精工加工中心在線檢測如何提升加工中心的制造質(zhì)量意義是很大的,。而精工機床、加工中心所具備的在線檢測功能就 是 一種十分有效的手段,，能有效地提高工件的制造質(zhì)量,。 隨著轎車制造業(yè)的生產(chǎn)模式從大批量單一品種漸漸演變成中小批量多品種，加工中心在相關(guān)企業(yè)中的應(yīng)用日趨增多,，尤其是用于動力總成系中那些復(fù)雜零件的加工,，如發(fā)動機中的缸體、缸蓋，變速器中的殼體等,。鑒于這些零件不但形狀復(fù)雜,、工藝要求高，一旦出現(xiàn)廢品就會造成很大損失,，因此,，如何提升加工中心的制造質(zhì)量意義是很大的。而隨機檢測功能的設(shè)置就是一種十分有效的手段,。 隨機量儀的基本組成及主要功能 1.系統(tǒng)的組成 量儀主要由接觸式測頭,、信號接收器和輸出電纜(或接口裝置)組成，根據(jù)傳送信號的性質(zhì),，又分為紅外線和無線電等兩種,。兩者的差別在于后一種的信號傳送能力更強，不但距離遠,，在受到物體阻擋的情況下也不受影響,。圖1給出了一種典型系統(tǒng)的工作過程：接觸式測頭的檢測結(jié)果以紅外信號方式發(fā)送到安裝在加工中心內(nèi)的接收器，接收器通過輸出電纜(或經(jīng)過接口裝置)再將信號傳送到機床控制系統(tǒng),。而測頭作為紅外信號發(fā)送器,，可在360°范圍內(nèi)發(fā)送信號，圖1中的接口裝置可對信號數(shù)據(jù)進行處理后將其傳送到加工中心的精工系統(tǒng),。但在多數(shù)情況下,，檢測程序還是由機床廠商按實際需求編制后，根據(jù)輸入的信號實現(xiàn)相應(yīng)的功能,。 2.主要功能 測頭就象刀具一樣,，平時存放在加工中心的刀庫中,，依照不同的要求,，在一道加工工序之前或之后調(diào)出，再按程序執(zhí)行自動檢測,，從而實現(xiàn)某種功能,。概括地說,，通過隨機檢測主要可以達到以下目的： 刀具狀態(tài)的檢測 有別于存放在機床刀庫中的測頭,，此時是利用設(shè)置在機床工作臺面上的測量裝置(測頭),，對刀庫中的刀具按事先設(shè)定的尺寸進行對刀測量,，同時也能進行刀具破損或安裝型號正確與否的識別,。 在這種應(yīng)用場合,，檢測信號是采用前述電纜傳送方式輸入接口裝置,，或直接與機床精工系統(tǒng)連接,。對刀測量裝置有接觸式和非接觸(光學(xué))式兩種,，圖2是接觸式的一個示例,。 圖2 隨機量儀的對刀檢測·確定加工狀態(tài)：工件找正,、參數(shù)設(shè)定和補償 所謂“找正”,，是指為了保證工件的正確安裝、定位而采取的相應(yīng)措施,。至于存在“不正”,，則既有夾具方面的原因,，也有工件自身因素的影響,。無疑,，加工狀態(tài)的找正是確保工件加工質(zhì)量的基礎(chǔ)。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(wěn)定性也會發(fā)生改變，影響到制成品的質(zhì)量,，故在必要時也需采取補償措施,。隨機檢測在期間也發(fā)揮了重要的作用。 工件的自動檢測 在一道工序完畢后,，或?qū)λ泄ば蚨家淹瓿珊蟮墓ぜM行自動測量，即直接在機床上實施對制成品的檢驗,，是隨機檢測的又一種功能。此時,，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間,，降低質(zhì)量成本,。事實上,，現(xiàn)今這種在機測量功能也確已十分強大,，除了可進行各種幾何元素的快速檢測外，利用專門開發(fā)的軟件還能完成脫機編程,，通過在電腦中模擬，還可避免干涉,、碰撞等現(xiàn)象的發(fā)生,。 應(yīng)用實例 加工中心多年前在國內(nèi)機械制造業(yè)，包括汽車行業(yè)已有所應(yīng)用,，但裝備隨機檢測系統(tǒng)則還是近十年來才出現(xiàn)的現(xiàn)象,。由于能顯著提高制造質(zhì)量,、工作效率和降低差錯，在企業(yè),、特別是汽車發(fā)動機、變速器等工廠的應(yīng)用日趨增多,。以下一些來自生產(chǎn)實際的示例提供了充分的說明,。 例1：溫度補償和刀具磨損補償 10 年前,，某發(fā)動機廠正在驗收一條柔性缸蓋自動生產(chǎn)線,，在對其中二臺加工中心幾項關(guān)鍵線性尺寸參數(shù)進行設(shè)備能力評定時,，發(fā)現(xiàn)機器能力指數(shù)都能滿足要求,。但當執(zhí)行過程能力評價時,，即對延續(xù)二班或更長時間的抽檢數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析時,，就出現(xiàn)分散性較大，過程能力指數(shù)Cp.Cpk值偏低的情況,。經(jīng)剖析可能引起的原因，確認是溫度變化造成的，顯然,，不采取補償措施就難以消除由此引起的誤差,。最后,，通過給機床添加了隨機檢測功能,，終于徹底解決了問題,。方法是：在刀庫中配一觸發(fā)式測頭，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的頻次(如1次/10件),，如同一把刀具般地取出,，打在安裝工件的夾具上的某一固定位置。由于正確地判斷出這一位置的變化與受控關(guān)鍵尺寸之間存在著線性相關(guān),，因此就可以根據(jù)測得值的變化來調(diào)整進刀量,，從而有效地實施了補償。 同樣地,，進行溫度補償或刀具磨損補償也可采用另一種方法,。不久前，南方一汽車發(fā)動機廠為了確保加工缸蓋上平面后的尺寸精度,，采取了將隨機量儀的測頭打在銑削完畢后的工件表面上,，按每10件1 次的間隔進行測量。若發(fā)現(xiàn)有較大偏差,，即根據(jù)設(shè)定的補償方式自動調(diào)整加工參量,。一般來說，受溫度變化或刀具磨損的影響而帶來的波動呈現(xiàn)規(guī)律性,，據(jù)此可確定相應(yīng)的補償方式,。 圖 3所示的加工中心擁有一個碩大的、稱為“交換器”的轉(zhuǎn)臺,，在其直徑方向安裝了兩個“托盤”,，其實是兩個用于裝夾工件的回轉(zhuǎn)工作臺，可背向安裝兩個缸蓋罩殼,。兩個工作臺所處位置總是對應(yīng)機床前,、后部的“上下料”和“加工”工位，即當一組工件處于加工工位被順序進行加工時,，操作工則在上下料工位從事工序完畢后的卸料和再次上料,。“交換器”和“托盤”的回轉(zhuǎn)精度很高,，但前者在交換兩個工作臺位置時,，必須先由舉升機構(gòu)將整個轉(zhuǎn)臺抬起，然后轉(zhuǎn)動180°，再落入一依靠錐面匹配的定位裝置,。由于工作環(huán)境惡劣,，難免會有冷卻液帶入的鋁屑、雜物等粘附在定位面上,，由此會造成轉(zhuǎn)臺的微量偏斜,，并傳遞到工作臺（“托盤”）和其上的夾具。從圖3可見,，被加工的缸蓋罩殼是直立裝夾的，故受偏斜帶來的影響就更大,。若不對這一項引起誤差的因素進行監(jiān)控,，將不利于保證工件的質(zhì)量，為此,，安排了隨機檢測的環(huán)節(jié),，用于夾具的找正。方法是在工作臺上夾具的上部設(shè)一基準塊,，當工作臺置于機床的加工工位時,，在對工件實施切削加工前，動力頭先調(diào)出測頭,，打在基準塊的小平面上(見圖3所示),，通過與預(yù)先的設(shè)定值相比較來判斷夾具的狀態(tài)，當出現(xiàn)超出允許范圍的偏差時,，即通知操作人員或機修人員進行處理,。 例3：工件找正被加工工件是一種新穎汽車發(fā)動機上的大型鋁鑄件——鏈輪罩殼，在這臺機床的眾多工序中,，對其中4個孔的加工是極為重要的,。圖4中，從左至右顯示了這些孔,，其中第4個,，也是最右側(cè)一個正所處在待測(相當于“加工”)位置。為了確?？椎募庸べ|(zhì)量,，在工藝上就必須使刀具的回轉(zhuǎn)中心與工件毛坯孔的中心保持一致。但從圖中可見,，四個孔呈輻射,、散布狀，孔徑和中心高又相差很大,。在這種情況下,，如果仍執(zhí)行一成不變的加工程序，那么即使是裝夾中的細微差別,，或是鑄件自身的一些差異,，都會影響孔的制造質(zhì)量,。為此，利用機床的隨機檢測系統(tǒng)在加工前先逐個對每個毛坯孔進行測量,。方法是通過在圓周的上下,、左右共打4點來精確地確定孔中心的坐標位置，據(jù)此,，再有針對性地執(zhí)行各個孔的加工,，顯然，經(jīng)過“工件找正”之后,，各孔的制造質(zhì)量就有了充分保證,。此外，在找正的同時,，還可以得到鑄孔的毛坯余量,，若進一步利用變量編程，還可以實現(xiàn)毛坯余量的自動分配,，這樣就既能保證孔加工過程中切削力不會過大,，以免損傷機床和刀具，又能提高刀具的耐用度,，以使工作效率達到最高,。 利用隨機量儀進行機內(nèi)對刀，以及在加工前對夾具,、工件實施“找正”,，或在加工后通過隨機檢測進行溫度、刀具磨損的補償,，凡此種種,，不但保證了零件的加工質(zhì)量，而且能有效地提高生產(chǎn)過程運行的質(zhì)量水平,。