面臨的挑戰：

來自海克斯康的解決方案：

轉向器本質上就是減速傳動裝置。循環球式轉向器作為目前國內外汽車上較為流行的一種結構形式，循環球式轉向器正、逆襲率都很高，故操縱輕便，壽命長，工作穩定可靠。所以轉向器的質量監控被各大汽車制造商視為重點檢測項目。

循環球式轉向器其主要組成部分為轉向螺桿、轉向螺母、搖臂等。

I 行業檢測難點：

在轉向器的制造過程中，經常面臨以下難點：

?工件結構復雜，檢測項目難：其核心零部件有轉向螺桿、轉向螺母、搖臂等。轉向螺桿與螺母重點檢測其滾動形狀、導程變化；搖臂需要檢測漸開線輪廓等；

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

?螺旋線展開評價需求：轉向螺母中的球道，需要將球道螺旋線進行展開評價其周節偏差以及輪廓誤差，因此要求測量軟件需要有曲線展開功能；

?齒輪漸開線計算及評價困難：搖臂齒扇為不完整錐面齒輪，并且其橫截面為漸開線輪廓，在評價時需要按照滾動角度而非直角坐標進行變公差評價，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：轉向螺桿的直徑是變化的，因此需要專業的算法進行檢測分析，準確計算螺桿直徑和角度之間的理論數據，并出具專業報告；

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

?檢測成本高：同時滿足轉向器關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；檢測過程復雜，需要大量的編程時間和專業操作人員，人工成本高 。

?測量報告格式單一：測量報告格式單一，無法滿足企業定制化的需求，后期處理優化困難。

?“信息孤島”：設計、制造及檢測數據無法進行統一的有效分析，實現生產制造過程的閉環及質量監控，進而實現企業的綜合質量管理系統。

II 汽車轉向器智能制造解決方案：

來自海克斯康的汽車轉向器智能制造解決方案為轉向器提供了一鍵式檢測方案，以專業的測量設備和權威的測量軟件為平臺，加之針對工件定制化開發的裝夾、自動檢測、結果判定、定制報告等一體化的解決方案，提供涉及工件設計與工程、生產加工、計量檢測和智能數據監控與分析等豐富的選項，打造貫穿產品全制造周期的綜合性解決方案。

適用行業：汽車行業

適用零部件：轉向螺桿、轉向螺母、搖臂

檢測項目：轉向螺桿：滾動形狀、導程變化等；轉向螺母：滾動形狀、導程變化、齒條參數等；搖臂：漸開線輪廓等

系統功能：自動定位裝夾、自動建立坐標系、自動生成測量路徑、3D自定心掃描、一鍵式檢測、自動識別合格件、定制化報告輸出

方案效益：

1）高柔性：兼容螺桿及螺母工件的智能檢測，集成的參數化界面，可根據用戶需求定制開發；多個選項模塊，可以同時實現轉向螺桿、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動的3D自定心掃描技術，大幅縮短檢測時間，相較于普通的測量方式，測量效率提高30%以上；集成的參數化界面，可同時實現轉向螺桿和螺母的滾道和法向截面參數、螺母的齒條參數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）減少人工及設備成本：轉向螺桿、螺母和搖臂齒的編程均十分復雜，采用本方案后，編程時間從至少兩天縮短至1小時左右，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，本方案采用四軸聯動和3D自定心掃描技術，最大化的節約了測量時間，降低了時間成本；

4）獨特的3D自定心掃描：汽車轉向器螺桿、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，進而進行尺寸分析和評價；

5）獨特的搖臂漸開線輪廓評價：齒扇為不完整錐面齒輪，其橫截面為漸開線輪廓，方案采用了獨特的搖臂漸開線輪廓誤差評價算法，針對中間齒進行評價，并出具專業漸開線K圖報告；

6）定制化報告：提供定制化報告，滿足各種個性化需求；

7）加工中心接口：提供可供機加機床讀取的測量結果數據，反饋至機床，及時補償加工參數，打破“信息孤島”。

A 專業的轉向器檢測方案 

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

b)全尺寸檢測：其核心零部件有轉向螺桿、轉向螺母、搖臂等。可一次性完成轉向螺桿與螺母的法向截面形狀、導程變化和螺母的齒條參數，搖臂的漸開線輪廓等項目的檢測，為轉向器部件的加工、修正提供了更加可靠的質量依據。

c)超高速四軸聯動掃描：轉向器檢測的難點在于螺桿螺母的截面形狀和導程值的測量，Hexagon超高速四軸掃描完美地解決了這個問題，自動計算轉臺角度算法，根據當前轉臺角度計算需要移動的高度和旋轉的角度對滾道內孔安全避讓。

高精度無極旋轉轉臺，允許工件以任意角度進行測量，有效減少測頭轉換角度或者測針配置數量，并能根據工件曲率變化，自動調整轉臺運行速度，極大的簡化了測針配置方式，采用四軸聯動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、轉向器、V型槽等零件加工特征，有時需要找到V型槽（或滾道）中的量棒（或模擬滾珠）圓心/球心的位置，以建立坐標系或評價尺寸。汽車轉向器螺桿、螺母螺旋線須采用3D自定心掃描，掃描結束后，可自動評價螺旋線直徑、導程、輪廓等誤差。

自定心掃描的測量過程是實際裝配過程的模擬。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，配合高精度四軸聯動掃描，以及參數化的自定心軟件界面，無需復雜設置即可實現自定心測量，生成PCD圓和其它相關參數，測量更加便捷。  

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

?同時測量滾道螺旋線及法向截面

?支持手動及自動原點定位

?支持精建坐標系功能

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

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，參數化的界面，封裝程序，支持應用轉臺檢測和多探針檢測，支持各種圓柱齒輪的全尺寸檢測，并出具專業的檢測報告。一機多用，大幅節省擁有成本。

?變齒厚齒扇檢測

測量過程自動分針，測量截面個數可選，提供自動掃描參考齒精確建立角向坐標系功能，自動輸出圖形化的變齒厚齒廓檢測報告，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，在評價時需要按照滾動角度而非直角坐標，進行變公差評價。本方案采用了獨特的搖臂漸開線輪廓誤差評價算法，并可出具漸開線K圖報告。

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

合理規劃測量路徑，同時自動進行測針更換，無須人工操作，方便快捷。 

j)定制化圖形報告：圖形化的檢測報告，可根據用戶自身需求專業定制不同樣式，獲得權威具有校驗資格機構認可的參數誤差評價算法，配搭專業化的圖形報告，讓檢測變得更加智能直觀。

?轉向螺母中的球道，需要將球道螺旋線進行展開評價其周節偏差以及輪廓誤差。借助Hexagon測量軟件的曲線展開功能，實現相關要求。

?專業的轉向螺桿變徑分析算法，可以準確計算螺桿直徑和角度之間的理論數據，并直觀的體現在K形圖報告中。

B.方案組成

a)檢測專機

專為解決最復雜的計量問題而設計，具有有效掃描功能的活動橋式測量機。 

獨特的TRICISION（精密三角梁）橫梁設計，提供了良好的剛性質量比。輕合金橋架，與傳統設計相比較剛性提高了25％，X向導軌重心降低50％，從而保證了平穩、精確的運動。移動橋上軸承跨距更寬，降低了由于橋架自轉而引起的誤差，從而保證了整機空間精度更高，降低了重復性誤差，提高了加速和減速性能，使得測量效率更高。 

經過精密加工的整體燕尾型導軌，提高了機器的精度和重復性。非接觸式光柵尺避免了摩擦，裝配時一端固定，另一端可隨溫度變化而調整，光柵熱膨脹系數獲得PTB認證。

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

技術特色：

①超強剛性的全鋁結構并配以TRICISION橋架設計

②花崗石工作臺，配以燕尾形導軌

③各軸預應力空氣軸承

④高分辨率鋼光柵尺，具有PTB認證的熱膨脹系數

⑤模塊化設計的微處理器控制系統，并獲CE認證

⑥三軸方向可同時高速掃描測量的三維矢量測頭

⑦伺服電機并配以強化同步帶傳動，降低高速掃描時的機器振動

⑧設置模式下提供探測系統的防撞保護

⑨各軸及工件的自動溫度補償系統

探測系統：

專為高速、高精度測量機設計而成。此測頭系統的每個軸均由高精度的LVDT（線性可變微分傳感器）組成，從而允許攜帶長達800 mm以及重達650 g的探針和加長桿。其探測模式包括單點觸發測量、自定中心和高速掃描，可完成各種復雜的測量任務，包括復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、連接座和關節，從而可完成任何測量任務。能夠直接通過具備高度重復性的探針吸盤更換測針，而不需重新校正，仍保持測量精度。

超高速四軸聯動轉臺

回轉體類零件的檢測難點在于扭曲的復雜型面，Hexagon高精度轉臺完美地解決了這個問題，實現高速聯動掃描。

測量軟件根據工件曲率變化自動計算出每個測量點的轉臺角度和測針進出安全點的位置，節約了大量的編程時間。

b)專業測量軟件

海克斯康集團擁有功能強大的計量軟件。基于特征進行檢測，程序編輯直觀，人機良好互動，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，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。

目前世界上功能最強大的計量軟件之一，其基本測量特征包括點、線、圓弧、橢圓、拋物線、平面、球、圓柱、圓錐、雙曲面、橢球、拋物面等。可以對測量元素進行相交投影等多種處理。根據ISO幾何產品規范進行形位公差的評價，提供圖文并茂的檢測報告。

①所有標準幾何元素的測量和處理

②聯機/脫機自動生成元素探測點

③自由編制子程序和循環

④用戶自定義區域的圖形化軟件包

⑤形狀和位置誤差評定(按ISO R1101的標準，包括最大實體原則處理)

⑥3D數模導入，IGES和STEP格式，在CAD幾何特征上生成測量點

針對專業的計量需求，開發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、螺旋轉向器、齒條等在內的多種復雜形狀工件的檢測。海克斯康測量軟件在專業計量領域，具有難以比擬的經驗優勢。

c)轉向器應用檢測模塊

海克斯康專業的轉向器模塊，實現轉向器的智能化檢測，并可根據客戶需求進行開發定制，成本低且十分靈活。

基于海克斯康強大的計量檢測軟件，整合3D自定心掃描技術、螺桿變徑分析算法、搖臂漸開線輪廓誤差評價算法和轉臺角度自動生成功能等，有效測量轉向螺桿、螺母和搖臂等轉向器關鍵部件，過程專業化，滿足轉向器測量高精度、高效率和全掃描的檢測需求。

轉向器滾道檢測模塊

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

轉向器齒條檢測模塊

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

2D自定心模塊

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

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

變齒厚齒扇應用檢測模塊（選項）

針對變厚齒扇的測量模塊，測量過程自動分針，測量截面個數可選，提供自動掃描參考齒精確建立角向坐標系功能，自動輸出圖形化的變齒厚齒廓檢測報告。

圓柱齒輪應用檢測模塊（選項）

齒輪測量模塊，參數化界面，無需編程，一鍵式測量方便快捷，提供專業的齒輪分析算法，檢測完畢自動輸出專業的齒輪報告，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，真正做到一機多用，大大節省了客戶的設備采購成本。

d)加工中心接口模塊（選項）

可選的加工中心接口模塊，可提供可供機加機床識別的測量數據格式，有效通訊加工機床，將測量結果反饋至機加環節。

e)裝夾系統

高質量自定心三爪卡盤，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接立柱進行調整，適應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，可實現多種工件夾具的快速更換。

客戶簡介：

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