機床在(zai)線檢測(ce)爲模具(ju)制造業(ye)提供更(geng)好的工(gong)藝控制(zhi)😥
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2025-11-23 00:08
應變(bian)儀測頭(tou)正在檢(jian)測一個(ge)計算機(ji)鼠标的(de)注塑模(mo)。這種應(ying)變儀測(ce)試技術(shu)克服了(le)采用普(pu)通接觸(chu)-觸發式(shi)探針測(ce)量不均(jun)勻的缺(que)點,因爲(wei)幾何形(xing)狀複雜(za)的🧛🏽零件(jian)需👽要從(cong)各個方(fang)向接近(jin)。這💕種全(quan)方位測(ce)頭使華(hua)盛頓州(zhou)Redmond地區西(xi)部工🙂↔️業(ye)工具公(gong)司(Western Industrial Tooling)的加(jia)工精度(du)保持在(zai)+0.0000~-0.013 mm之間,其(qi)生🛀🏼産的(de)零件精(jing)度達到(dao)了客戶(hu)要求公(gong)差的25% 用(yong)于更快(kuai)速、更省(sheng)力、更靈(ling)活生産(chan)的驅動(dong)機構使(shi)工業重(zhong)點偏離(li)了傳統(tong)的👱🏼♂️後工(gong)藝質量(liang)管理。在(zai)大多數(shu)車間中(zhong),昂貴而(er)又💯不能(neng)創造價(jia)值的工(gong)作就是(shi)零👨🦰件的(de)檢驗。檢(jian)驗不合(he)格的零(ling)件既浪(lang)費時間(jian),又浪費(fei)财力和(he)人力。現(xian)在的注(zhu)意力不(bu)是集中(zhong)在後期(qi)的檢😺測(ce),而是轉(zhuan)移到前(qian)期的預(yu)防。其目(mu)的是爲(wei)了從一(yi)開始,就(jiu)按特别(bie)緊密的(de)配合公(gong)差和較(jiao)少的加(jia)工時間(jian)生産出(chu)全部的(de)合格産(chan)品。在這(zhe)一💞宗旨(zhi)下,機床(chuang)上開始(shi)應用各(ge)種各樣(yang)的🎅🏿實踐(jian)技術,以(yi)達㊙️到更(geng)好的工(gong)藝🏊🏿♀️控制(zhi)目的。自(zi)動化的(de)工藝檢(jian)測🏊🏾♀️可以(yi)使😸工藝(yi)過程和(he)零件處(chu)于控制(zhi)狀态,以(yi)盡量減(jian)少因操(cao)作員幹(gan)預而造(zao)成的停(ting)機時間(jian)。
工藝控(kong)制方面(mian)的這些(xie)改進對(dui)于模具(ju)制造業(ye)來說是(shi)十分關(guan)鍵的。絕(jue)大部分(fen)的模具(ju)加工具(ju)有一次(ci)成型的(de)特點👾,因(yin)爲較高(gao)的累👱🏼♂️計(ji)誤差值(zhi)會被轉(zhuan)移到複(fu)雜的鑄(zhu)型之中(zhong),這就要(yao)求我們(men)🤑必須一(yi)次就完(wan)成全部(bu)加工。同(tong)時,較短(duan)的交貨(huo)期和全(quan)球性的(de)競争也(ye)需要有(you)更快的(de)加工模(mo)具。爲了(le)盡量減(jian)少操作(zuo)工人等(deng)因素的(de)幹擾👼🏾,這(zhe)些工藝(yi)控制系(xi)👱🏼♂️統爲模(mo)具制造(zao)商增🧜🏼♀️加(jia)了一對(dui)⛹🏻♀️監控眼(yan)睛,有利(li)于在長(zhang)期加工(gong)和第二(er)道、第三(san)道工序(xu)中監控(kong)機床的(de)加工情(qing)況。
機床(chuang)的加工(gong)能力
爲(wei)了預防(fang)缺陷的(de)發生,企(qi)業必須(xu)具備編(bian)輯工藝(yi)文件的(de)👨🏻🏭能力✡️和(he)保證機(ji)床的工(gong)藝精度(du)的能力(li)。爲了達(da)到這一(yi)目的,則(ze)需要按(an)照國家(jia)承認和(he)接受的(de)标準,如(ru)按照ISO 230标(biao)準或ASME B5.54标(biao)準進行(hang)檢驗。這(zhe)兩種标(biao)準都要(yao)求使用(yong)球杆😁和(he)激光幹(gan)涉儀按(an)照所推(tui)薦的程(cheng)序檢測(ce)機床的(de)精度。采(cai)用這些(xie)标準的(de)目的并(bing)不是規(gui)定機床(chuang)必須滿(man)足某一(yi)精度,而(er)是要找(zhao)出機床(chuang)可以達(da)到什麽(me)樣的精(jing)度水平(ping)。零件🏊🏿♀️的(de)書面資(zi)料規定(ding)企業的(de)機床精(jing)度必須(xu)能生👨🏻🏭産(chan)合格的(de)零件,并(bing)在💫這一(yi)地方設(she)定精度(du)😮💨标杆。經(jing)測試可(ke)以讓您(nin)了解您(nin)的機床(chuang)能夠達(da)到多高(gao)的水平(ping)。隻要機(ji)床能夠(gou)達到那(na)個精度(du)标杆,就(jiu)具備了(le)工藝加(jia)工的😝能(neng)力。
現代(dai)的機床(chuang)都具備(bei)測試和(he)校準技(ji)術,而且(qie)也能夠(gou)提供這(zhe)種技術(shu),這樣車(che)間能夠(gou)保證機(ji)床的精(jing)度并且(qie)正常運(yun)行。越來(lai)越多的(de)工廠和(he)大型車(che)間擁有(you)自己的(de)激光幹(gan)涉儀和(he)電子設(she)備,而小(xiao)的工廠(chang)則可以(yi)通過各(ge)種渠道(dao),利用商(shang)業化方(fang)式,以具(ju)有競争(zheng)性的價(jia)格通過(guo)租賃的(de)方式獲(huo)得設備(bei)以及檢(jian)測服務(wu)。
實際上(shang),現在可(ke)以爲任(ren)何車間(jian)提供伸(shen)縮式球(qiu)杆檢測(ce)器,用于(yu)🏊🏾♀️機床的(de)快速檢(jian)測,隻要(yao)15min就可完(wan)成檢測(ce)任🧑🏻❤️🧑🏼務,以(yi)維護機(ji)床的加(jia)😵💫工精度(du)。采用球(qiu)杆檢測(ce)可以精(jing)确地評(ping)價機床(chuang)的幾何(he)🔞精度、正(zheng)💘圓度和(he)粘/滑誤(wu)差、侍服(fu)增益誤(wu)配、振動(dong)、齒🧛🏾♀️隙、重(zhong)複精度(du)和标尺(chi)的誤配(pei)。一^些球(qiu)杆軟件(jian)可以根(gen)據ISO 230-4和ASME B5.54和(he)B5.57标準提(ti)供✍🏻特定(ding)誤差的(de)診斷,然(ran)後提💁🏼♀️供(gong)一份普(pu)通的英(ying)語清單(dan),按照對(dui)機床🧑🏽❤️💋🧑🏻精(jing)度的整(zheng)體影響(xiang)順序,列(lie)出各種(zhong)誤差的(de)來源。這(zhe)可以使(shi)機床維(wei)修人員(yuan)👩🏽🐰👩🏿直接針(zhen)對有問(wen)題的地(di)方進行(hang)🙈處理。
階(jie)段性的(de)球杆測(ce)試跟得(de)上機床(chuang)的性能(neng)發展趨(qu)勢。預防(fang)性的🏃🏻♀️維(wei)護有利(li)于在機(ji)床偏離(li)工藝加(jia)工能力(li)前事先(xian)做出計(ji)劃。工業(ye)上一般(ban)趨向于(yu)按照需(xu)要,而不(bu)是按照(zhao)時間來(lai)校正機(ji)床。沒有(you)理由爲(wei)維護而(er)抽出一(yi)台正在(zai)從事生(sheng)産的完(wan)好機器(qi)來進行(hang)校正。當(dang)😁發現有(you)什麽不(bu)正常的(de)情況時(shi),還是讓(rang)♌️檢測球(qiu)杆和生(sheng)産的零(ling)件來确(que)定。檢測(ce)期間😁可(ke)以繼續(xu)生産。
機(ji)上探針(zhen)檢測
今(jin)天标準(zhun)機床所(suo)能達到(dao)的精度(du)和重複(fu)精度已(yi)經接近(jin)♌️過去隻(zhi)有CMM坐标(biao)測量機(ji)才能達(da)到的水(shui)平。這一(yi)功能👽可(ke)以使機(ji)床本身(shen)在關鍵(jian)的加工(gong)工藝階(jie)段,用🧎🏻♀️➡️探(tan)針對工(gong)件進行(hang)自動檢(jian)測。一💘旦(dan)機床安(an)裝了測(ce)量🧜🏼♀️儀器(qi),測量探(tan)針就變(bian)成了操(cao)作員的(de)CNC測量計(ji)。檢測程(cheng)序可作(zuo)爲加工(gong)工藝中(zhong)的一部(bu)分進行(hang)編程,并(bing)在各個(ge)點上自(zi)動💫運行(hang),檢測尺(chi)寸和🧑🏾🎄位(wei)置以及(ji)提供必(bi)要的補(bu)償。這樣(yang)可免除(chu)操作人(ren)員使用(yong)🥑️千分表(biao)和塞規(gui)ˇ進行測(ce)量,并消(xiao)除人🙂↕️爲(wei)因素造(zao)成控制(zhi)系統中(zhong)卡具、零(ling)件和刀(dao)具偏置(zhi)所引起(qi)的誤差(cha)。機上檢(jian)測已成(cheng)爲工藝(yi)的一個(ge)部分,這(zhe)是一個(ge)經過改(gai)進的強(qiang)大的工(gong)藝工具(ju),可在最(zui)短的生(sheng)産時間(jian)内,第一(yi)次就制(zhi)造出合(he)格的零(ling)件。
可用(yong)于自動(dong)地确定(ding)零件的(de)位置,然(ran)後建立(li)起一個(ge)🤶🏾工作坐(zuo)标系統(tong),機上檢(jian)測可削(xue)減設置(zhi)時間,提(ti)高主軸(zhou)的利用(yong)率,降低(di)卡具的(de)成本和(he)消除非(fei)生産加(jia)工🛀🏼通行(hang)時間。在(zai)複雜的(de)零件加(jia)工方面(mian),原先需(xu)要45min時間(jian)~調試卡(ka)具,現應(ying)用檢測(ce)裝置隻(zhi)需45s并且(qie)全部由(you)CNC自動操(cao)作完成(cheng)。在🔞開始(shi)加工鑄(zhu)件或鍛(duan)件時,檢(jian)測裝置(zhi)能确定(ding)工件的(de)✋形狀,可(ke)避免因(yin)空切而(er)浪費時(shi)間🏃🏻♀️,并可(ke)幫助确(que)定最佳(jia)的😘刀具(ju)切入角(jiao)度。工藝(yi)過程中(zhong)的控制(zhi)是利用(yong)檢測裝(zhuang)置對切(qie)削過程(cheng)中的🔞機(ji)床特性(xing)、尺寸和(he)位置進(jin)行監控(kong),同👱🏼♂️時驗(yan)證每一(yi)加工工(gong)序各種(zhong)特點之(zhi)間的精(jing)确尺寸(cun)關系,以(yi)避免發(fa)生問題(ti)。可以對(dui)測頭編(bian)程,并按(an)程序檢(jian)測👀各階(jie)段的實(shi)際加工(gong)結😗果,然(ran)後自動(dong)實現刀(dao)具補償(chang),特别是(shi)在粗加(jia)工或半(ban)ˇ精加工(gong)以💘後。
參(can)考檢測(ce)是将零(ling)件特點(dian)與一個(ge)尺寸樣(yang)闆或已(yi)知位置(zhi)和尺寸(cun)的基準(zhun)表面進(jin)行比較(jiao),它能使(shi)CNC确定定(ding)✡️位差距(ju),然後産(chan)🙂↕️生一個(ge)偏移量(liang)來補償(chang)這一差(cha)距。在進(jin)行關鍵(jian)加工前(qian),通過對(dui)仿造樣(yang)闆的檢(jian)測,CNC就能(neng)夠針對(dui)樣闆已(yi)知的尺(chi)🏊🏾♀️寸檢查(cha)其自身(shen)的定位(wei),然後對(dui)偏移量(liang)進行編(bian)程。如果(guo)尺寸樣(yang)闆安裝(zhuang)😗在機床(chuang)上并暴(bao)露于同(tong)樣的環(huan)境條件(jian)下,那👺麽(me)可使用(yong)參考檢(jian)測監控(kong)和補償(chang)熱膨脹(zhang)系數。其(qi)所産生(sheng)的結果(guo)是一個(ge)閉路循(xun)環過程(cheng),不會受(shou)到操作(zuo)員影響(xiang)🙆🏿。
每台機(ji)床在其(qi)運動過(guo)程中以(yi)及在其(qi)結構中(zhong)都存在(zai)許多自(zi)身固有(you)的小誤(wu)差,因此(ci),在CNC的編(bian)程位置(zhi)與刀尖(jian)真實位(wei)置之間(jian)總是🙂↔️存(cun)在着一(yi)點微小(xiao)的差距(ju)😘,即使在(zai)😌兩者之(zhi)間經過(guo)🛌🏻激光補(bu)償調節(jie)至相當(dang)一緻以(yi)後。可編(bian)程人造(zao)樣闆檢(jian)測是進(jin)一步補(bu)償機床(chuang)其餘誤(wu)差的好(hao)方法。它(ta)可爲工(gong)藝控制(zhi)提供反(fan)饋,能夠(gou)使定位(wei)精度接(jie)💑🏾近機床(chuang)重複精(jing)💌度的規(gui)範要求(qiu)。這種🧑🏾🎄閉(bi)路工藝(yi)😘控制可(ke)以使加(jia)♌️工中心(xin)的加工(gong)精度達(da)到🏃🏿♀️➡️镗銑(xi)床和其(qi)他精密(mi)👌機床的(de)加工水(shui)平。
許多(duo)探針檢(jian)測操作(zuo)通過使(shi)用内存(cun)駐留宏(hong)指令程(cheng)序完🏃🏿♀️➡️成(cheng)。工🥑️作坐(zuo)标的更(geng)新、刀具(ju)幾何形(xing)狀的改(gai)變以及(ji)零件的(de)測量等(deng),由CNC在成(cheng)🤶🏾功完成(cheng)探針檢(jian)測周期(qi)後自動(dong)确定。這(zhe)就🤑能消(xiao)除🛌🏻由錯(cuo)誤👱🏼♂️信息(xi)鏈接或(huo)錯誤計(ji)💌算所造(zao)成的嚴(yan)重誤差(cha)。用于加(jia)工以後(hou)的♌️零件(jian)檢驗,通(tong)過探針(zhen)檢測可(ke)以減少(shao)脫機檢(jian)驗的長(zhang)度和複(fu)雜性,在(zai)某些情(qing)況下甚(shen)至可以(yi)将其全(quan)部消除(chu)。由于大(da)型昂貴(gui)的工件(jian)移動起(qi)來非常(chang)困難,而(er)且又很(hen)費時間(jian),所以機(ji)上檢驗(yan)特💕别有(you)利于大(da)型昂貴(gui)的工件(jian)。
在這裏(li)還可以(yi)采用兩(liang)種方法(fa)來完成(cheng)參考檢(jian)測,即采(cai)用機床(chuang)🧑🏻❤️🧑🏼相關性(xing)檢測法(fa),将機上(shang)測量的(de)數據與(yu)以前的(de)💑🏾CMM測量機(ji)數據進(jin)行比較(jiao);或采用(yong)仿造樣(yang)闆檢測(ce)法,将機(ji)上數據(ju)與已知(zhi)尺寸的(de)🎅🏿可追溯(su)😸性仿造(zao)樣闆進(jin)行比較(jiao)。在進行(hang)這㊙️一比(bi)較時,CNC能(neng)夠确定(ding)機床是(shi)否已真(zhen)正達到(dao)規定的(de)加工公(gong)差。根據(ju)這🏃🏻♀️些結(jie)果,就能(neng)做出明(ming)智的決(jue)定,對仍(reng)然留在(zai)👽機床上(shang)的工件(jian)采取正(zheng)确的處(chu)理方法(fa)。
非接觸(chu)式激光(guang)對刀
激(ji)光對刀(dao)儀爲驗(yan)證刀具(ju)的尺寸(cun)提供了(le)一個快(kuai)速的自(zi)動化👺方(fang)法,特别(bie)在模具(ju)制造中(zhong),對檢驗(yan)長期加(jia)工後的(de)刀⛹🏻♂️具磨(mo)損,起着(zhe)關鍵的(de)作用。激(ji)光對刀(dao)儀是高(gao)速、高精(jing)度調刀(dao)和檢測(ce)刀具斷(duan)裂的🧜🏼♂️有(you)效方法(fa),具👽有良(liang)好的成(cheng)本效益(yi),在工作(zuo)狀态下(xia),當刀具(ju)通過激(ji)光束分(fen)度或以(yi)正常的(de)速度旋(xuan)轉時,它(ta)能迅速(su)地測量(liang)其長度(du)和直👩🏼❤️👨🏾徑(jing)。随主軸(zhou)速度工(gong)作的激(ji)光檢測(ce)可🛀🏼鑒别(bie)因主軸(zhou)、刀具和(he)刀座夾(jia)持不協(xie)💯調和徑(jing)向振動(dong)而引起(qi)的誤差(cha),這一😍功(gong)能是采(cai)用靜态(tai)🙆🏿對刀系(xi)統是無(wu)法實現(xian)的。有些(xie)NC數控🛌🏻對(dui)刀儀可(ke)以在最(zui)高橫向(xiang)行程時(shi)檢測斷(duan)裂的🧑🏾🎄刀(dao)具,以進(jin)一步使(shi)非切削(xue)時間降(jiang)低到最(zui)低限度(du)。
當刀具(ju)通過激(ji)光束運(yun)動時,系(xi)統電子(zi)裝置就(jiu)會檢🧑🏾🎄測(ce)到👯🏾♂️激光(guang)束的中(zhong)斷,同時(shi)向控制(zhi)器發出(chu)一個輸(shu)出信号(hao)^。NC數控系(xi)統😍可以(yi)🙂↕️在激光(guang)束的任(ren)何地方(fang)精确地(di)測量最(zui)小直徑(jing)爲0.2 mm的刀(dao)具。當激(ji)光束超(chao)過50%阈值(zhi)而被所(suo)檢測的(de)刀具阻(zu)斷時,就(jiu)會觸發(fa)系統。非(fei)接觸式(shi)對🙆🏿刀系(xi)統采用(yong)😥的是在(zai)加工條(tiao)件下可(ke)靠的紅(hong)色可見(jian)光二極(ji)管激光(guang)器。
先進(jin)的電子(zi)元件和(he)簡化的(de)設計使(shi)非接觸(chu)式對刀(dao)替代了(le)接👼🏾觸式(shi)系統。由(you)于沒有(you)任何運(yun)動部件(jian),實際上(shang)可以使(shi)NC數控系(xi)統免于(yu)維護。這(zhe)種設計(ji)不存在(zai)接觸式(shi)系統所(suo)需的框(kuang)架和執(zhi)行機構(gou)。有些NC數(shu)控激光(guang)👽對刀儀(yi)帶有保(bao)護系統(tong),安裝在(zai)一個結(jie)實的不(bu)鏽鋼裝(zhuang)置内,内(nei)部充有(you)不間斷(duan)的壓縮(suo)空氣,即(ji)使在測(ce)量的過(guo)程中,也(ye)可😸防止(zhi)污染物(wu)質、切屑(xie)、石墨和(he)冷卻液(ye)的侵入(ru)。這些系(xi)統幾乎(hu)還✍🏻可以(yi)安裝在(zai)各種尺(chi)寸和各(ge)種外形(xing)的機床(chuang)上🤑,而對(dui)機床的(de)工作不(bu)會造成(cheng)任何影(ying)響。
提高(gao)工藝水(shui)平的強(qiang)大工具(ju)等這些(xie)技術的(de)成熟應(ying)✡️用以✡️及(ji)可支配(pei)性對于(yu)提高模(mo)具加工(gong)的自動(dong)化水平(ping)并👧🏾實現(xian)更好的(de)工藝控(kong)制有很(hen)大好處(chu)。它們能(neng)夠使模(mo)具…制造(zao)商以更(geng)高的幾(ji)何精度(du)和尺寸(cun)精度更(geng)快地生(sheng)産模具(ju),幾乎不(bu)需要操(cao)作員參(can)與、返工(gong)或手🧑🏽❤️💋🧑🏻工(gong)精加工(gong)作業。