在測(cè)量具有多種特點(diǎn)的零件時(shí),采用五軸測(cè)量頭和探針測(cè)量系統(tǒng)可以給人們帶來(lái)意想不到的測(cè)量結(jié)果。例如,在測(cè)量一個(gè)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)零件時(shí),其所耗費(fèi)的時(shí)間已經(jīng)從原來(lái)的46min降低到4.5min,而檢測(cè)汽車(chē)12個(gè)閥座和汽缸蓋導(dǎo)向孔所需的時(shí)間從原來(lái)的30min減少到不足3min。在看到這些檢測(cè)結(jié)果以后,許多模具制造商提出了這樣一個(gè)問(wèn)題:采用五軸檢測(cè)能否為他們的公司在檢測(cè)速度和精度方面帶來(lái)同樣的好處。 快速檢測(cè)的含義 采用普通三軸掃描測(cè)量法的主要限制是在非迪卡爾軌道測(cè)量中,任何想要快速移動(dòng)大質(zhì)量坐標(biāo)測(cè)量機(jī)(CMM)的企圖,可能會(huì)因?yàn)榧铀俣群蜏p速度而導(dǎo)致慣性誤差。因此,唯一可以保持測(cè)量精度的方法是降低檢測(cè)速度。 在五軸檢驗(yàn)中,節(jié)約時(shí)間的關(guān)鍵是必須要能夠克服上述這種限制。該技術(shù)采用同步化測(cè)量頭,并在掃描過(guò)程中讓測(cè)量機(jī)運(yùn)動(dòng),允許測(cè)量探針隨著零件幾何形狀的變化而迅速移動(dòng),這樣就不會(huì)帶來(lái)動(dòng)態(tài)誤差。采用五軸檢測(cè)的第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)是,由于其使用了尖端傳感式測(cè)量探針,因此測(cè)量精度有所提高。 由于五軸加工機(jī)床能夠使加工頭降低到零件的位置,于是便可使刀具針對(duì)工件表面的方向,達(dá)到上述目標(biāo)。在三軸加工中,必須采用較長(zhǎng)的刀具,才能到達(dá)工件的表面,因此其測(cè)量精度較低。而采用同樣的方法,五軸檢驗(yàn)的測(cè)量非常接近于零件的表面。這意味著在這里可以使用較短的測(cè)量探針,因此其所獲得的檢驗(yàn)精度也相對(duì)較高。 由于這里需要采用最新的掃描技術(shù),因此五軸檢測(cè)的成功應(yīng)用也要求使用適當(dāng)?shù)臋z測(cè)軟件/程序,以支持新型探針的使用,并驗(yàn)證各主要CMM坐標(biāo)測(cè)量機(jī)制造過(guò)程中所需的各種幾何形狀和自由形狀。 多年來(lái),在生產(chǎn)移動(dòng)測(cè)量臂系統(tǒng)的過(guò)程中,由于取得了相當(dāng)豐富的經(jīng)驗(yàn)。因此,CMM坐標(biāo)測(cè)量機(jī)五軸檢驗(yàn)所需的開(kāi)發(fā)從中吸取了很多寶貴的經(jīng)驗(yàn)。由于測(cè)量臂具有靈敏的伸縮性,測(cè)量探針能夠不斷地改變它們的方向,所以這些測(cè)量裝置能夠進(jìn)行多軸檢測(cè),支持其檢驗(yàn)的軟件需要有能力處理由探針?biāo)鶛z測(cè)到的測(cè)量值。同樣,激光掃描器在這些測(cè)量臂上的使用也要求配置適當(dāng)?shù)能浖员隳軌驅(qū)Ξa(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。這類(lèi)測(cè)量系統(tǒng)可應(yīng)用五軸檢測(cè)來(lái)處理由CMM坐標(biāo)測(cè)量機(jī)獲取的大量測(cè)量數(shù)據(jù)。
支持探針檢測(cè)的檢驗(yàn)程序用來(lái)驗(yàn)證各主要CMM坐標(biāo)測(cè)量機(jī)制造過(guò)程中的幾何形狀和自由形狀 五軸檢驗(yàn)程序的開(kāi)發(fā)也采用了起初用于支持五軸加工的相關(guān)技術(shù)。同時(shí),也使用了類(lèi)似的程序驅(qū)動(dòng)五軸運(yùn)動(dòng),由于在加工系統(tǒng)中,能夠結(jié)合采用經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的五軸模擬技術(shù)和防碰撞檢測(cè)技術(shù),因此這種新的檢驗(yàn)軟件也從這里吸取了不少經(jīng)驗(yàn)。同樣,還可以采用計(jì)算機(jī)模型來(lái)模擬加工工藝,從而開(kāi)發(fā)了大量的通用型CMM坐標(biāo)測(cè)量機(jī),以便對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的操作進(jìn)行監(jiān)控,而不只是對(duì)零件周?chē)结樳\(yùn)動(dòng)的監(jiān)控。這一切能夠使其在CMM坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上運(yùn)行之前進(jìn)行全面的檢驗(yàn),并在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行脫機(jī)測(cè)試。因此,用戶(hù)可以確信,檢驗(yàn)程序?qū)⒛軌虬踩行У剡\(yùn)行,不會(huì)發(fā)生任何碰撞,從而導(dǎo)致探針和零件的損壞。 模具的應(yīng)用 模具制造商能否像復(fù)雜的航空航天和汽車(chē)零件制造商那樣從五軸檢驗(yàn)方法中獲得同樣的好處,將取決于模具的大小和復(fù)雜程度。對(duì)于制造大型模具,特別是型腔很深的模具制造商而言,由于能夠使用較短的尖端傳感式探針,因此采用五軸檢測(cè)方法可以獲得更精確的測(cè)量結(jié)果。對(duì)于制造小型和比較簡(jiǎn)單的模具制造商而言,采用三軸CMM坐標(biāo)測(cè)量機(jī)就可以提供比較完美、合適的檢驗(yàn)報(bào)告。但隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不同,也可能會(huì)發(fā)生很大的變化。因此,至少也應(yīng)該對(duì)五軸測(cè)量技術(shù)進(jìn)行調(diào)研,以確定是否有可能增加其測(cè)量速度。 凡是制造設(shè)計(jì)復(fù)雜零件的模具制造商,和那些對(duì)表面需要特別精密加工的企業(yè)而言,采用五軸測(cè)量系統(tǒng)可以獲取更多的測(cè)量值,其測(cè)量的速度也更為快捷,從而可以為他們的客戶(hù)完成更全面的檢驗(yàn)報(bào)告。 模具的整體檢驗(yàn) 對(duì)于需要生產(chǎn)帶有咬邊的零件的企業(yè)而言,采用這樣的測(cè)量工具也有很大的一個(gè)好處。因?yàn)槿SCMM坐標(biāo)測(cè)量機(jī)只能測(cè)量模具中的單一元件,當(dāng)整個(gè)模具組裝以后,它就無(wú)法達(dá)到咬邊區(qū)域進(jìn)行測(cè)量。而采用五軸方法進(jìn)行檢測(cè),則可以達(dá)到模具的任何測(cè)量部位,有利于公司為客戶(hù)提供更全面的檢驗(yàn)報(bào)告。 |
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