如何提升加工中心的制造質(zhì)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痊土，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墨林，加工中心在相關(guān)企業(yè)中的應(yīng)用日趨增多施戴，尤其是用于動力總成系中那些復(fù)雜零件的加工，如發(fā)動機中的缸體萌丈、缸蓋赞哗，變速器中的殼體等。鑒于這些零件不但形狀復(fù)雜庭走、工藝要求高蕴脯，一旦出現(xiàn)廢品就會造成很大損失，因此荸凸，如何提升加工中心的制造質(zhì)量意義是很大的曼沐。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一恃、信號接收器和輸出電纜(或接口裝置)組成搏贤，根據(jù)傳送信號的性質(zhì)，又分為紅外線和無線電等兩種桨檬。兩者的差別在于后一種的信號傳送能力更強匿胎，不但距離遠(yuǎn)，在受到物體阻擋的情況下也不受影響众凝。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)的接收器公垒，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)送器倍工，可在360°范圍內(nèi)發(fā)送信號队魏，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)情況下万搔，檢測程序還是由機床廠商按實際需求編制后胡桨，根據(jù)輸入的信號實現(xiàn)相應(yīng)的功能。

2.主要功能

測頭就象刀具一樣瞬雹，平時存放在加工中心的刀庫中昧谊，依照不同的要求刽虹，在一道加工工序之前或之后調(diào)出，再按程序執(zhí)行自動檢測揽浙，從而實現(xiàn)某種功能。概括地說意敛，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馅巷，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草姻，同時也能進行刀具破損或安裝型號正確與否的識別钓猬。

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撩独，或直接與機床數(shù)控系統(tǒng)連接草悦。對刀測量裝置有接觸式和非接觸(光學(xué))式兩種。

·確定加工狀態(tài)：工件找正匠凤、參數(shù)設(shè)定和補償

所謂找正蝠兽，是指為了保證工件的正確安裝、定位而采取的相應(yīng)措施厂跋。至于存在不正警综，則既有夾具方面的原因，也有工件自身因素的影響猫降。無疑呵寂，加工狀態(tài)的找正是確保工件加工質(zhì)量的基礎(chǔ)。另外淫沧，由于受到溫度變化和刀具磨損等漸變因素的作用豌魏，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)量院抛，故在必要時也需采取補償措施唉私。隨機檢測在期間也發(fā)揮了重要的作用。

·工件的自動檢測

在一道工序完畢后染突，或?qū)λ泄ば蚨家淹瓿珊蟮墓ぜM行自動測量匪傍，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觉痛。此時役衡，相當(dāng)于把一臺坐標(biāo)測量機移到了機床上，顯然薪棒，這能大大減少脫機測量的輔助時間手蝎，降低質(zhì)量成本。事實上俐芯，現(xiàn)今這種在機測量功能也確已十分強大棵介，除了可進行各種幾何元素的快速檢測外钉鸯，利用專門開發(fā)的軟件還能完成脫機編程，通過在電腦中模擬邮辽，還可避免干涉唠雕、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)吨述，包括汽車行業(yè)已有所應(yīng)用岩睁，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)量阅王、工作效率和降低差錯湖生，在企業(yè)、特別是汽車發(fā)動機培扳、變速器等工廠的應(yīng)用日趨增多澳敞。以下一些來自生產(chǎn)實際的示例提供了充分的說明。

10 年前硫薇，某發(fā)動機廠正在驗收一條柔性缸蓋自動生產(chǎn)線宴宠，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)都能滿足要求但治。但當(dāng)執(zhí)行過程能力評價時仲蔼，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)分散性較大玖膨，過程能力指數(shù)Cp.Cpk值偏低的情況些搅。經(jīng)剖析可能引起的原因，確認(rèn)是溫度變化造成的赛邢，顯然乏呐，不采取補償措施就難以消除由此引起的誤差。最后剥悟，通過給機床添加了隨機檢測功能灵寺，終于*解決了問題。方法是：在刀庫中配一觸發(fā)式測頭区岗，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的頻次(如1次/10件)略板，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慈缔。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)叮称，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藐鹤。

同樣地瓤檐，進行溫度補償或刀具磨損補償也可采用另一種方法。不久前娱节，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挠蛉，采取了將隨機量儀的測頭打在銑削完畢后的工件表面上祭示，按每10件1 次的間隔進行測量。若發(fā)現(xiàn)有較大偏差谴古，即根據(jù)設(shè)定的補償方式自動調(diào)整加工參量质涛。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)律性少镇，據(jù)此可確定相應(yīng)的補償方式胯炊。

加工中心擁有一個碩大的、稱為交換器的轉(zhuǎn)臺嫉簿，在其直徑方向安裝了兩個托盤抬而，其實是兩個用于裝夾工件的回轉(zhuǎn)工作臺最勤，可背向安裝兩個缸蓋罩殼封鹦。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坚矢，即當(dāng)一組工件處于加工工位被順序進行加工時晾游，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)精度很高翁纵，但前者在交換兩個工作臺位置時丽信，必須先由舉升機構(gòu)將整個轉(zhuǎn)臺抬起，然后轉(zhuǎn)動180°沐恨，再落入一依靠錐面匹配的定位裝置物忠。由于工作環(huán)境惡劣，難免會有冷卻液帶入的鋁屑狡忙、雜物等粘附在定位面上梳虽，由此會造成轉(zhuǎn)臺的微量偏斜，并傳遞到工作臺（托盤）和其上的夾具灾茁。從圖3可見窜觉，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北专。若不對這一項引起誤差的因素進行監(jiān)控禀挫，將不利于保證工件的質(zhì)量，為此拓颓，安排了隨機檢測的環(huán)節(jié)语婴，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(zhǔn)塊驶睦，當(dāng)工作臺置于機床的加工工位時腻格，在對工件實施切削加工前，動力頭先調(diào)出測頭啥繁，打在基準(zhǔn)塊的小平面上(見圖3所示)菜职，通過與預(yù)先的設(shè)定值相比較來判斷夾具的狀態(tài)摊矮，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行處理睬漩。

被加工工件是一種新穎汽車發(fā)動機上的大型鋁鑄件——鏈輪罩殼影偶，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漫诬。圖4中确羹，從左至右顯示了這些孔，其中第4個胀垃，也是最右側(cè)一個正所處在待測(相當(dāng)于加工)位置癣偶。為了確保孔的加工質(zhì)量据滑，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恃楔。但從圖中可見，四個孔呈輻射培晓、散布狀涡写，孔徑和中心高又相差很大。在這種情況下廓握，如果仍執(zhí)行一成不變的加工程序搅窿，那么即使是裝夾中的細(xì)微差別，或是鑄件自身的一些差異隙券，都會影響孔的制造質(zhì)量男应。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娱仔。方法是通過在圓周的上下沐飘、左右共打4點來精確地確定孔中心的坐標(biāo)位置，據(jù)此拟枚，再有針對性地執(zhí)行各個孔的加工薪铜，顯然，經(jīng)過工件找正之后恩溅，各孔的制造質(zhì)量就有了充分保證隔箍。此外，在找正的同時脚乡，還可以得到鑄孔的毛坯余量蜒滩，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奶稠，這樣就既能保證孔加工過程中切削力不會過大绍掂，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(dá)到识俄。

利用隨機量儀進行機內(nèi)對刀市缠，以及在加工前對夾具、工件實施找正纫蝗，或在加工后通過隨機檢測進行溫度羔辉、刀具磨損的補償，凡此種種仇韩，不但保證了零件的加工質(zhì)量睁衰，而且能有效地提高生產(chǎn)過程運行的質(zhì)量水平。

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