基于數(shù)控機(jī)床的設(shè)備檢測與優(yōu)化分析

孫 浚，謝淑立

沈陽機(jī)床(集團(tuán))有限責(zé)任公司鈑焊分公司技術(shù)部，遼寧沈陽 110141

基于數(shù)控機(jī)床的設(shè)備檢測與優(yōu)化分析

孫 浚，謝淑立

沈陽機(jī)床(集團(tuán))有限責(zé)任公司鈑焊分公司技術(shù)部，遼寧沈陽 110141

整個生產(chǎn)過程中，機(jī)床設(shè)備以及電氣控制系統(tǒng)的可靠性起著非常重要的作用。由于各種各樣的原因，電氣設(shè)備在其運(yùn)行過程中會發(fā)生故障，導(dǎo)致機(jī)床無法正常工作，這不僅影響生產(chǎn)效率，還將導(dǎo)致嚴(yán)重的設(shè)備事故，嚴(yán)重時還會造成人身事故。所以，電氣設(shè)備故障時，維修人員可以安全地檢查，并及時準(zhǔn)確地排除故障，盡快恢復(fù)機(jī)床的正常運(yùn)行就顯得尤為重要。

數(shù)控機(jī)床；故障；在線監(jiān)測；圓度；直線度

隨著在線檢測技術(shù)，數(shù)控技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，越來越多企業(yè)開始的重新審視檢測工作的重要性。產(chǎn)品檢測是質(zhì)量控制和檢測技術(shù)，精密制造的關(guān)鍵所在，并且具有顯著的影響，而且是其重要的組成部分。在線監(jiān)測技術(shù)可以避免脫線檢查與第二夾緊造成的檢驗誤差，減少部分的處理時間，縮短生產(chǎn)周期等。因此，在線檢測技術(shù)進(jìn)行研究具有十分重要的意義。為了提高在線檢測的準(zhǔn)確性和效率，測試應(yīng)該是有針對性的方法來設(shè)計。本文介紹了在線測試技術(shù)的實際應(yīng)用，論證了這可行性圓度和直線度這兩個規(guī)則的特點(diǎn)，并進(jìn)行了可行性的研究，根據(jù)數(shù)控設(shè)備的特點(diǎn)，以確定工件的特征檢測方法和程序規(guī)程。

1 在線監(jiān)測數(shù)控設(shè)備的可行性

隨著數(shù)控機(jī)床技術(shù)的發(fā)展，可以在 數(shù)控機(jī)床上配備一個觸發(fā)式測頭系統(tǒng)和相應(yīng)的測試程序，這樣就可以構(gòu)成一個在線檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)將整合加工和檢測這兩個過程，可以實現(xiàn)自動檢測。在線檢測系統(tǒng)包括數(shù)控機(jī)床，計算機(jī)，探頭和工件。實施過程是：首先，計算機(jī)生成的自動檢測代碼，并將其通過RS-232串行通信接口傳送到數(shù)控機(jī)床，機(jī)床伺服系統(tǒng)接收到測試代碼后，驅(qū)動工作部件，并按照測試程序驅(qū)動探頭產(chǎn)生測試行動；其次，工件探頭偵測觸發(fā)信號，探測和數(shù)控系統(tǒng)通過專用接口到數(shù)字系統(tǒng)可以識別的信號，由數(shù)控系統(tǒng)立即測量記錄的坐標(biāo)點(diǎn)，根據(jù)測試程序來進(jìn)行下一步動作；最后，在計算機(jī)軟件系統(tǒng)的控制下，對系統(tǒng)測試結(jié)果進(jìn)行計算，補(bǔ)償，數(shù)據(jù)庫鏈接，以及可視化數(shù)據(jù)處理工作，直到完成所有的測試。

在線檢測系統(tǒng)，在同一臺機(jī)器上實現(xiàn)加工和測試過程，以避免重復(fù)夾緊，重復(fù)定位產(chǎn)生的誤差，并可以解決輔助時間長的問題。更重要的是，由數(shù)控程序來進(jìn)行檢測，可以實現(xiàn)測試的自動化，是一種以計算機(jī)為基礎(chǔ)的在線檢測技術(shù)的自動控制技術(shù)。目前廣泛用于數(shù)控機(jī)床的是觸發(fā)探頭，它具有精度高、價格低，可靠性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

2 數(shù)控設(shè)備在線檢測系統(tǒng)

在日常的生產(chǎn)過程中的故障可分為電氣故障、電源故障和電路故障。電氣故障又可分為組件、電路電源、設(shè)備和故障。電源故障可分為AC-DC的混亂逆轉(zhuǎn)、頻率偏差電源缺失、反極性電壓、相位和雙贏線，電源相故障，相序變化。電路故障可分為接地、斷裂、短路、接線錯誤。設(shè)備和組件的故障可分為熱灼，電擊穿，性能變得更差引進(jìn)的電腦數(shù)控機(jī)床在線檢測“數(shù)控機(jī)床+探頭”在線測試系統(tǒng)配合使用計算機(jī)強(qiáng)大的計算，存儲，開發(fā)能力，自動檢測軟件技術(shù)，以提高精度，效率和可操作性，可實現(xiàn)測量過程和測量結(jié)果的可視性，使數(shù)控機(jī)床在線檢測技術(shù)到一個新水平。

3 直線度的檢測

3.1 直線度公差的定義

直線度是指實際測量的理想線直線變化。直線度公差是指允許改變它變動量，它可以被用來控制給定的直線在給定平面或垂直表面，在兩個方向上的誤差，或用于控制兩個方向相同的表面直線度誤差，或控制旋轉(zhuǎn)軸的直線度誤差。按照GB/T1182-1996的規(guī)定，直線度公差的限制是在測得的線性區(qū)域的實際變化，直線度公差帶形狀分為三種情況：第一，給定平面，公差帶是距離公差值為t的兩條平行線之間的區(qū)域；第二，在一個給定的方向，公差帶是距離公差值t，兩個平行平面之間的區(qū)域；第三，在任何方向，公差帶是直徑t的圓柱面內(nèi)填注的公差值的地區(qū)。線性誤差是在一條直線的直線所需數(shù)量的實際變化，是理想位置應(yīng)滿足的最低條件。按照相應(yīng)的原則的直線度公差帶，直線度誤差分為給定平面的，任何方向上的方向和三種形式的直線度誤差。下面是以上所述，在任何方向，直線上，即空間直線度。

3.2 測量點(diǎn)的分布和法矢的確定

直線度在線檢測對象是零件表面的一部分，有一個點(diǎn)就行了?；贑AD的在線檢測的直線度，需要構(gòu)造線段，那么這就需要對一個測量點(diǎn)合理性進(jìn)行有效地分布，并有效的分配直線段。線段的結(jié)構(gòu)往往是一個平面的零件表面。線段上的測量點(diǎn)分布可分為兩種形式：無規(guī)則和有法規(guī)。一般要求直線度測量點(diǎn)分布線檢查，以盡量反映工件的幾何形狀，同時，一個測量點(diǎn)在合理的條件下分配的越多，更偶然因素的測量結(jié)果會越小。

4 結(jié)論

在現(xiàn)代制造業(yè)大發(fā)展的時代中，質(zhì)量檢測作為制造流程中的重要一環(huán)，起到了非常關(guān)鍵的作用。隨著技術(shù)的不斷完善和發(fā)展，在線監(jiān)測技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并得到了快速發(fā)展，根據(jù)在線檢測結(jié)果提高產(chǎn)品質(zhì)量變得越來越重要。本文在對在線檢測數(shù)控設(shè)備的可行性分析的基礎(chǔ)上，我們提出提高檢測精度以避免造成誤差，其次以在線檢測的CAD模型的特點(diǎn)為基礎(chǔ)直接在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行在線監(jiān)測，離線測試，以避免二次夾緊。再次，為了提高檢測效率，進(jìn)一步提高了檢測精度，檢測對象的不同，要考慮不同的檢測方法，如測點(diǎn)，正常的矢量計算，設(shè)計的路徑分布。在線測試不同的規(guī)則，具體特點(diǎn)和一些測試方法千差萬別，但在檢測過程是大致相同的，所以在最后以圓度誤差檢測為例，規(guī)劃了功能檢測過程中的規(guī)則。本文僅確定了直線度和圓度檢測方法的特點(diǎn)，其他規(guī)則和手段有待加以補(bǔ)充和完善。

[1]孫志海.基于CAD 的加工中心在線檢測系統(tǒng)研究與開發(fā)[D].河北：河北工業(yè)大學(xué)，2009.

[2]劉利劍.加工中心在線測量功能的實現(xiàn)[J].機(jī)械工程師，2010，12：19-21.

TG659

A

1674-6708（2012）59-0032-01