隨著(zhù)汽車(chē)制造業(yè)的生產(chǎn)模式從大批量和單一品種漸漸演變成中小批量和多品種,數控機床和加工中心在相關(guān)企業(yè)中的應用日趨增多,尤其是用于動(dòng)力總成系統中那些復雜零部件的加工,如發(fā)動(dòng)機中的缸體和缸蓋、變速器中的殼體以及制動(dòng)盤(pán)和制動(dòng)鼓等。鑒于這些零部件形狀復雜和工藝要求高,一旦出現廢品就會(huì )造成很大損失,因此如何提升數控機床和加工中心制造質(zhì)量意義很大。而在機檢測功能的設置就是一種十分有效的手段,實(shí)踐證明,能顯著(zhù)地提高工件的制造質(zhì)
量。
下面著(zhù)重介紹在機測量系統的主要功能。
實(shí)施在機測量的隨機量?jì)x主要由接觸式測頭、信號接收器和輸出電纜(或接口裝置)組成。根據傳送信號的性質(zhì),又分為紅外線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)電兩種。相比之下,后一種信號傳送能力更強些,不但傳送距離遠,而且在有物體阻擋的情況下也不受
影響。但實(shí)際上,在企業(yè)中用得更多的還是前一種。其工作過(guò)程為接觸式測頭的檢測結果以紅外信方式發(fā)送到安裝在加工中心內的接收器,接收器通過(guò)輸出電纜(或經(jīng)過(guò)接口裝置)再將信號傳送到機床控制系統。而測頭作為紅外信號發(fā)送器
可在360°范圍內發(fā)送信號,接口裝置在對信號數據進(jìn)行處理后將其傳送到數控機床和加工中心的控制系統。但在多數情況下,檢測程序還是由機床廠(chǎng)商按實(shí)際需求編制后,根據輸入的信號實(shí)現相應的功能。在多數情況下,測頭就像刀具一樣,平時(shí)存放在數控機床和加工中心的刀具庫中,然后依照不同的要求,在一道加工工序之前或之后調出,再按規定的程序執行自動(dòng)檢測,從而實(shí)現某種功能。概括地說(shuō),通過(guò)在機測量主要可以達到以下3個(gè)目的。
(1)刀具狀態(tài)的檢測
有別于實(shí)現在機檢測的其他功能時(shí)的測頭存放在機床刀具庫中,此時(shí)測量裝置(測頭)一般是設置在機床的某一固定位置。對刀測量裝置有接觸式和非接觸(光學(xué))式兩種,圖1是常用的接觸式測頭的兩個(gè)示例。對于加工中心來(lái)講,測量裝
置均安裝在工作臺面上,如圖1a和 圖1b所示。從圖1可見(jiàn),刀庫中的某把刀具按事先設置的程序及設定的尺寸進(jìn)行接觸對刀測量,據此評價(jià)刀具的狀態(tài)。同時(shí)也能進(jìn)行刀具破損或安裝型號正確與否的識別。在這種應用場(chǎng)合,檢測信號是采用電纜傳送方式輸入接口裝置,或直接與機床數控系統連接。圖1c是對刀測量在數控車(chē)床上的應用,此時(shí)測量裝置(測頭)安裝在一個(gè)固定于車(chē)床床頭箱上的可卸式測量手臂的前端,也是通過(guò)接觸式測頭進(jìn)行對刀測量的。
(2)確定加工狀態(tài):工件找正、參數設定和補償
所謂“找正”是指為了保證工件的正確安裝和定位而采取的相應措施。出現或存在“不正”的現象既有夾具方面的原因,也有工件自身因素的影響。無(wú)疑加工狀態(tài)的找正是確保工件加工質(zhì)量的基礎。另外,由于受到溫度變化和刀具磨損等漸變因素的作用,加工狀態(tài)的穩定性也會(huì )發(fā)生改變,影響到制成品的質(zhì)量,故在必要時(shí),找正后也需要采取相應的補償措施。數控機床和加工中心所具備的檢測功能在這一過(guò)程中發(fā)揮了重要的作用。
(3)工件的自動(dòng)檢測
在一道工序完畢后,或在所有的工序都已完成后,利用在線(xiàn)量?jì)x對工件進(jìn)行自動(dòng)檢測,即直接在機
床上實(shí)施對制成品的檢驗,是在機檢測的又一功能。此時(shí),相當于把一臺坐標測量機移到了機床上,顯然這能大大減少脫機測量的輔助時(shí)間,降低生產(chǎn)成本。事實(shí)上,現今這種在機測量功能已十分強大,除了可進(jìn)行各種幾何元素的快速檢測外,利用專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)的軟件還能完成脫機編程,通過(guò)在計算機中模擬,還可避免干涉和碰撞等現象的發(fā)生。圖2為設置在數控車(chē)床上在機測量?jì)x自動(dòng)檢測加工結束后工件的情況。