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        起重機(jī)伸臂鉸點(diǎn)對(duì)稱度在機(jī)檢測(cè)技術(shù)

        2015-06-28 14:29:09徐州重型機(jī)械有限公司江蘇221004
        金屬加工(冷加工) 2015年7期
        關(guān)鍵詞:鏜桿鉸點(diǎn)手輪

        ■徐州重型機(jī)械有限公司 (江蘇 221004) 李 云

        起重機(jī)伸臂鉸點(diǎn)對(duì)稱度在機(jī)檢測(cè)技術(shù)

        ■徐州重型機(jī)械有限公司 (江蘇 221004) 李 云

        以某型汽車起重機(jī)伸臂為研究對(duì)象,合理運(yùn)用SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)的變量編制檢測(cè)程序,在伸臂加工完后,在機(jī)床上使用三維光電探頭檢測(cè)伸臂臂尾、變幅鉸點(diǎn)對(duì)稱度,經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證,該方法合理可行,檢測(cè)效率及產(chǎn)品質(zhì)量有了明顯提高。

        近年來(lái),隨著先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床在各行業(yè)的應(yīng)用,使用機(jī)床的在線檢測(cè)功能檢測(cè)工件,已經(jīng)逐漸成為工廠提高產(chǎn)品質(zhì)量及加工效率的重要途徑。運(yùn)用機(jī)床的在線檢測(cè)功能可以準(zhǔn)確、高效地對(duì)加工完成后工件的尺寸及形位公差進(jìn)行評(píng)價(jià),根據(jù)測(cè)量結(jié)果生成誤差補(bǔ)償數(shù)據(jù)反饋到數(shù)控系統(tǒng),能夠保證工件的尺寸精度及批量加工尺寸的一致性,降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。使用系統(tǒng)變量編程不但能夠簡(jiǎn)化測(cè)量程序,對(duì)于用戶擴(kuò)展系統(tǒng)功能和掌握機(jī)床性能也有很大的幫助。

        1. 設(shè)備情況

        采用意大利COLGAR臥式雙面鏜銑加工中心,數(shù)控系統(tǒng)為SIEMENS 840D。鏜桿直徑130mm。使用哈爾濱先鋒機(jī)電設(shè)備公司生產(chǎn)的EP40三維探頭。

        2. 工件情況

        如圖1所示為某型汽車起重機(jī)伸臂變幅鉸點(diǎn)處的剖視圖,如圖2所示為伸臂臂尾鉸點(diǎn)處的剖視圖。該伸臂在臥式雙面鏜銑加工中心上加工完成后,要求變幅鉸點(diǎn)的中分面相對(duì)于臂尾鉸點(diǎn)的中分面的對(duì)稱度為0.5mm。該對(duì)稱度超差容易引起汽車起重機(jī)伸臂伸出時(shí)旁彎及變幅油缸鉸點(diǎn)偏磨發(fā)響,所以伸臂加工完成后使用三維光電探頭進(jìn)行檢測(cè)很有必要,以方便工人及時(shí)修整工件。

        3. EP40型接觸式三維測(cè)頭工作原理

        EP40測(cè)頭采用導(dǎo)電式工作原理,將測(cè)頭圓柱夾持在刀柄上,再將刀柄安裝在機(jī)床主軸上,這時(shí)測(cè)針頂端的觸頭與機(jī)床主軸的基準(zhǔn)軸線就是相對(duì)固定的。當(dāng)操作者采用手動(dòng)方式控制機(jī)床移動(dòng)時(shí),如果測(cè)針上的觸頭與被測(cè)工件(金屬件)有表面接觸,測(cè)頭內(nèi)部常開狀態(tài)的電路通過(guò)機(jī)床和工件形成閉合回路,立即在測(cè)頭主體上發(fā)出聲光信號(hào)(見圖3),操作者可以通過(guò)測(cè)頭和工件精確接觸時(shí)的位置,確定工件被測(cè)點(diǎn)的實(shí)際機(jī)械坐標(biāo)值,然后通過(guò)測(cè)量程序以及各個(gè)被測(cè)點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)值計(jì)算出測(cè)量結(jié)果。

        4. 測(cè)量過(guò)程及測(cè)量程序

        (1)探頭碰觸工件操作技巧:Z軸手輪進(jìn)給擋位調(diào)到×1000,使探頭沿Z軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)至接觸被測(cè)端面,紅色指示燈亮,手輪旋鈕反方向倒退一格,使探頭與被測(cè)件脫離,再將手輪Z軸進(jìn)給擋位調(diào)到×100,探頭沿Z軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)至被測(cè)面,紅色指示燈亮?xí)r,控制手輪旋鈕反方向倒退一格,分別將Z軸進(jìn)給擋位調(diào)到×10、×1,重復(fù)上述操作,直至在×1擋位上,測(cè)頭接觸被測(cè)面,這樣得出的測(cè)量數(shù)據(jù)比較精確。

        圖 1

        圖 2

        圖 3

        (2)臂尾鉸點(diǎn)孔外端面處的測(cè)量:將臥式雙面對(duì)鏜加工中心的主機(jī)移動(dòng)到臂尾鉸點(diǎn)孔附近,使用M03 S10指令使主軸低速旋轉(zhuǎn),根據(jù)工況使用手輪調(diào)節(jié)滑枕及鏜桿的位置,使探頭輕輕碰觸臂尾鉸點(diǎn)孔外端面,等探頭上的紅色顯示燈發(fā)亮?xí)r,表示探頭接觸到工件,停止手輪操作(見圖4),將機(jī)床操作界面切換到MDA模式并執(zhí)行以下測(cè)量程序。

        R1=$AA_IM[Z];記錄當(dāng)前位置Z軸(滑枕)機(jī)床坐標(biāo)系的數(shù)值

        R2=$AA_IM[W];記錄當(dāng)前位置W軸(鏜桿)機(jī)床坐標(biāo)系的數(shù)值

        R3=R1+R2

        執(zhí)行測(cè)量程序后,將主機(jī)滑枕及鏜桿沿Z軸正方向縮回,期間保持主機(jī)的X、Y軸坐標(biāo)不變,將探頭裝載到副機(jī)的主軸上,調(diào)整副機(jī)的X、Y軸坐標(biāo),使其與主機(jī)保持相同,并在副機(jī)上重復(fù)上述過(guò)程。執(zhí)行測(cè)量程序時(shí)注意不要在AUTO模式下運(yùn)行該程序,否則數(shù)控系統(tǒng)會(huì)提示沒(méi)有使能并報(bào)警。

        (3)變幅鉸點(diǎn)孔內(nèi)端面處的測(cè)量:將臥式雙面對(duì)鏜加工中心的副機(jī)移動(dòng)到變幅鉸點(diǎn)孔附近,重復(fù)上述操作過(guò)程,等探頭上的紅色顯示燈發(fā)亮,探頭接觸到工件時(shí),停止手輪操作(見圖5),將機(jī)床操作界面切換到MDA模式并執(zhí)行以下測(cè)量程序。

        R4=$AA_IM[Z];記錄當(dāng)前位置Z軸(滑枕)機(jī)床坐標(biāo)系的數(shù)值

        R5=$AA_IM[W];記錄當(dāng)前位置W軸(鏜桿)機(jī)床坐標(biāo)系的數(shù)值

        R6=R4+R5;

        R7=ABS(R6-R3)/2;取臂尾、變幅鉸點(diǎn)端面坐標(biāo)的差值(絕對(duì)值)并除以2

        執(zhí)行測(cè)量程序后,將副機(jī)滑枕及鏜桿沿Z軸正方向縮回,期間保持副機(jī)的X、Y軸坐標(biāo)不變,將探頭裝載到主機(jī)的主軸上,調(diào)整主機(jī)的X、Y軸坐標(biāo),使其與副機(jī)保持相同,并在主機(jī)上重復(fù)上述測(cè)量過(guò)程。

        5. 變幅、臂尾鉸點(diǎn)中分面對(duì)稱度的計(jì)算

        主機(jī)、副機(jī)數(shù)控系統(tǒng)里的參數(shù)R7之差,即為伸臂變幅鉸點(diǎn)中分面相對(duì)于臂尾鉸點(diǎn)中分面的對(duì)稱度。將機(jī)床操作模式切換到JOG模式,按“MENUSELECT”鍵,然后按“參數(shù)”“R參數(shù)”,就會(huì)顯示測(cè)量程序中各參數(shù)的具體數(shù)值,例如,圖6所示為主機(jī)數(shù)控系統(tǒng)操作界面,顯示參數(shù)R7為140.61mm;圖7所示為副機(jī)數(shù)控系統(tǒng)操作界面,顯示參數(shù)R7為133.23mm,則該伸臂臂尾、變幅鉸點(diǎn)對(duì)稱度為140.61mm-133.23mm=7.38mm,使用激光跟蹤儀對(duì)該工件對(duì)稱度進(jìn)行檢測(cè),測(cè)量值為7.27mm,說(shuō)明該方法合理可行。

        圖 4

        圖 6

        圖 5

        圖 7

        20150119)

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