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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(shù)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(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,加工中心在相關企業(yè)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(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(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,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數(shù)控系統(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(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(shù)控系統(tǒng)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(tài):工件找正、參數(shù)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(tài)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(tài)的穩(wěn)定性也會發(fā)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(fā)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(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鍵線性尺寸參數(shù)進行設備能力評定時,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

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