王磊

摘要：目前，我國大型結(jié)構(gòu)件數(shù)控加工技術(shù)應用范圍不斷增加，是現(xiàn)階段機械化零件生產(chǎn)的主要技術(shù)之一。在其生產(chǎn)過程中實際的零件質(zhì)量直接對其應用效果產(chǎn)生影響，此時在線計量檢測技術(shù)的運用勢在必行，成為提高現(xiàn)代大型零件生產(chǎn)質(zhì)量的必備條件，同時對于提高數(shù)控機床加工的科學性及規(guī)范性有著重要約束作用，是現(xiàn)代機械零件生產(chǎn)所需應用的重要核心檢測技術(shù)。

關鍵詞：計量檢測；技術(shù)；大型結(jié)構(gòu)件；數(shù)控加工

0引言

近年來，我國機械加工及生產(chǎn)行業(yè)的迅速發(fā)展使大型結(jié)構(gòu)件應用范圍逐步擴大，成為現(xiàn)代工業(yè)及機械發(fā)展的重要基礎。在此過程中加工零件的規(guī)范化及標準化生產(chǎn)重要性愈發(fā)突出。此時便需將在線計量檢測技術(shù)有效的應用于大型構(gòu)建的數(shù)控加工中，從而在最基礎上環(huán)節(jié)上對數(shù)控加工技術(shù)進行有效的規(guī)范，以此提高大型零件應用加工的實際有效性。

1研究概述

現(xiàn)階段，航空、航天及汽車等行業(yè)的迅速發(fā)展對于工業(yè)加工行業(yè)發(fā)展及大型工業(yè)技術(shù)構(gòu)件生產(chǎn)均起到一定的推動作用，成為現(xiàn)階段大型構(gòu)件生產(chǎn)與運用的主要方向，在此過程中零件的質(zhì)量成為影響現(xiàn)代化機械產(chǎn)品及設備質(zhì)量的關鍵所在。此時如何做好大型結(jié)構(gòu)件數(shù)控加工技術(shù)運用便顯得尤為重要，需根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)主要運用方向及質(zhì)量檢測特點對相關測量及計量工作進行深度優(yōu)化，并選用高新檢測技術(shù)進行檢驗工作。隨著大型結(jié)構(gòu)件應用的逐漸廣泛及種類的逐步增多，大型結(jié)構(gòu)件實際應用質(zhì)量問題愈發(fā)嚴重，此時在線計量檢測技術(shù)應運而生，成為大型結(jié)構(gòu)件檢測的主要技術(shù)種類-，同時對于提高檢測技術(shù)水平及保障構(gòu)件檢測質(zhì)量有著重要意義。在線計量檢測技術(shù)與傳統(tǒng)檢測技術(shù)有著本質(zhì)上的差異，在線檢測技術(shù)對于實時監(jiān)測信息的掌握更為相信，同時能夠在相對較短的時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)設備中所存在的技術(shù)故障，對于有效地解決大型結(jié)構(gòu)件加工及運用問題有著重要作用。受設備特殊性影響，部分地區(qū)對于特殊設備的檢測僅停留在手工檢測階段，該檢測方法不僅降低了實際檢測效率，同時也難以保證其檢測準確性，而在線計量檢測技術(shù)則從根本上解決了該問題，使零件質(zhì)量檢測工作的進行能夠在相對較短的時間內(nèi)達到事半功倍的實際效果。

2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理

數(shù)控加工在線計量檢測系統(tǒng)主要包括數(shù)控機床自身、測頭系統(tǒng)、計算機以及測量軟件等。其中，測頭系統(tǒng)由觸發(fā)式測頭、測頭信號接收器以及接口電路等組成，并與數(shù)控機床數(shù)控系統(tǒng)配套使用實現(xiàn)測點的觸發(fā)功能。測量軟件由基本宏程序庫和高級軟件兩部分組成?；竞瓿绦驇熘苯影惭b在數(shù)控系統(tǒng)上，與測頭系統(tǒng)、CNC系統(tǒng)自身組成一個閉環(huán)反饋控制，可以實現(xiàn)便攜式采點、直徑、距離等基本參數(shù)的測量。高級軟件則安裝在計算機上，它基于待測件的三維實體模型，根據(jù)被測件關鍵特征的測試需求自動進行測量路徑規(guī)劃和仿真，并根據(jù)所采用的數(shù)控系統(tǒng)的型號自動生成測量后置處理程序，該程序通過數(shù)控系統(tǒng)與計算機之間的接口通信下載到數(shù)控系統(tǒng)中，即可實現(xiàn)數(shù)控加工的在線計量檢測。

3在線測量系統(tǒng)聯(lián)調(diào)

在線測量系統(tǒng)主要用于對于數(shù)控機床設備測量工作，以便于確保其能夠按照相關標準穩(wěn)定運行?，F(xiàn)階段主要的系統(tǒng)以西門子、發(fā)那科及海德漢等系統(tǒng)為主。文章主要針對五軸數(shù)控機床進行分析，其主要的加工系統(tǒng)采用意大利藍寶石五軸加工中心及西門子840 D系統(tǒng)為主。根據(jù)調(diào)試要求及測量要求的不同，主要將測量及調(diào)試過程分為3個步驟。

3.1測頭安裝

測頭安裝是系統(tǒng)調(diào)試的基礎流程，需根據(jù)無線電出發(fā)設備選用專用刀柄將其安置于機床主軸中，而后通過調(diào)整側(cè)頭測針來將其保持在合理的跳動范圍內(nèi)，其實際的跳動標準應以5岫為宜。在實際的安裝過程中，應注意選用測頭專用的調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)按鈕進行實際的測頭調(diào)節(jié)，以便于提高實際的運行及調(diào)試效果。

3.2無線電信號接收器調(diào)試

無線電信號接受器的調(diào)試需按照電纜適配器模塊及電纜分配器進行安裝作業(yè)，并根據(jù)接口的使用標準在外圍接口處安裝X121接頭。在接頭安裝過程中，可將X5/X10作為測量接口，以此提高無線電信號接受雙倍的實際接受效果。不同的接收器其接口連接的選擇均有著一定的差異，在接口連接過程中，無論x5或x10接口，均應將其接入24 v電壓設備，從而完成接收器的安裝及調(diào)試工作。

3.3測頭與接收器間通信

在設備接通后，為保證其能夠按照預期要求進行計量檢測，需將設備信號接收甬道調(diào)試為11頻道。并使其與測頭甬道保持一致。在CNC系統(tǒng)的設置方面。需首先將PLCStaus系統(tǒng)作為基礎設置系統(tǒng)，同時在其內(nèi)部輸入DB10.DBX107.0的系統(tǒng)信息，以便于其能夠根據(jù)系統(tǒng)指令進行運行。而后將測頭激活按鈕激活，并及時地觸碰測針。如在實際的數(shù)據(jù)設置過程中，DB10.DBX107.0輸入信息基礎值由原始的0變?yōu)?則可判斷此時系統(tǒng)可進行信號接收，并能夠根據(jù)測頭觸發(fā)信號進行信號的處理。系統(tǒng)的運行能夠有效地記錄運行信息，若實際的坐標值與測試數(shù)據(jù)相符，則可判斷為機床及測頭連通，此時便可進行下一階段的調(diào)試工作。

4系統(tǒng)精度測試

系統(tǒng)精度測試主要對系統(tǒng)的實際測試效果進行規(guī)范，從而使測試能夠根據(jù)與實際數(shù)據(jù)相符，以此達到預期數(shù)據(jù)測試標準。該環(huán)節(jié)的主要目的在于保證測試系統(tǒng)數(shù)據(jù)測量的準確，以便于使其達到最佳的測試效果。

4.1測試方法

測試方法的選擇不容忽視，是現(xiàn)階段測試工作開展的重要基礎。本文主要針對機床設備進行檢測，所以均選用常規(guī)測量方法進行測試計量工作。在該方法應用過程中，需首先選擇標準件進行數(shù)控機床的測試，通過所加裝的在線測試設備來進行標準件及設備的檢測，而后按照測量數(shù)據(jù)及坐標標準進行二次測量工作，最后根據(jù)多次測量的結(jié)果進行比對分析，通過分析來找出設備運行及加工所存在的問題。數(shù)控加工在線計量檢測系統(tǒng)示意如圖1所示。

4.2測試實驗

對42個點進行測量，測量的特征包括點、直線、平面、曲面、圓孔。根據(jù)要測量的點，測量軟件自動規(guī)劃出測量的路徑并校驗所選擇的測量點是否合理。不合理的點將被剔除，路徑規(guī)劃完畢后軟件生成測量程序。將程序傳輸給機床，機床執(zhí)行測量程序，測量完成后生成測量數(shù)據(jù)結(jié)果。為驗證測量數(shù)據(jù)結(jié)果的合理性，將標準件移至坐標測量機上對相同點進行測量也生成一組測量數(shù)據(jù)，測量數(shù)據(jù)結(jié)果如表1所示。

4.3實驗結(jié)果分析

根據(jù)表1的實際實驗數(shù)據(jù)分析，在線計量檢測系統(tǒng)根據(jù)不同的檢測方向?qū)?shù)據(jù)進行全方位檢測，在坐標檢測機對比的檢測數(shù)據(jù)中，能夠明顯看出實際的檢測誤差，雖誤差存在數(shù)量相對較多，但其數(shù)據(jù)檢測誤差始終保持在0.03 mm范圍，因此該設備在實際的檢測過程中數(shù)據(jù)誤差相對較低，使其準確性能夠得到有效的保障。該系統(tǒng)由于主要依附于機床運行檢測，所以在機床的運行過程中難免對設備運行及檢測產(chǎn)生影響，因而根據(jù)實際的檢測信息，可將環(huán)境影響因素刨除在數(shù)據(jù)檢測誤差之外，這便能夠直接地看出不同等級的在線計量檢測其實際的誤差范圍均能夠處于合理范圍內(nèi)。在數(shù)據(jù)比對分析中，在線計量檢測設備結(jié)果相對準確，同時檢測效率明顯優(yōu)于坐標檢測機，因此就綜合性能而言，在線計量檢測技術(shù)在對于數(shù)控機床設備檢測中始終能夠保持相對較高的精度。

5結(jié)語

在線計量檢測技術(shù)運用對于大型結(jié)構(gòu)件數(shù)控加工質(zhì)量控制有著重要作用，是現(xiàn)代數(shù)控機床設備檢測的主要應用技術(shù)之_。不同的數(shù)控設備其實際的檢測要求均有著一定的差異，所以在進行在線計量檢測技術(shù)運用過程中，需按照機床設備種類及數(shù)控機床加工應用方向做好檢測技術(shù)應用規(guī)劃，以便于確保該技術(shù)能夠切實地在規(guī)范數(shù)控加工標準方面發(fā)揮實際的重要作用。