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隨機檢測提升加工中心的制造質量
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如何提升加工中心的制造質量意義是很大的。而數控機床、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量。

隨著轎車制造業的生產模式從大批量單一品種漸漸演變成中小批量多品種,加工中心在相關企業中的應用日趨增多,尤其是用于動力總成系中那些復雜零件的加工,如發動機中的缸體、缸蓋,變速器中的殼體等。鑒于這些零件不但形狀復雜、工藝要求高,一旦出現廢品就會造成很大損失,因此,如何提升加工中心的制造質量意義是很大的。而隨機檢測功能的設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,根據傳送信號的性質,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的工作過程:接觸式測頭的檢測結果以紅外信號方式發送到安裝在加工中心內的接收器,接收器通過輸出電纜(或經過接口裝置)再將信號傳送到機床控制系統。而測頭作為紅外信號發送器,可在360°范圍內發送信號,圖1中的接口裝置可對信號數據進行處理后將其傳送到加工中心的數控系統。但在多數情況下,檢測程序還是由機床廠商按實際需求編制后,根據輸入的信號實現相應的功能。

圖1隨機量儀的基本組成

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出,再按程序執行自動檢測,從而實現某種功能。概括地說,通過隨機檢測主要可以達到以下目的:

·刀具狀態的檢測

有別于存放在機床刀庫中的測頭,此時是利用設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,或直接與機床數控系統連接。對刀測量裝置有接觸式和非接觸(光學)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: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、定位而采取的相應措施。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,加工狀態的找正是確保工件加工質量的基礎。另外,由于受到溫度變化和刀具磨損等漸變因素的作用,加工狀態的穩定性也會發生改變,影響到制成品的質量,故在必要時也需采取補償措施。隨機檢測在期間也發揮了重要的作用。

·工件的自動檢測

在一道工序完畢后,或對所有工序都已完成后的工件進行自動測量,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,降低質量成本。事實上,現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、碰撞等現象的發生。

應用實例

加工中心多年前在國內機械制造業,包括汽車行業已有所應用,但裝備隨機檢測系統則還是近十年來才出現的現象。由于能顯著提高制造質量、工作效率和降低差錯,在企業、特別是汽車發動機、變速器等工廠的應用日趨增多。以下一些來自生產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,某發動機廠正在驗收一條柔性缸蓋自動生產線,在對其中二臺加工中心幾項關鍵線性尺寸參數進行設備能力評定時,發現機器能力指數都能滿足要求。但當執行過程能力評價時,即對延續二班或更長時間的抽檢數據進行統計分析時,就出現分散性較大,過程能力指數Cp.Cpk值偏低的情況。經剖析可能引起的原因,確認是溫度變化造成的,顯然,不

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