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【原创】在机测量浅析－1

seantech

2009/09/15

其他仪器综合讨论

1、在机测量简介

在机测量是指在生产现场,以机床硬件为载体,辅以机床测头/对刀仪,并配合专业的3D测量软件,在机床上实现加工工件的实时测量.并可根据测量结果指导加工工艺的改进。
在机测量主要由如下几部分组成：机床测头系统，机床本体，和测量软件。
系统结构如图1所示。

图1 计算机辅助在线检测系统组成
（1）机床本体
机床本体是实现加工、检测的基础，其工作部件是实现所需基本运动的部件，它的传动系统的精度直接影响着加工、检测的精度。
（2）机床测头系统
测头系统由触发式测头、信号接收器组成，是数控机床在线检测系统的关键部分，精度指标可以达到1微米的重复性。其中关键部件为测头，使用测头可在加工过程中进行尺寸测量，其稳定性、可靠性将关系整个测量系统的安全和实施，海克斯康的m&h测头在技术先进性和可信赖性上有其优势。
（3）测量软件
功能强大的测量软件，可将先进的CMM检测技术引入到基于加工设备的零件夹装和尺寸检测，把基于加工设备的3D尺寸计量理念整合到先进的制造/质量保证体系中，保证了整个加工过程的稳定性和工艺的适用性。其中尤以海克斯康PC-DMIS NC为代表。
2、为什么要进行在机测量

将质量控制理念引入生产的各个环节，是全员质量管理关键的一环。在生产部门的数控机床上通过配置测量工具（即,机床测头）等, 借助于专业3D测量软件,将三坐标测量机的功能大部分移植到加工机床上.可以实现真正的质量检测和过程控制.可有效提高生产效率和设备利用率，并极大的完善了整个企业产品质量控制的手段. 从而保证实现机械加工追求的目标－－加工精度、生产成本和效率
大部分的产品生产特点为小批量，多品种。这就要求在加工中要实时监控加工过程，及时发现问题并解决。若采用传统的测量方法，需要频繁的从加工设备上拆卸下工序中的零件，流转到三坐标测量室进行测量，并依据测量结果进行工艺的修正。这样带来的问题是显而易见的：
a) 过程不受控造成的影响：传统的质量检测手段很难实施监控加工过程中的质量变化，因此操作人员很难及时发现问题并予以纠正。废品率的居高不下，是企业生产成本难以改善的一大因素。
b) 工件在不同部门之间流转的时间损耗：工件流转的时间；工件在三坐标测量机排队待检的时间；工件在测量过程中，加工设备等待的时间，诸多因素都会对生产效率造成极大的影响。
c) 工件二次加装造成的问题：工件在工序之间传递，若不能准确的进行零点设定，不能实现各个工序、各个机床加工坐标系的精确统一，那精密加工只能成为空谈；同样，进行修模时，重新夹装在工作台上的工具若不能准确找回坐标系，修模工作更是难以实现。由此导致的精度损失会直接影响到工件的产品质量。
基于以上原因，推广在机测量方案的实施势在必行。在机测量的实施，可以将传统的质量控制理念扩展到工件加工的源头－生产部门，其带来的益处也是显而易见的：
可以提高加工准备效率：
工件在加工之前需要找正坐标系，传统的手动方法无论是采用偏心轮还是采用工件试切，都需要耗费大量的时间；同时对于一些孔位的找正（把加工坐标系建立在某个孔心上），则用百分表找正的时间会更长。而有了在机测量系统，短短的一两分钟即可实现分中，找正，并可自动把计算的坐标系偏置更新在机床坐标系中，在提高效率的同时，还避免了手动引起的人为误差。
可以减少产品废品产生：
在加工过程中可以实时监控工件的加工状态，在中加工阶段还留有加工余量的情况下就可以直接在机床上进行工件的测量，有问题及时发现，及时修正。避免出现在工件加工完成后进行终检判断时才发现问题，此时的“事后检测已是为时晚矣。例如：一用户将该软件用于机加工高质量镜头模具独有的递推过程：机床交替地切削和自动测量工件，直到所需的曲线被加工出来。这个集成的操作替代了废品率高于50%的人工操作离机测量过程。
可以提高机床使用效率：
对于一些新品较多的企业尤为明显。新品在进行首件加工时，要对工艺等进行验证。各工序的加工质量检测不可避免。只有上一道工序验证完成后，才可进行后续的加工。当工件尤其是大尺寸工件测量时需从CNC机床上卸下，机床可能要长时间待机，生产率将受到影响。而使用主动测量软件在机自动测量，将省去零件卸下、运送到检测仪器调整后进行测量、再卸下、转送回机床重新安装调整这一循环过程，大大减少了测量过程中产生误差的可能性。往往在机床上4个小时就可完成的加工，为了等待质量部门的确认结果，需要等待1-2天。由此造成的机床闲置非常严重。有了在机测量，可以实时对加工的工序进行验证，避免出现机床无效等待时间，可以很好的提升机床的使用效率
可以节省企业加工成本：
废品的产品可以导致企业加工显性成本－原材料成本的大幅提升，其造成的隐性损失包括人工的投入时间，机床的加工时间等也非常可观，这些对于加工那些硬度很高或者金属非常昂贵的产品尤其明显。
同时，传统的检测方式使得工件需要频繁的在不同部门直接流转、等待，由此造成的时间浪费、人力浪费同样不可忽视。

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vanvan

第1楼2009/09/16

第一次看到“在机测量”这个概念，学习啦

0

cb5682

第2楼2011/09/26

我也是第一次看到，不知道是否可行

0

莞城.XiShui

第3楼2011/09/27

在机测量主要由如下几部分组成：机床测头系统，机床本体，和测量软件。

0

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