度的實際位置偏差確定起來並不容易。因此，VARI 提出了「空間精度」的概念，即直接評估刀尖點在每個位置的三維位置偏差。
量測加工中心的精度
使用 XM-60 多光束校正儀量測工具機精度
為了評估工具機的加工能力，必須量測所有工具機軸的誤差。物體在空間中的位置由六個自由度來定義，這與工具機內切削刀具和工件之間的關係相似。為了實現直接且同時量測所有誤差，我們公司購入了 Renishaw XM-60 多光束校正儀。藉由 XM-60，我們不僅成功降低了人力成本，而且能夠精確地評估工具機性能。
Volumetric Accuracy Research Institute Co., Ltd.（日本）
挑戰
為了提高加工效率、降低廢品率、節約成本，越來越多的製造業認識到全面了解製造過程的重要性。在開始加工前，預先檢驗工具機的切削性能是保證加工品質的基礎。
在評估工具機精度方面，雷射干涉儀因其高精度而在全球範圍內得到廣泛應用。然而，工具機的移動軸不僅會產生位置誤差，還會產生角度誤差和直線度誤差。單獨量測每項誤差都需要耗費大量時間。隨著工具機及其加工的工件越來越複雜，僅僅量測位置性能是遠遠不夠的。當主軸移動時，由於主軸結構受到摩擦效應和其他因素的影響，便會產生角度誤差和真直度誤差，進而導致刀尖的實際位置偏離程式設計指定的位置。這樣不僅會增大加工件的尺寸位置誤差、輪廓偏差和表面形狀偏差，甚至會造成工件超過公差。
由於每條工具機軸的誤差都會導致加工件出現偏差，因此必須量測每條工具機軸的所有誤差才能精確評估加工能力。物體在空間中的位置由六個自由度來定義，這與工具機內切削刀具和工件之間的關係相似。如果能夠直接且同時量測所有誤差，不僅可以縮短加工時間，而且能夠精確評估工具機性能。
解決方案
Renishaw XM-60 多光束校正儀為 VARI 帶來了一個全新的概念，可通過一次設定量測六個自由度，而不受軸向影響。工具機精度通常通過量測 21 種不同的運動誤差來確定。然而，由於各項運動誤差相互影響，因此刀尖相對於運動精度的實際偏差確定起來並不容易。為了解決這一難題，通過空間誤差補償圖可直觀顯示加工空間內的精度分佈。VARI 提供一項獨立服務，即量測工具機的空間精度，並繪製誤差補償圖，用於提高工具機的整體精度。
空間誤差補償圖
結果
採用 XM-60 多光束校正儀之後，VARI 大幅縮短了空間精度量測的所需時間，尤其是當檢測大型工具機時。正如 VARI 以這項獨立服務協助的一位客戶所說：「我們可以從清單中選擇歷史量測資料，輕鬆比較多項結果。」
