德瑪吉在線測量技術研究

盛永剛 張曉婷 張啟帆

摘 要：該文以德瑪吉五坐標加工中心為載體，開發設備新功能，拓展設備加工能力。通過掌握基于零件典型特征的在線測量技術，使其應用在產品銑加工過程中，實現將零件實際狀態與理論編程相結合的加工方式，簡化工藝過程中的編程難度，便于工程技術人員理解與掌握，為產品質量和效率地提升提供了一個新的思路。

關鍵詞：德瑪吉五坐標;在線測量;機床

中圖分類號：TG506? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

0 引言

隨著新設備的不斷引入，各種新功能日益增加，以新設備為載體，實現各種新功能的科學利用有助于更好地完成產品的加工作業。現如今需要積極做好新工藝的開發利用，對傳統的工藝進行優化與改進，借助新的測量技術，拓展設備的加工能力，進而提升制造車間的技術能力已經成為一種現行有效的改善方法。該文以德瑪吉五坐標為載體，為產品質量和效率地提升提供了一個新的思路。

1 在線測量技術應用難點分析

航空產品屬于高精尖產品，不論是材質還是加工精度，都與普通工業制品不同，航空產品的制作、零部件的加工與制造都離不開在線測量技術。在線測量已廣泛應用于航空產品的加工過程中，通過應用在線測量代替手工測量，可大大減少操作者承接工序加工時的勞動強度和加工風險。

同時，如何將測量值巧妙植入測量程序，是體現在線測量應用價值的關鍵。

2 技術方案制訂與實施

2.1 技術方案的制定

在線測量模塊應用可將技術方案分為以下3個部分：

（1）德瑪吉五坐標加工中心測量設備狀態分析。

（2）德瑪吉五坐標基于零件典型特征的測量程序模板及解析。

（3）在德瑪吉五坐標中，將測量值巧妙植入測量程序。

2.2 在線測量模塊狀態分析

測量系統廠家：雷尼紹。

測量程序系統：西門子840D。

模塊功能：工件找正、工序中的零件測量。

2.3 德瑪吉五坐標基于零件典型特征的測量程序模板及解析

2.3.1 邊沿測量：CYCLE978

測量程序：CYCLE978（0，，，1，額定值，DFA，TSA，測量軸，測量方向，測量次數，""，，0，1.01，1.01，-1.01，，，，，1，1），其中額定值為基準值，DFA為測量路徑，TSA為置信區域，測量軸選項輸入1、2、3時分別對應X軸、Y軸、Z軸，測量方向選項輸入1、2時分別對應正方向和負方向。這樣，通過一個CYCLE978指令即可完成邊沿測量。

2.3.2 槽測量：CYCLE977

測量程序：CYCLE977（3，，，1，W，，，DFA，TSA，0，1，1，，測量軸，測量次數，""，，0，1.01，1.01，-1.01，，，，，1，1），其中W為目標寬度值，DFA、TSA、測量軸選項、測量次數定義與邊沿測量相同。這樣，通過一個CYCLE977指令即可完成槽測量。

2.3.3 隔斷測量：CYCLE977

測量程序：CYCLE977（4，，，1，W，，，DFA，TSA，0，DZ，1，，測量軸，測量次數，""，，0，1.01，-1.01，，，，，，1，0），其中DZ為到達測量高度的進給行程，其余參數含義與槽測量相同。

2.3.4 孔測量：CYCLE977

測量程序：CYCLE977（1，，，1，孔徑目標值，，，DFA，TSA，0，1，1，，，1，""，，0，1.01，1.01，-1.01，，，，，1，1）。

測量結果存儲位置：_OVR [4]/ 孔的直徑實際值，_OVR [5]/ 孔在橫坐標上的中心實際值，_OVR [6]/ 孔在縱坐標上的中心實際值。

2.4 應用在線測量功能實現實際加工中的工程化應用

2.4.1 德瑪吉五坐標在線測量工程化應用一般步驟

2.4.1.1應用在線測量技術設定零件實際坐標系Z0位置

G54 Z0設定：手動移動測頭至端面附近，通過CYCLE978 補償目標：“G54零偏”，將Z值自動補償至加工坐標系中。

測量指令：

"CYCLE978（100，1，，1，2，15，7，3，2，1，" "，，0，1.01，1.01，-1.01，0.34，1，0，，1，1）”

2.4.1.2應用在線測量技術得到零件實際坐標系X0、Y0位置

G54 X0、Y0設定：測頭位于工作臺中心位置，即處于零件的上方，利于測頭按理論基準面直徑進行移動，完成對稱4點的測量，得到零件中心實際的坐標系（X、Y）， 通過CYCLE977 補償目標：“G54零偏”，將X、Y值自動補償至加工坐標系中。

測量指令：

"CYC LE977（101，1，，1，416.025，，，10，13，0，1，1，，，1，" "，，0，1.01，1.01，-1.01，0.34，1，0，，1，1）） "

2.4.1.3 角向找正

加工坐標系設定后，手動將測頭移動到角向孔上方大致中心位置，在新建立的坐標系下測量角向孔，得到角向孔中心位置，通過 CYCLE977 補償目標：“僅測量”。

測量指令：

"CYCLE977（2，，，1，11，，，11，13，0，12，1，，，1，""，，0，1.01，1.01，-1.01，，，，，1，1）"角向孔與零件回轉中心的位置關系可歸納為4種，因此角向找正程序編制時需考慮不同位置關系下的三角函數，才能保證測量結果帶入加工程序的準確性。

2.4.2 德瑪吉五坐標在線測量工程化應用實例

圖1所示型槽沿圓周17處均布，槽深公差0.025 mm，由于型槽兩側端面平面度整體趨勢不一致，執行定值加工時17個槽深難以保證均在公差帶內，傳統加工方式為每槽單獨加工，通過打表測量，工序加工效率低、難度大。

測量程序如下：

N17 CYCLE978（0，，，1，2，10，10，3，2，1，""，，0，1.01，1.01，-1.01，，，，，1，1）

N18 STOPRE

N19 R[R2]=_OVR[4]

N20 G0 Z10

將測量基面坐標值通過R參數值入加工程序，即可完成全部型槽深度的自動化加工過程。

加工程序如下：

XOY-167

Z=-23.0125+R[R2]

3 結語

該文以德瑪吉五坐標加工中心為載體，通過開發機床新功能，掌握了基于零件典型特征的在線測量技術，拓展了設備的加工能力，將其應用在產品銑加工過程中，實現了零件的快速找正、刀長的自動補償，降低了人工測量的誤差，提升了在線測量的機械化程度，從而提升了加工過程的自動化程度，實現產品加工質量和效率的大幅提升。在線測量通過對傳統工業進行優化升級，提升了在線測量的精度與準確度，為零部件的批量制作、零部件的高精度加工打下了良好的基礎。

參考文獻

[1]楊全利.測量技術在高校學生機械加工實訓中的應用[J].南方農機，2019（4）：56.

[2]唐濤，楊嘉.在線檢測技術在發動機零部件加工中的應用[J].汽車工藝與材料，2019（1）：79.