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机床在线检测技术

时间:2006/6/17 15:47:00

众所周知,产品检测已经成了制造过程中不可或缺的组成部分。没有该过程,没有任何人敢为自己设计或加工出来的产品及零件的合格性、完整性和精确性打包票。所以这个检测过程,或者我们称之为“制造中之必须”,已经逐渐变成不只是一个要求而是成为了一个市场。
 
越来越多的设备供应商、软硬件提供者等关注着这个市场、加强对这个市场投入、推出更好的和更全面的解决方案。Delcam公司也不例外,自1998年Delcam公司推出的PowerINSPECT检测系统,经过多年来的不断更新、不断地吸收和消化客户的需求并转化成适用的功能、不断地同行业伙伴的合作,使其,我们称之为“机械制造行业标准检测平台”,已经成为检测软件解决方案中之翘楚。
        
        在当前竞争激烈的市场中,一个产品的研发制造周期中的每一分钟有可能为公司带来巨大的利益,也会使一家公司破产,这一点绝对不是骇人听闻!至少,制造过程的缩短会给你带来更大的竞争力。虽然检测是制造过程中之必要过程,但是毕竟“占用”了整体制造过程时间的一部分,因此,如何提高检测的效率、想方设法缩短检测的时间周期越来越成为关注的焦点。

我们先来从传统的检测过程谈起:
        
        首先,一个产品的成品检验一般是放在诸如三座标测量机(CMM)等设备上进行的,但是如果最终测量的结果不令人满意,该怎么办?
        
        其次,在加工过程中,很难做出阶段性返工的决定,因为零件装夹在机床上,加工过程中每个工序和工步,尤其在数控机床上从粗加工到半精加工再到精加工,是连贯且无中间检测过程的。一旦加工完成后再发现,加工出的是一个废品,那么材料、金钱和时间的消耗,是无法再挽回的。
        
        另一方面,即使有常规的手工检测,其结果很大程度上取决于测量者的熟练水平,而对于具有复杂型面零件或模具的手工测量,由于手工测量采点数极少,根本无法反映被测零件的状态,随之带来的问题是检测工作量和所耗费时间的增加,实际上这种测量是无法完成的。
        
        根据这种检测要求,Delcam公司在PowerINSPECT软件上推出了其“在机检测(OMV - On Machine Verification)”模块,从根本上解决了这个问题。
        
        OMV是一种在数控加工机床上使用的、用于自动化测量自由曲面和几何体的离线编程软件系统。它能够使工作者在加工过程中,当零件没有被从数控机床上卸下之前,做出制造过程中是否继续、是否返工等的“英明”决定!
        
        OMV到底可以给用户带来哪些好处?首先通过以上两种使用OMV或不使用OMV的状态,我们可以看出,其最大的亮点就是能够提高加工过程的生产力和效率。试想一下,不再需要手工测量而改成数控自动测量,时间上可以节省了;在加工过程中就知道了下一道工步是否需要执行还是返工,而不必在最终测量时再发现错误而无法纠正,生产力提高了。
        
        另外,使用OMV还可以降低装夹具的成本、最大化地节约投资,并且在你将该加工完毕的零件交付最终检测时,具有着充分的信心。在机检测能够监控加工过程中每个阶段的零件质量。以一个较低的成本,尽可能及时地检测出现的误差,并更快地修正。
        


        例如,它能够检测出零件经过粗加工后留下毛刺的准确数字,避免直到全部加工工序结束后才发现这些误差的情况出现。
        
        同样地,它还能够检测出任何误差所造成的损坏程度,例如可准确评估刀具磨损量,并且立即做出判断零件是否能在公差范围内继续加工,或者做报废处理。
        
        机床在线检测对于目前不具有检测能力的制造业企业来说是最有益处的。现在大多数先进的加工机床为了协助零件的装配,或原配有检测器,或具有改进的检测能力。采用PowerINSPECT的OMV版,同样的机床现在仅需要很少的额外成本就能完成整个检测工作。它可在脱机的状态下编制所有检测次序的程序,尽可能不中断加工过程,保证加工的连续性。在机检测系统通过在加工的每一个阶段监测被加工零件的质量,从而节省了大量的加工时间。在机检测能够尽早地发现加工中出现的任何误差,并尽快地将其修正,而且是以一个低成本实现的。
        
        例如,它能够检测出每一道工序加工之后所留下的实际余量,比起等到所有的加工工序结束后才能发现所造成的误差,这项功能具备很明显的优势。
        让我们来看一下OMV在加工制造过程中的表现吧!
        
        图1是没有OMV的传统制造过程。当被加工零件通过CAD模型交付给CAM系统数控编程后,就开始加工。一旦加工完成,零件被移至三座标测量机上,根据原始的CAD数据进行最终的检测。如果测量合格,证明加工完成。如果测量不合格且没有在机检测,当零件加工完毕后在CMM上检测出存在误差,则必须重新将零件搬回机床,在进行修改加工前,必须重新装夹定位工件,这个过程对任何零件来说都是费时费力的工作,尤其是对大型、重型零件,例如车身板的冲压模具。此外,重新装夹定位过程中如果存在任何错误,都会在工件上产生一些新的误差,这样又会导致再次进行产品的检测和再加工过程。“麻烦、效率低下、耗时耗费”,这就是结论!
        
        如果使用了OMV系统,如图2所示。在加工过程中,PowerINSPECT OMV检测软件不断地根据需要,随时中断加工过程进行测量并监控被加工零件的状态,加工过程中的错误会被及时发现并给与解决。实现数控机床在线检测,对于那些客户要求必须提供独立产品检测报告的的生产厂家,也是十分有益的。通过直接在数控机床上进行检测,能及时发现并修改误差,避免直到产品提交给检测者后才发现误差的情况出现。这样就保证了零件加工合格。通过三座标测量机的最终检测,一次性地交付给客户。
        
        相关链接:推动现代制造业发展的动力之一
        
        CAD计算机辅助设计,早期仅解决手工绘图的繁琐劳动,迄今巳发展成先进制造业必不可少的开发工具。不断变革的CAD技术,使二维计算机绘图变成三维图像显示;从曲面造型到实体造型;从参数化发展成变量化技术。当今的CAD,它可以通过网络与用户一起协同设计,并与CAM、CAPP等联同一起发展。
        
        CAM计算机辅助制造,通常情况下它从CAD系统获取产品的几何信息后,尚需根据加工零件的对象、约束条件、加工参数等数据建模,生成刀具加工运动轨迹,并以数控代码反馈给机床。
        
        当今比较成熟的CAM系统主要有两种型式实现系统集成,一种是一体化的CAD/CAM系统,另一种是相对独立的CAM系统,然而无论哪种系统,都是由交互工艺参数输入模块、刀具轨迹生成模块、刀具轨迹编辑模块、三维加工动态仿真模块及后置处理模块等五种模块组成。
        
        新一代的CAM,其基本结构是要建立高性能价格比、易维护、易操作且有平实的外围软件支持的软硬件平台,而且要摈弃多层菜单形式的界面形成,取而代之的是Windows界面,故操作方便,也为PPM集成打下基础。因此它更贴近用户,更方便工艺管理,对现代化生产产生积极影响。
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