基于數控機床的輔助在線檢測裝置

黃云飛 高峰

摘要：本文講述基于企業常見的數控機床，利用CNC數控系統的軸向定位功能與模塊化在線檢測裝置的融合，可快速實現工件找正、序中測量及在線補償的方法。

關鍵詞：數控機床;軸向定位功能;在線檢測裝置

0? 引言

隨著“中國制造2025”的提出，我國加快推進以智能制造為核心的工業4.0戰略，把發展智能制造作為主攻方向。而數控加工作為智能制造的重要組成部分，是工業現代化由大到強轉變的基石。因此，零件加工精度的要求也隨之越來越高，數控機床在企業得到了廣泛的應用。但與此同時，與數控機床相配套的在線檢測模塊由于價格昂貴未能搭載于普通的經濟型數控機床之上。對高端數控設備檢測功能原理深入剖析，通過軟件的設計和工藝改進之后，多功能在線檢測裝置彌補了經濟型數控機床所缺乏的一些檢測功能，實現了對加工質量的有效控制，減少了產品的調試周期與報廢率，大大提高了生產效率，也成為企業競爭的重要砝碼之一。多功能在線檢測裝置如圖1所示。

1? 設計原理

數控機床加工多功能檢測裝置的基本設計原理是運用CAD/CAM旋轉功能：物體繞軸線作回轉運動進行設計。將兩件常見的工量具組合在一起，從而實現更多新的功能。如圖1所示，上端為自制螺釘，用彈簧夾頭將螺釘固定在刀柄中;中間部分為連接塊，連接塊為L型或回字型結構，上下各有排孔，上下孔之間應有相應的同軸度要求。上半部分孔的大小為？覫12mm，將自制的螺釘與孔進行配合，并用螺帽將連接塊固定在刀柄上。下半部分孔的大小為？覫8mm，杠桿千分表與連接塊進行配合，通過彈性槽用內六角螺釘進行鎖緊。利用杠桿千分表的旋轉和上下移動來實現關鍵的找正以及距離的測定。

2? 應用實踐

多功能檢測裝置結構簡單、制作周期短、成本低，在企業生產、學校金工實訓等方面得到了廣泛推廣，而且該裝置根據零件不同尺寸需求可制作一系列標準化模塊，以備應急之需。在CNC數控加工中，數控機床搭載多功能檢測裝置模塊，具體可以實現以下幾個功能：

2.1 定中心? 在尋找精密鑄件或半精加工零件的坐標數值時，特別是在二次裝夾需要精確設置坐標原點時，運用千分表或杠桿千分表對具有外圓柱和內圓柱類輪廓的零件進行找正，找正精度高于普通的各類尋邊器。如圖2所示。

2.2 基于數控準停裝置實現的功能? 在具有數控準停功能的機床上，固定主軸角度后手動調整杠桿表與零件接觸表面的位置，可以校水平、測臺階和深度尺寸。非軸向斜面寬度尺寸精度測量時，它依附于機床自身的精度和功能，通過程序測量數據并反饋至表盤。如圖3所示。

2.3 檢測陣列孔的一致性? 加工過程中，由于刀具磨損、零件變形等因素對產品的加工精度存在不確定性。用基準孔的尺寸作為標準衡量其他孔的精度，此裝置可在線檢測并及時補正誤差。如圖4所示。

2.4 檢測銷孔中心距誤差? 數控機床加工銷孔中心距時靠機床自身定位精度來保證，加工完成送質檢部門后才能知道誤差，但是基準孔無法二次裝夾加工，需要更換零件從頭開始，大大拖延了加工效率。此裝置可在序中測量反饋加工信息，并及時補正誤差。如圖5所示。

3? 總結

簡而言之，此類裝置就是幫助經濟型機床實現機內手動測量技術。可憑借員工自身專業素養和現有設備進行加工制造，通過軟件設計、編程、加工、調試等流程對輔助裝置進行加工，并安裝在經濟型機床上進行精密檢測，達到預期效果。在確保機床定位精度的情況下，此裝置可以任意安裝且不會產生誤差。

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