在机测量—现代工业生产理念

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随着汽车制造业的生产模式从大批量和单一品种渐渐演变成中小批量和多品种，数控机床和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统中那些复杂零部件的加工，如发动机中的缸体和缸盖、变速器中的壳体以及制动盘和制动鼓等。鉴于这些零部件形状复杂和工艺要求高，一旦出现废品就会造成很大损失，因此如何提升数控机床和加工中心制造质量意义很大。而在机检测功能的设置就是一种十分有效的手段，实践证明，能显著地提高工件的制造质
量。

下面着重介绍在机测量系统的主要功能。
实施在机测量的随机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两种。相比之下，后一种信号传送能力更强些，不但传送距离远，而且在有物体阻挡的情况下也不受
影响。但实际上，在企业中用得更多的还是前一种。其工作过程为接触式测头的检测结果以红外信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，接口装置在对信号数据进行处理后将其传送到数控机床和加工中心的控制系统。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。在多数情况下，测头就像刀具一样，平时存放在数控机床和加工中心的刀具库中，然后依照不同的要求，在一道加工工序之前或之后调出，再按规定的程序执行自动检测，从而实现某种功能。概括地说，通过在机测量主要可以达到以下3个目的。
（1）刀具状态的检测
有别于实现在机检测的其他功能时的测头存放在机床刀具库中，此时测量装置（测头）一般是设置在机床的某一固定位置。对刀测量装置有接触式和非接触（光学）式两种，图1是常用的接触式测头的两个示例。对于加工中心来讲，测量装
置均安装在工作台面上，如图1a和 图1b所示。从图1可见，刀库中的某把刀具按事先设置的程序及设定的尺寸进行接触对刀测量，据此评价刀具的状态。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，检测信号是采用电缆传送方式输入接口装置，或直接与机床数控系统连接。图1c是对刀测量在数控车床上的应用，此时测量装置（测头）安装在一个固定于车床床头箱上的可卸式测量手臂的前端，也是通过接触式测头进行对刀测量的。

（2）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和定位而采取的相应措施。出现或存在“不正”的现象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，找正后也需要采取相应的补偿措施。数控机床和加工中心所具备的检测功能在这一过程中发挥了重要的作用。

（3）工件的自动检测
在一道工序完毕后，或在所有的工序都已完成后，利用在线量仪对工件进行自动检测，即直接在机
床上实施对制成品的检验，是在机检测的又一功能。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，降低生产成本。事实上，现今这种在机测量功能已十分强大，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，通过在计算机中模拟，还可避免干涉和碰撞等现象的发生。图2为设置在数控车床上在机测量仪自动检测加工结束后工件的情况。

昆山-三坐标--海