面向OEM集成的测量技术:SensorX如何将三维测量带入生产核心

布鲁克阿利康纳Alicona SensorX将光学三维测量转化为可供OEM集成的核心组件,实现在线与过程内质量控制

出版 日 25.08.2025

在2025年德国汉诺威国际机床展(EMO Hannover 2025)上,布鲁克 Alicona将首次推出搭载先进聚焦变化技术(Advanced Focus-Variation)的OEM集成型测量传感器——SensorX。

展会期间,参观者可以在Nagel的NaPrep刀具刃口制备自动化单元中现场了解SensorX的应用。然而,SensorX真正的突破远不止于这一展示:它从设计之初就面向机床和自动化系统集成,正在改变制造企业实施质量检测的传统方式。

借助SensorX,三维表面测量不再是独立于生产之外的检验步骤,而是直接成为制造过程的一部分——在线、实时,并在最需要测量的生产现场完成检测。

借助SensorX提升生产自主性:为系统集成而生

OEM metrology device

SensorX并不是将实验室测量设备简单重新封装后投入生产,而是一款专门为嵌入式应用而开发的测量模块。

其紧凑、坚固的传感器头可与远程安装的电子控制单元协同工作,在保持测量性能的同时,为设备集成提供更高的安装灵活性。SensorX采用标准化接口,软件通信简洁顺畅,并可持续监测自身的温度、电流和电压,确保系统始终稳定运行。

简而言之,SensorX不仅能够进行精密测量,也清楚自己应当以何种方式融入生产设备。

"OEM战略”究竟意味着什么?

 

所谓OEM战略,并不是为标准测量设备更换品牌名称或外观,而是使机床制造商和自动化系统集成商能够将SensorX直接嵌入自己的设备中。

通过这种集成方式,测量不再是生产线之外的外部质量检查点,而是成为设备自身具备的原生功能。

配备SensorX的加工中心、磨床或机器人自动化单元,不仅能够完成制造任务,还可以自动测量、监控并修正加工质量。对于生产管理人员、质量保证负责人和自动化专家而言,这是实现真正过程内测量的重要基础。

设备由此不仅能够"加工”,还能够:

  • 自动测量加工结果;
  • 监控刀具和工艺状态;
  • 识别磨损、崩刃及其他异常;
  • 根据测量结果调整工艺参数;
  • 自动记录并追溯质量数据。

先进聚焦变化技术,应对真实工业几何特征

SensorX的技术基础是先进聚焦变化技术,并结合聚焦探测(Focus Probing)和垂直聚焦探测(Vertical Focus Probing)功能。

这些技术使SensorX能够测量其他技术难以可靠获取的表面与几何特征,包括:

  • 角度超过90°的陡峭侧壁和复杂轮廓;
  • 高反射或经过抛光的金属表面;
  • 锐利切削刃及其微观几何特征;
  • 在同一次扫描中获取表面粗糙度和三维形状数据。

整个测量过程以非接触方式完成,具有良好的重复性与可追溯性,可满足现代生产现场对可靠测量的要求。

对于精密刀具、模具及复杂机械零部件而言,这一点尤为重要。许多关键质量特征并不位于平坦且易于测量的表面,而是分布在陡峭侧壁、刃口、圆角、微槽或高反光区域。SensorX可以直接获取这些位置的三维数据,为工艺控制提供更加完整的质量信息。

专为生产环境设计的在线测量技术

SensorX并非面向实验室环境设计,而是为真实生产现场中的温度变化、机械振动和高速生产节拍而开发。

每次扫描均可在数秒内获取数百万个数据点,从而提供现代制造工艺所需的高密度、高分辨率测量数据。其多个关键特性使其适合直接集成到生产设备和自动化单元中。

  • 100 mm Z轴测量范围: SensorX具备100 mm的Z轴测量范围,不仅能够检测微米级结构,也能覆盖尺寸相对较大的零部件及较大的高度变化。这意味着同一传感器既可用于精细刀具刃口和微观几何特征,也可测量具有明显高度差的复杂工件。
  • 稳健的同轴照明系统:集成式同轴照明系统能够适应不断变化的表面条件,为高反射、抛光或结构复杂的金属表面提供可靠的数据采集能力。
  • 集成式状态监控:SensorX可持续监控自身温度和电压等运行参数,以保证测量系统在生产环境中保持稳定、可靠的工作状态。
  • 低噪声运行:SensorX运行噪声低于70 dB(A),可以集成到自动化生产单元中,而不会对现场环境造成明显的额外噪声负担。

综合而言,SensorX是一款真正面向生产现场的测量系统,可直接实现在线、过程内和实时质量检测。

从检测瓶颈到过程内质量控制

传统质量检测往往与生产过程相互分离。零件加工完成后,需要从生产线上取下并送往测量室,依次经过运输、装夹、检测和结果分析后,才能获得质量反馈。在等待检测结果的过程中,生产线通常仍在继续运行。一旦发现质量异常,可能已有多个批次受到影响,进而增加返工、报废和非计划停机的风险。

SensorX改变了这一传统模式。通过将测量系统直接集成到机床或自动化单元中,可在加工过程中或加工完成后立即采集三维测量数据。工件无需离开生产现场,检测结果也能快速反馈至设备控制系统,为实时质量监控和自动化工艺调整提供数据基础。

这种集成式测量方式可支持以下应用:

  • 闭环工艺控制:系统能够及时识别刀具磨损、刃口崩缺及其他几何变化,并根据测量结果自动执行参数补偿、工艺修正或换刀流程,使质量控制从事后检验转向过程中的主动调节。
  • 自动化单元质量保证:结合机器人和自动上下料系统,可自动完成工件或刀具的装载、定位、测量与结果判定,减少人工操作,提高检测效率和生产过程的一致性。
  • 测量数据全程可追溯:质量数据可随生产过程自动生成,并与具体工件、生产批次、设备状态及工艺参数建立关联,为质量分析、过程优化和生产追溯提供可靠依据。
  • 支持"熄灯生产”:借助内置质量检测、自动结果判定和实时反馈功能,生产系统能够在减少人工干预的情况下持续运行,为全天候自主生产提供重要的质量保障。

对于OEM设备制造商而言,集成SensorX意味着设备不再只具备加工能力,还能够将测量、监控和质量控制作为原生功能提供给客户。对于最终用户而言,这有助于更早发现工艺异常、减少废品和返工、缩短停机时间,并获得更加稳定一致的生产结果。

SensorX为何具有重要意义?

SensorX能够为生产体系中的各个岗位带来切实价值。对于生产管理人员而言,由于测量无需再将零件移出生产线,因此能够提高生产效率,并减少非计划中断;对于质量保证人员而言,SensorX可提供具有良好重复性和可追溯性的测量数据,同时避免人工搬运和实验室检测造成的延迟;对于自动化工程师而言,SensorX则为真正的闭环工作流程创造了条件,使设备不仅能够完成加工,还可以自主监控加工结果并进行相应修正。由此可见,SensorX并非只是为生产过程增加测量功能,而是将质量控制从一道必要的检验关卡,转化为提升生产效率与过程可靠性的内置驱动力。

展望未来

2025年汉诺威国际机床展(EMO Hannover)上的首次亮相,展示了SensorX在Nagel NaPrep自动化单元中进行刀具刃口测量的应用,但其潜力远不止于此。无论是刀具磨床、加工中心和机器人自动化系统,还是医疗器械制造与航空航天零部件生产,只要对精度、效率和过程稳定性有较高要求,SensorX在线测量技术都能够为更智能、更互联的制造模式创造新的可能。通过SensorX,布鲁克 Alicona带来的不仅是一款全新的三维测量传感器,更是在为智能工厂时代树立面向OEM集成的测量技术新标准。

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