基于數(shù)控機床的輔助在線檢測裝置

黃云飛 高峰

摘要：本文講述基于企業(yè)常見的數(shù)控機床，利用CNC數(shù)控系統(tǒng)的軸向定位功能與模塊化在線檢測裝置的融合，可快速實現(xiàn)工件找正、序中測量及在線補償?shù)姆椒ā?/p>

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床;軸向定位功能;在線檢測裝置

0? 引言

隨著“中國制造2025”的提出，我國加快推進以智能制造為核心的工業(yè)4.0戰(zhàn)略，把發(fā)展智能制造作為主攻方向。而數(shù)控加工作為智能制造的重要組成部分，是工業(yè)現(xiàn)代化由大到強轉(zhuǎn)變的基石。因此，零件加工精度的要求也隨之越來越高，數(shù)控機床在企業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。但與此同時，與數(shù)控機床相配套的在線檢測模塊由于價格昂貴未能搭載于普通的經(jīng)濟型數(shù)控機床之上。對高端數(shù)控設(shè)備檢測功能原理深入剖析，通過軟件的設(shè)計和工藝改進之后，多功能在線檢測裝置彌補了經(jīng)濟型數(shù)控機床所缺乏的一些檢測功能，實現(xiàn)了對加工質(zhì)量的有效控制，減少了產(chǎn)品的調(diào)試周期與報廢率，大大提高了生產(chǎn)效率，也成為企業(yè)競爭的重要砝碼之一。多功能在線檢測裝置如圖1所示。

1? 設(shè)計原理

數(shù)控機床加工多功能檢測裝置的基本設(shè)計原理是運用CAD/CAM旋轉(zhuǎn)功能：物體繞軸線作回轉(zhuǎn)運動進行設(shè)計。將兩件常見的工量具組合在一起，從而實現(xiàn)更多新的功能。如圖1所示，上端為自制螺釘，用彈簧夾頭將螺釘固定在刀柄中;中間部分為連接塊，連接塊為L型或回字型結(jié)構(gòu)，上下各有排孔，上下孔之間應(yīng)有相應(yīng)的同軸度要求。上半部分孔的大小為？覫12mm，將自制的螺釘與孔進行配合，并用螺帽將連接塊固定在刀柄上。下半部分孔的大小為？覫8mm，杠桿千分表與連接塊進行配合，通過彈性槽用內(nèi)六角螺釘進行鎖緊。利用杠桿千分表的旋轉(zhuǎn)和上下移動來實現(xiàn)關(guān)鍵的找正以及距離的測定。

2? 應(yīng)用實踐

多功能檢測裝置結(jié)構(gòu)簡單、制作周期短、成本低，在企業(yè)生產(chǎn)、學(xué)校金工實訓(xùn)等方面得到了廣泛推廣，而且該裝置根據(jù)零件不同尺寸需求可制作一系列標(biāo)準(zhǔn)化模塊，以備應(yīng)急之需。在CNC數(shù)控加工中，數(shù)控機床搭載多功能檢測裝置模塊，具體可以實現(xiàn)以下幾個功能：

2.1 定中心? 在尋找精密鑄件或半精加工零件的坐標(biāo)數(shù)值時，特別是在二次裝夾需要精確設(shè)置坐標(biāo)原點時，運用千分表或杠桿千分表對具有外圓柱和內(nèi)圓柱類輪廓的零件進行找正，找正精度高于普通的各類尋邊器。如圖2所示。

2.2 基于數(shù)控準(zhǔn)停裝置實現(xiàn)的功能? 在具有數(shù)控準(zhǔn)停功能的機床上，固定主軸角度后手動調(diào)整杠桿表與零件接觸表面的位置，可以校水平、測臺階和深度尺寸。非軸向斜面寬度尺寸精度測量時，它依附于機床自身的精度和功能，通過程序測量數(shù)據(jù)并反饋至表盤。如圖3所示。

2.3 檢測陣列孔的一致性? 加工過程中，由于刀具磨損、零件變形等因素對產(chǎn)品的加工精度存在不確定性。用基準(zhǔn)孔的尺寸作為標(biāo)準(zhǔn)衡量其他孔的精度，此裝置可在線檢測并及時補正誤差。如圖4所示。

2.4 檢測銷孔中心距誤差? 數(shù)控機床加工銷孔中心距時靠機床自身定位精度來保證，加工完成送質(zhì)檢部門后才能知道誤差，但是基準(zhǔn)孔無法二次裝夾加工，需要更換零件從頭開始，大大拖延了加工效率。此裝置可在序中測量反饋加工信息，并及時補正誤差。如圖5所示。

3? 總結(jié)

簡而言之，此類裝置就是幫助經(jīng)濟型機床實現(xiàn)機內(nèi)手動測量技術(shù)。可憑借員工自身專業(yè)素養(yǎng)和現(xiàn)有設(shè)備進行加工制造，通過軟件設(shè)計、編程、加工、調(diào)試等流程對輔助裝置進行加工，并安裝在經(jīng)濟型機床上進行精密檢測，達到預(yù)期效果。在確保機床定位精度的情況下，此裝置可以任意安裝且不會產(chǎn)生誤差。

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