如何提升加工中心的制造質(zhì)量意義是很大的悦污。而數(shù)控機床恳岔、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枷澜，能有效地提高工件的制造質(zhì)量消李。

　　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键梆，加工中心在相關(guān)企業(yè)中的應(yīng)用日趨增多蝉橘，尤其是用于動力總成系中那些復(fù)雜零件的加工，如發(fā)動機中的缸體畦未、缸蓋润邑，變速器中的殼體等。鑒于這些零件不但形狀復(fù)雜保铐、工藝要求高哄谆，一旦出現(xiàn)廢品就會造成很大損失，因此季春，如何提升加工中心的制造質(zhì)量意義是很大的洗搂。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载弄、信號接收器和輸出電纜(或接口裝置)組成耘拇，根據(jù)傳送信號的性質(zhì)，又分為紅外線和無線電等兩種宇攻。兩者的差別在于后一種的信號傳送能力更強惫叛，不但距離遠(yuǎn)，在受到物體阻擋的情況下也不受影響逞刷。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)的接收器嘉涌，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)送器夸浅，可在360°范圍內(nèi)發(fā)送信號仑最，圖1中的接口裝置可對信號數(shù)據(jù)進(jìn)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)情況下帆喇，檢測程序還是由機床廠商按實際需求編制后警医，根據(jù)輸入的信號實現(xiàn)相應(yīng)的功能。

2.主要功能

　　測頭就象刀具一樣木砾，平時存放在加工中心的刀庫中农灯，依照不同的要求，在一道加工工序之前或之后調(diào)出瘸劳，再按程序執(zhí)行自動檢測品扯，從而實現(xiàn)某種功能。概括地說妖恨，通過隨機檢測主要可以達(dá)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捻钢，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(jìn)行對刀測量足沥，同時也能進(jìn)行刀具破損或安裝型號正確與否的識別稻续。

　　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，或直接與機床數(shù)控系統(tǒng)連接滔菠。對刀測量裝置有接觸式和非接觸(光學(xué))式兩種逮碾，圖2是接觸式的一個示例。

·確定加工狀態(tài)：工件找正批斯、參數(shù)設(shè)定和補償

　　所謂“找正”辞槐，是指為了保證工件的正確安裝、定位而采取的相應(yīng)措施粘室。至于存在“不正”榄檬，則既有夾具方面的原因，也有工件自身因素的影響衔统。無疑鹿榜，加工狀態(tài)的找正是確保工件加工質(zhì)量的基礎(chǔ)。另外锦爵，由于受到溫度變化和刀具磨損等漸變因素的作用舱殿，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)量险掀，故在必要時也需采取補償措施怀薛。隨機檢測在期間也發(fā)揮了重要的作用。

 ·工件的自動檢測

　　在一道工序完畢后迷郑，或?qū)λ泄ば蚨家淹瓿珊蟮墓ぜM(jìn)行自動測量，即直接在機床上實施對制成品的檢驗创倔，是隨機檢測的又一種功能嗡害。此時，相當(dāng)于把一臺坐標(biāo)測量機移到了機床上却值，顯然卑竹，這能大大減少脫機測量的輔助時間，降低質(zhì)量成本私闭。事實上砾漓，現(xiàn)今這種在機測量功能也確已十分強大，除了可進(jìn)行各種幾何元素的快速檢測外宽用，利用專門開發(fā)的軟件還能完成脫機編程闭榛，通過在電腦中模擬，還可避免干涉跌缩、碰撞等現(xiàn)象的發(fā)生衍肥。

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)用雀肠，但裝備隨機檢測系統(tǒng)則還是近十年來才出現(xiàn)的現(xiàn)象刀念。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)贺潜、特別是汽車發(fā)動機抵蚊、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溯革。

 例1：溫度補償和刀具磨損補償

　　10 年前贞绳，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(jìn)行設(shè)備能力評定時鬓照，發(fā)現(xiàn)機器能力指數(shù)都能滿足要求熔酷。但當(dāng)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(jìn)行統(tǒng)計分析時豺裆，就出現(xiàn)分散性較大拒秘，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臭猜，確認(rèn)是溫度變化造成的躺酒，顯然，不采取補償措施就難以消除由此引起的誤差蔑歌。最后羹应，通過給機床添加了隨機檢測功能，終于徹底解決了問題次屠。方法是：在刀庫中配一觸發(fā)式測頭脆逊，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拇蟋，打在安裝工件的夾具上的某一固定位置棒鞍。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(jìn)刀量蓖搅，從而有效地實施了補償崖蟀。

　　同樣地，進(jìn)行溫度補償或刀具磨損補償也可采用另一種方法翩汰。不久前吹迎，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溃耸，按每10件1 次的間隔進(jìn)行測量湃足。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)整加工參量发惭。一般來說填恬，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)的補償方式奋隶。

 例2：夾具找正

　　加工中心擁有一個碩大的擂送、稱為“交換器”的轉(zhuǎn)臺悦荒，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)工作臺嘹吨，可背向安裝兩個缸蓋罩殼搬味。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”工位蟀拷，即當(dāng)一組工件處于加工工位被順序進(jìn)行加工時碰纬，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∥史遥“交換器”和“托盤”的回轉(zhuǎn)精度很高悦析，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)臺抬起此衅，然后轉(zhuǎn)動180°强戴，再落入一依靠錐面匹配的定位裝置。由于工作環(huán)境惡劣挡鞍，難免會有冷卻液帶入的鋁屑骑歹、雜物等粘附在定位面上，由此會造成轉(zhuǎn)臺的微量偏斜胀爸，并傳遞到工作臺（“托盤”）和其上的夾具夜墓。從圖3可見，被加工的缸蓋罩殼是直立裝夾的锌德，故受偏斜帶來的影響就更大泰锦。若不對這一項引起誤差的因素進(jìn)行監(jiān)控，將不利于保證工件的質(zhì)量沼惹，為此拳股，安排了隨機檢測的環(huán)節(jié)，用于夾具的找正氏诽。方法是在工作臺上夾具的上部設(shè)一基準(zhǔn)塊，當(dāng)工作臺置于機床的加工工位時狰赘，在對工件實施切削加工前壳凳，動力頭先調(diào)出測頭，打在基準(zhǔn)塊的小平面上(見圖3所示)扮人，通過與預(yù)先的設(shè)定值相比較來判斷夾具的狀態(tài)浆左，當(dāng)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(jìn)行處理训措。

 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——鏈輪罩殼伪节，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绩鸣。圖4中怀大，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(dāng)于“加工”)位置化借。為了確鼻鄙鳎孔的加工質(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蓖康。但從圖中可見铐炫，四個孔呈輻射、散布狀蒜焊，孔徑和中心高又相差很大倒信。在這種情況下，如果仍執(zhí)行一成不變的加工程序泳梆，那么即使是裝夾中的細(xì)微差別鳖悠，或是鑄件自身的一些差異，都會影響孔的制造質(zhì)量爱饲。為此肢阿，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(jìn)行測量。方法是通過在圓周的上下乳嘁、左右共打4點來精確地確定孔中心的坐標(biāo)位置甸赏，據(jù)此，再有針對性地執(zhí)行各個孔的加工寻适，顯然藏崇，經(jīng)過“工件找正”之后，各孔的制造質(zhì)量就有了充分保證凤婆。此外短揉，在找正的同時，還可以得到鑄孔的毛坯余量非畜，若進(jìn)一步利用變量編程刚肠，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亦弛，以免損傷機床和刀具冒晰，又能提高刀具的耐用度，以使工作效率達(dá)到最高竟块。

　　利用隨機量儀進(jìn)行機內(nèi)對刀壶运，以及在加工前對夾具、工件實施“找正”浪秘，或在加工后通過隨機檢測進(jìn)行溫度蒋情、刀具磨損的補償，凡此種種耸携，不但保證了零件的加工質(zhì)量棵癣，而且能有效地提高生產(chǎn)過程運行的質(zhì)量水平辕翰。

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