在机床上检测加工精度

在实现准时、高质量和低成本生产方面，触发式测头可比只是找正工件提供更多的支持，就是说，在机床上直接检验已加工工件的几何精度同样具有重要价值。因为，通过这种直接的精度检验，可以很快地检测出编程的错误和刀具的缺陷，以及加工过程的不良后果。但是，这样的检测方式常常未被采用，原因是人们觉得编制程序太复杂，或者对机床的精度缺乏信赖。然而，机床的基本精度是加工精密零件的重要前提条件。因此，应该采用例如激光干涉仪等仪器，定期地对机床的几何参数进行（复核）检验，对于这种措施，Renishaw（www.renishaw.de）公司推荐采用激光干涉仪系统——ML10 Gold Standard，另外，还应定期采用QC10圆形测量仪进行检验。这样，通过随后在机床上所进行的测量，还同时为过程的调控创造了条件。 而在三坐标测量仪上的测量只是表明已加工的工件是否符合要求，不可能用来分辨机床、刀具和工艺过程之间所产生的影响。如果测出了工件的加工偏差，也难以得出造成偏差的实际原因，因此，从这种测量的结果中是不能可靠地得出合适的或必要的修正措施的。 对机床的测量任务 对于机床方面的测量任务，基本上可以有4种典型的用户要求： （1）仅仅是对工件进行找正或刀具的测量； （2）根据图纸进行的一些附带测量任务，测量循环集成在程序流程中，根据测量结果对加工进行控制，简单输出测量结果； （3）所有测量任务直接完整的集成在加工程序中，根据测量结果对加工进行控制，根据CAD数据编制程序，通过图形仿真进行碰撞检验，以表格方式输出测量结果； （4）加工后对工件的几何精度进行检验，根据CAD数据进行编程，通过图形仿真进行碰撞检验，对测量值进行统计、分析和处理，以表格方式及图形方式表示和分析结果。 为此，Renishaw公司的测量技术专家提供了几种针对不同要求而设计的程序包，如果用户只是想找正工件和测量刀具，那么，应采用已广泛流行的针对控制的循环测量程序包。利用这个程序包，对工件的找正和刀具的测量可以很简单方便地进行编程。 用控制精度替代只是检验精度 在Renishaw公司，通过软件族——Productivity可以不依赖于所采用的机床控制系统，而在图形交互的支持下，十分简单地编制铣床的所有测量程序，在编制程序时，通过Active Editor以及 Active Editor Pro连同附加的CAD数据的输入，用来将所有的工件测量程序和刀具测量程序纳入到加工程序中。由此，这些程序可以通过测量结果的直接反馈来实现过程的调节。这不仅可以修正机床的坐标系统和刀具的数据，而且根据这些数据，在某种程度上还可以自动地实现逻辑的抉择，不需要对针对控制所需的指令进行识别。按此方式，这种简单的和层次分明的规则结构，也使得用户能够不使用一些特殊的NC指令，不必拥有程序结构方面的详细知识。为此，操作界面提供了合适的预定值并检查是否实现了所有绝对必要的输入。只有通过后置处理器的运行，才产生出程序以及针对所选控制的指令。因而，当机床加工计划突然变换时，可以精确地像反向转换那样调整各个参数。借助于CAD输入Active Editor Pro版本不仅可以进一步简化编程，而且还可以完整地表示测量运动，及包括碰撞检验在内的测量仿真。这种仿真还考虑到夹紧工具。 测定和记录精度 在加工后，为了直接在机床上检验样件，检验复杂的或大型的工件，Renishaw公司与英国Delcam（www.delcam.de）公司的CAD/CAM专家进行合作开发了Renishaw OMV软件。通过点击输入的CAD工件模型的特征和表面，OMV软件便可以产生所需的测量程序，如Active Editor提供适合于实际使用的预定值，并 在输入时进行可信性测试。 在数据输入后，程序显示出一个测量程序的图形仿真，这无疑是增加了用户对测量过程正确性的信赖。利用一个在所有测量方向上高度精确的基于电阻应变片的主轴——触发式测头，例如利用新的结构紧凑的OMP400，或通过已经验证的MP700触发式测头，对表面上的点进行测量，然后测量仪将数据传输给PC。 数据的分析处理是通过专门的测量计算方法来完成的，这种计算法与三坐标测量仪的测量计算方法是相似的，因此，也可用来测量复杂的自由曲面。为此，触发式测头MP700和OMP400不仅需要在所有的矢量方向上进行校正，并且接马上便可以在所有的矢量方向上进行测量。这样，也非常显著地改善了循环时间，因为，每个工件必须要有少量的测量点。 根据CAD模型，Renishaw公司的OMV软件不仅指示出所测的偏差，而且还用彩色点来表示出这种偏差值。这些点产生一个能够快速判断工件精度的彩色图，这就提供了进行统计分析处理的众多可能性和测量结果的图形表示。一组测量点可以适应CAD模型（最优满足功能），以便在工件找正和基准点选择时避免产生误差。所以，工件在从机床上取下之前，其误差是可以进行识别和进行修正的。在各种不同加工状态下的工件，检验其尺寸精度的可能性，不仅节省时间，并且也增加了对加工的信赖。