在許多車間使用加工中傳感器來(lái)控制他們的加工質(zhì)量的同時(shí)，有許多制造商仍然非常謹(jǐn)慎，害怕這些系統(tǒng)會(huì)增加他們的循環(huán)時(shí)間。但是匕磅，Renishaw公司的專家說(shuō)這是很不符合實(shí)際情況的。根據(jù)該公司所說(shuō)陶啥，測(cè)量與切削在同一臺(tái)機(jī)床上進(jìn)行晃逞，可提供許多有競(jìng)爭(zhēng)力的優(yōu)越性。因而眉剿，在將來(lái)會(huì)成為工廠的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐痪猿。
        
        探測(cè)系統(tǒng)讓制造商可以在加工工序中自動(dòng)地監(jiān)控、校正和提供資料交掌，而不需操作者介入。在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中兑狱，探測(cè)系統(tǒng)通過(guò)閉環(huán)過(guò)程控制荧孽，自動(dòng)校正制造變量，諸如操作者的技巧衣屏、機(jī)床加工能力躏升、材料型式以及車間環(huán)境，將相對(duì)于機(jī)床坐標(biāo)系統(tǒng)測(cè)得的數(shù)據(jù)狼忱，反饋到它的控制器膨疏，用于加工程序中的補(bǔ)償。
        

用一個(gè)接觸式觸發(fā)傳感 器檢驗(yàn)一個(gè)汽缸體钻弄，在 自動(dòng)線上佃却，在工作循環(huán) 中自動(dòng)”收買”工件。

        Renishaw公司的地區(qū)銷售經(jīng)理Dan Skulan先生解釋說(shuō)窘俺，探測(cè)系統(tǒng)屬于兩個(gè)廣泛的范疇：零件調(diào)整安裝/檢驗(yàn)和刀具調(diào)整饲帅。調(diào)整檢驗(yàn)探頭是接觸式觸發(fā)傳感器，它安裝在機(jī)床的主軸或轉(zhuǎn)塔中瘤泪，用作好像機(jī)床的其它刀具一樣灶泵。另一方面，調(diào)刀探頭可以是非接觸式激光器或接觸式觸發(fā)傳感器对途，裝在機(jī)床工作臺(tái)上或機(jī)床操作區(qū)以外的托架上赦邻。
        
        閉環(huán)控制
        
        對(duì)于閉環(huán)控制，調(diào)整锉寿、檢查探頭轻樟，通過(guò)當(dāng)傳感器球接觸到零件表面測(cè)量參考點(diǎn)時(shí)產(chǎn)生的觸發(fā)器信號(hào)，在某些階段芍司，如精加工前監(jiān)控關(guān)鍵點(diǎn)的尺寸和位置馏旅。在CAD/CAM應(yīng)用中甜序，這些都有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
        
        當(dāng)機(jī)床接收到這個(gè)信號(hào)以后构眶，機(jī)床有一個(gè)依據(jù)軸位與編程位置相比較的數(shù)據(jù)點(diǎn)定位和定向的“快相”驹拢。然后，探測(cè)軟件或者在控制器中自動(dòng)更新刀具工件偏置記錄希金，以保持零件在公差范圍內(nèi)帕吆，或是發(fā)出警報(bào)，通知操作者零件超差爵林。
        
        “像這樣的過(guò)程控制觅霉，在航天航空行業(yè)中首先采用，”Skulan說(shuō)臣环“缶“例如，一個(gè)公司在一個(gè)鑄件上可能已經(jīng)投入4萬(wàn)美元和許多加工時(shí)間央渣。如果在任一方面工序超差计盒，不能再加工，都會(huì)前功盡棄芽丹，不用說(shuō)北启，這是很不合算的“蔚冢”
        

接觸式觸發(fā)探測(cè)器 調(diào)整一個(gè)鑄件以便加工咕村。

        Skulan說(shuō)，用加工中探測(cè)蚊俺，車間在第一刀切削零件時(shí)懈涛，例如超過(guò)0.003或0.004英寸。那么探頭捕獲零件的尺寸春叫，自動(dòng)重調(diào)偏置肩钠，保證精切可切除正好的材料，保證零件在公差范圍內(nèi)暂殖。
        
        Renishaw機(jī)床產(chǎn)品經(jīng)理Dave Bozich說(shuō)岂张，除了提供閉環(huán)控制以外，機(jī)床探測(cè)器在過(guò)程的幾乎每一個(gè)其它階段也能提高加工效率和精度：
        
        識(shí)別工件：對(duì)于自動(dòng)化的零件加工粤沥，探測(cè)器決定零件是否正確安裝础估，并且調(diào)用正確的NC程序。
        
        調(diào)整安裝：探測(cè)器用于定位零件并建立工件的坐標(biāo)系統(tǒng)索射，把調(diào)整安裝時(shí)間減少到只用幾秒鐘牙德，并消除了非生產(chǎn)的加工工序，提高了機(jī)床的生產(chǎn)率虎铅。調(diào)整安裝探測(cè)器也省掉了復(fù)雜和昂貴的定位夾具庭钢，這是一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)恋鞋。因?yàn)樘綔y(cè)器“找到”零件，夾具只需夾緊它讽钻。
        
        刀具調(diào)整：調(diào)刀探測(cè)器在機(jī)床運(yùn)行中赵须，自動(dòng)調(diào)整刀具長(zhǎng)度和直徑，并識(shí)別破損的刀具扎矾。調(diào)刀探測(cè)器是機(jī)床上檢驗(yàn)刀具幾何形狀和刀具情況的經(jīng)濟(jì)解決方案业嗅。
        
        最終檢驗(yàn)收買：用機(jī)床上探測(cè)器，讓車間能夠仍在夾具上就可“收買”一個(gè)零件唉侄，大大縮短了加工時(shí)間咒吐。它省掉了卸下零件、運(yùn)送零件到坐標(biāo)測(cè)量機(jī)属划，再夾緊恬叹，考慮熱效應(yīng)并在測(cè)量前再建立數(shù)據(jù)點(diǎn)的附加工序、時(shí)間和費(fèi)用同眯。
        
        首件檢驗(yàn)：用Renishaw的校正制件比較技術(shù) (Master Artifact-comparison Technology )妄呕，探測(cè)器能使首件檢驗(yàn)無(wú)接縫、自動(dòng)地進(jìn)行嗽测，驗(yàn)證零件已經(jīng)達(dá)到尺寸。探測(cè)省掉了手工檢驗(yàn)的滯后和損失主軸的時(shí)間肿孵，特別是當(dāng)操作者需要把零件拆下來(lái)檢驗(yàn)唠粥，然后再裝上進(jìn)行補(bǔ)償切削的情況。
        

在組成波音747機(jī)筒的型 材上停做，用探測(cè)系統(tǒng)測(cè)量成 型的鈑金件晤愧，以確定鉆削 裝配孔的最佳位置。

        準(zhǔn)確的接觸
        
        接觸式觸發(fā)探測(cè)器的結(jié)構(gòu)能經(jīng)得起困難的加工環(huán)境蛉腌。探測(cè)器由探針篇瀑、探測(cè)器體構(gòu)成，探測(cè)器體裝有觸發(fā)傳感電子組件瑟顶、探頭看剃、信號(hào)傳送技術(shù)和機(jī)床/控制器接口。探針包括用不銹鋼鹿腕、碳化鎢秋豌、陶瓷或碳纖維做成的一個(gè)軸和由硬金屬或特殊材料如紅寶石、鋯或氮化硅做成的一個(gè)接觸球(也可能采用非球形的其它形狀)裝到軸上悼锻。
        
        設(shè)計(jì)用于小型立式加工中心和高速機(jī)床的接觸式觸發(fā)探測(cè)器劲旗，有耐動(dòng)傳感器，它把機(jī)械和電傳感能力結(jié)合在一個(gè)機(jī)構(gòu)中透辜，而用于高精度和復(fù)雜零件的接觸式探測(cè)器用應(yīng)變傳感技術(shù)常孕。用一個(gè)硅應(yīng)變儀測(cè)量通過(guò)探針傳送的力网赤，而沒(méi)有像一個(gè)開關(guān)那樣的接觸點(diǎn)。這比觸點(diǎn)更精密逐会，因?yàn)樵谒蟹较虍a(chǎn)生相等的觸發(fā)力族延。
        
        傳送信號(hào)
        
        在接觸式探測(cè)器觸發(fā)一個(gè)信號(hào)以后，該信號(hào)即被傳送到接收器惜颇，通常用電線接到機(jī)床的控制器上皆刺。在實(shí)際應(yīng)用中，在接收器遠(yuǎn)離探測(cè)器而不能連接電線的情況下凌摄，從探測(cè)器傳送信號(hào)必須通過(guò)無(wú)線系統(tǒng)羡蛾。
        
        一個(gè)電感輸送的系統(tǒng)，可把傳感器測(cè)量值數(shù)字化锨亏。電感系統(tǒng)不需要電池痴怨，還能跨過(guò)帶有油、冷卻液器予、金屬切屑和其它污染物的環(huán)境下的微小氣隙輸送信號(hào)浪藻。電感系統(tǒng)需要它們傳輸組件的精密定位，使它們適合原設(shè)備制造廠的安裝乾翔。
        

石墨電極—用于用電火花 加工模具上的凹坑—在機(jī) 床上接收最終檢驗(yàn)的探測(cè)爱葵。

        另一個(gè)無(wú)線系統(tǒng)是任選的，或紅外線的反浓，它通過(guò)紅外線光束來(lái)傳輸觸發(fā)信號(hào)萌丈。電池供電的探測(cè)器可以360o傳送信號(hào)——大約20英尺以上的(短到中)范圍——這是免干擾的，包括反射信號(hào)峡哥。紅外線系統(tǒng)簡(jiǎn)單庭走，容易安裝在新機(jī)床上，也容易改裝舊機(jī)床而不用探測(cè)烙昼。
        
        對(duì)于大型機(jī)床和需要探測(cè)內(nèi)部特征的復(fù)雜幾何形狀的零件荸凸，無(wú)線電傳輸系統(tǒng)可以傳輸49英尺，可用于發(fā)送器與接收器間沒(méi)有直接視線的應(yīng)用泛红。雷尼紹的特殊無(wú)線電技術(shù)用自動(dòng)頻率反射一恃，信號(hào)繼續(xù)不斷地圍繞不同頻率移動(dòng)，尋找開啟頻率麻镶。這可以防止堵塞輸送和死點(diǎn)婶祥，保證數(shù)據(jù)完整性。
        
        照亮路程
        
        非接觸式激光傳感器在輸送器與接收器之間傳遞一個(gè)激光束闲挚。當(dāng)切削刀具與這光束相交時(shí)阴迹，它觸發(fā)信號(hào)。激光對(duì)刀器自動(dòng)檢查刀具的長(zhǎng)度年粟、直徑和刀具形狀俭疤，省掉了用塊規(guī)手動(dòng)調(diào)整和用千分尺試零件的尺寸送丰。另外，因?yàn)榈毒咴诨剞D(zhuǎn)中調(diào)整弛秋，所以沒(méi)有徑向跳動(dòng)或鑲刀片高度偏差器躏。
        
        根據(jù)Renishaw公司的介紹，用非接觸系統(tǒng)調(diào)整刀具長(zhǎng)度的常規(guī)方法只涉及操作者移動(dòng)刀具蟹略，在任何地方與光束相交登失，并執(zhí)行簡(jiǎn)單的G代碼。這樣就會(huì)自動(dòng)更新現(xiàn)行刀具的偏置挖炬。
        
        激光傳感器也可在循環(huán)中進(jìn)行快速“在飛行中”檢驗(yàn)破損的刀具揽浙。(雖然接觸式調(diào)刀器也能檢驗(yàn)破損刀具，但刀具必須拿到對(duì)刀儀上進(jìn)行接觸意敛。)觸發(fā)的信號(hào)或者標(biāo)識(shí)刀具損壞馅巷，因而操作者可以換刀；或者翻動(dòng)多余的刀具草姻，使加工能即刻繼續(xù)钓猬。因此，損壞一把刀具不再會(huì)造成車間廢棄一批零件撩独。
        

在這雙托盤的立式加工中 心上草悦，激光傳感器進(jìn)行快速 調(diào)刀，該傳感器的傳送器和 接收器安裝在工作區(qū)以外匠凤， 以便能在加工中檢查刀具滋样。

        校準(zhǔn)制件(Artifact)比較法
        
        校準(zhǔn)制件(Artifact)是一個(gè)用與被加工零件同樣的材料，用同樣的工序做成的枯悲，校對(duì)用的零件。該制件可能沒(méi)有成品的所有特征宣葡，但它肯定有關(guān)鍵測(cè)量點(diǎn)埂伺。
        
        Renishaw首先在實(shí)驗(yàn)室中的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上測(cè)量該制件，該坐標(biāo)測(cè)量機(jī)校準(zhǔn)到可遵循的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)椰墩，諸如美國(guó)NIST或英國(guó)國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室 (NPL)標(biāo)準(zhǔn)夭掸。
        
        該公司也檢驗(yàn)它的機(jī)床，保證它符合標(biāo)準(zhǔn)如ISO或ASME喊傻，兩者都要求球棒和激光校準(zhǔn)檢驗(yàn)呢烦。Skulan說(shuō)，很重要的是要注意到褂磕，這些標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)定機(jī)床必須滿足的精度闻蛀，它們不決定必須滿足的精度(它的加工能力)。
        
        然后您市，該公司把制件定位觉痛、夾緊役衡。主軸安裝的探測(cè)器，在加工循環(huán)中的各處薪棒，測(cè)量制件各部位的尺寸手蝎，用于與編程零件作比較，然后在加工零件時(shí)俐芯，補(bǔ)償差值棵介。
        
        制件比較法對(duì)于捕獲角度和瞬變熱誤差特別有效，這兩種誤差不能用激光補(bǔ)償吧史。根據(jù)該公司介紹邮辽，制造商可以把這技術(shù)用于幾乎任何加工中心，保持公差接近機(jī)床的重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)扣蜻，并補(bǔ)償熱效應(yīng)逆巍。制件比較法也能用于首件和末件的檢驗(yàn)。（完）

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