起重機伸臂鉸點對稱度在機檢測技術

■徐州重型機械有限公司 （江蘇 221004） 李 云

起重機伸臂鉸點對稱度在機檢測技術

■徐州重型機械有限公司 （江蘇 221004） 李 云

以某型汽車起重機伸臂為研究對象，合理運用SIEMENS數控系統的變量編制檢測程序，在伸臂加工完后，在機床上使用三維光電探頭檢測伸臂臂尾、變幅鉸點對稱度，經過試驗驗證，該方法合理可行，檢測效率及產品質量有了明顯提高。

近年來，隨著先進的數控機床在各行業的應用，使用機床的在線檢測功能檢測工件，已經逐漸成為工廠提高產品質量及加工效率的重要途徑。運用機床的在線檢測功能可以準確、高效地對加工完成后工件的尺寸及形位公差進行評價，根據測量結果生成誤差補償數據反饋到數控系統，能夠保證工件的尺寸精度及批量加工尺寸的一致性，降低工人的勞動強度。使用系統變量編程不但能夠簡化測量程序，對于用戶擴展系統功能和掌握機床性能也有很大的幫助。

1. 設備情況

采用意大利COLGAR臥式雙面鏜銑加工中心，數控系統為SIEMENS 840D。鏜桿直徑130mm。使用哈爾濱先鋒機電設備公司生產的EP40三維探頭。

2. 工件情況

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

3. EP40型接觸式三維測頭工作原理

EP40測頭采用導電式工作原理，將測頭圓柱夾持在刀柄上，再將刀柄安裝在機床主軸上，這時測針頂端的觸頭與機床主軸的基準軸線就是相對固定的。當操作者采用手動方式控制機床移動時，如果測針上的觸頭與被測工件（金屬件）有表面接觸，測頭內部常開狀態的電路通過機床和工件形成閉合回路，立即在測頭主體上發出聲光信號（見圖3），操作者可以通過測頭和工件精確接觸時的位置，確定工件被測點的實際機械坐標值，然后通過測量程序以及各個被測點的實際坐標值計算出測量結果。

4. 測量過程及測量程序

（1）探頭碰觸工件操作技巧：Z軸手輪進給擋位調到×1000，使探頭沿Z軸負方向運動至接觸被測端面，紅色指示燈亮，手輪旋鈕反方向倒退一格，使探頭與被測件脫離，再將手輪Z軸進給擋位調到×100，探頭沿Z軸負方向運動至被測面，紅色指示燈亮時，控制手輪旋鈕反方向倒退一格，分別將Z軸進給擋位調到×10、×1，重復上述操作，直至在×1擋位上，測頭接觸被測面，這樣得出的測量數據比較精確。

圖 1

圖 2

圖 3

（2）臂尾鉸點孔外端面處的測量：將臥式雙面對鏜加工中心的主機移動到臂尾鉸點孔附近，使用M03 S10指令使主軸低速旋轉，根據工況使用手輪調節滑枕及鏜桿的位置，使探頭輕輕碰觸臂尾鉸點孔外端面，等探頭上的紅色顯示燈發亮時，表示探頭接觸到工件，停止手輪操作（見圖4），將機床操作界面切換到MDA模式并執行以下測量程序。

R1=$AA_IM[Z]；記錄當前位置Z軸（滑枕）機床坐標系的數值

R2=$AA_IM[W]；記錄當前位置W軸（鏜桿）機床坐標系的數值

R3=R1+R2

執行測量程序后，將主機滑枕及鏜桿沿Z軸正方向縮回，期間保持主機的X、Y軸坐標不變，將探頭裝載到副機的主軸上，調整副機的X、Y軸坐標，使其與主機保持相同，并在副機上重復上述過程。執行測量程序時注意不要在AUTO模式下運行該程序，否則數控系統會提示沒有使能并報警。

（3）變幅鉸點孔內端面處的測量：將臥式雙面對鏜加工中心的副機移動到變幅鉸點孔附近，重復上述操作過程，等探頭上的紅色顯示燈發亮，探頭接觸到工件時，停止手輪操作（見圖5），將機床操作界面切換到MDA模式并執行以下測量程序。

R4=$AA_IM[Z]；記錄當前位置Z軸（滑枕）機床坐標系的數值

R5=$AA_IM[W]；記錄當前位置W軸（鏜桿）機床坐標系的數值

R6=R4+R5；

R7=ABS(R6-R3)/2；取臂尾、變幅鉸點端面坐標的差值（絕對值）并除以2

執行測量程序后，將副機滑枕及鏜桿沿Z軸正方向縮回，期間保持副機的X、Y軸坐標不變，將探頭裝載到主機的主軸上，調整主機的X、Y軸坐標，使其與副機保持相同，并在主機上重復上述測量過程。

5. 變幅、臂尾鉸點中分面對稱度的計算

主機、副機數控系統里的參數R7之差，即為伸臂變幅鉸點中分面相對于臂尾鉸點中分面的對稱度。將機床操作模式切換到JOG模式，按“MENUSELECT”鍵，然后按“參數”“R參數”，就會顯示測量程序中各參數的具體數值，例如，圖6所示為主機數控系統操作界面，顯示參數R7為140.61mm；圖7所示為副機數控系統操作界面，顯示參數R7為133.23mm，則該伸臂臂尾、變幅鉸點對稱度為140.61mm－133.23mm=7.38mm，使用激光跟蹤儀對該工件對稱度進行檢測，測量值為7.27mm，說明該方法合理可行。

圖 4

圖 6

圖 5

圖 7

20150119）