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随机检测提升加工中心的制造质量
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如何提升加工中心的制造质量意义是很大的。而数控机床、加工中心所具备的在线检测功能就是一种十分有效的手段,能有效地提高工件的制造质量。

随着轿车制造业的生产模式从大批量单一品种渐渐演变成中小批量多品种,加工中心在相关企业中的应用日趋增多,尤其是用于动力总成系中那些复杂零件的加工,如发动机中的缸体、缸盖,变速器中的壳体等。鉴于这些零件不但形状复杂、工艺要求高,一旦出现废品就会造成很大损失,因此,如何提升加工中心的制造质量意义是很大的。而随机检测功能的设置就是一种十分有效的手段。

随机量仪的基本组成及主要功能

1.系统的组成

量仪主要由接触式测头、信号接收器和输出电缆(或接口装置)组成,根据传送信号的性质,又分为红外线和无线电等两种。两者的差别在于后一种的信号传送能力更强,不但距离远,在受到物体阻挡的情况下也不受影响。图1给出了一种典型系统的工作过程:接触式测头的检测结果以红外信号方式发送到安装在加工中心内的接收器,接收器通过输出电缆(或经过接口装置)再将信号传送到机床控制系统。而测头作为红外信号发送器,可在360°范围内发送信号,图1中的接口装置可对信号数据进行处理后将其传送到加工中心的数控系统。但在多数情况下,检测程序还是由机床厂商按实际需求编制后,根据输入的信号实现相应的功能。

图1随机量仪的基本组成

2.主要功能

测头就象刀具一样,平时存放在加工中心的刀库中,依照不同的要求,在一道加工工序之前或之后调出,再按程序执行自动检测,从而实现某种功能。概括地说,通过随机检测主要可以达到以下目的:

·刀具状态的检测

有别于存放在机床刀库中的测头,此时是利用设置在机床工作台面上的测量装置(测头),对刀库中的刀具按事先设定的尺寸进行对刀测量,同时也能进行刀具破损或安装型号正确与否的识别。

在这种应用场合,检测信号是采用前述电缆传送方式输入接口装置,或直接与机床数控系统连接。对刀测量装置有接触式和非接触(光学)式两种,图2是接触式的一个示例。

图2随机量仪的对刀检测

·确定加工状态:工件找正、参数设定和补偿

所谓“找正”,是指为了保证工件的正确安装、定位而采取的相应措施。至于存在“不正”,则既有夹具方面的原因,也有工件自身因素的影响。无疑,加工状态的找正是确保工件加工质量的基础。另外,由于受到温度变化和刀具磨损等渐变因素的作用,加工状态的稳定性也会发生改变,影响到制成品的质量,故在必要时也需采取补偿措施。随机检测在期间也发挥了重要的作用。

·工件的自动检测

在一道工序完毕后,或对所有工序都已完成后的工件进行自动测量,即直接在机床上实施对制成品的检验,是随机检测的又一种功能。此时,相当于把一台坐标测量机移到了机床上,显然,这能大大减少脱机测量的辅助时间,降低质量成本。事实上,现今这种在机测量功能也确已十分强大,除了可进行各种几何元素的快速检测外,利用专门开发的软件还能完成脱机编程,通过在电脑中模拟,还可避免干涉、碰撞等现象的发生。

应用实例

加工中心多年前在国内机械制造业,包括汽车行业已有所应用,但装备随机检测系统则还是近十年来才出现的现象。由于能显著提高制造质量、工作效率和降低差错,在企业、特别是汽车发动机、变速器等工厂的应用日趋增多。以下一些来自生产实际的示例提供了充分的说明。

例1:温度补偿和刀具磨损补偿

10年前,某发动机厂正在验收一条柔性缸盖自动生产线,在对其中二台加工中心几项关键线性尺寸参数进行设备能力评定时,发现机器能力指数都能满足要求。但当执行过程能力评价时,即对延续二班或更长时间的抽检数据进行统计分析时,就出现分散性较大,过程能力指数Cp.Cpk值偏低的情况。经剖析可能引起的原因,确认是温度变化造成的,显然,不

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