機(jī)床的加工能力淺析

　　企業(yè)為了預(yù)防缺陷的發(fā)生，需要按照國家承認(rèn)和接受的標(biāo)準(zhǔn)，如按照ISO 230標(biāo)準(zhǔn)或ASME B5.54標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。所以企業(yè)必須具備編輯工藝文件的能力和保證機(jī)床的工藝精度的能力。這兩種標(biāo)準(zhǔn)都要求使用球桿和激光干涉儀按照所推薦的程序檢測機(jī)床的精度。采用這些標(biāo)準(zhǔn)的目的并不是規(guī)定機(jī)床必須滿足某一精度，而是要找出機(jī)床可以達(dá)到什么樣的精度水平。零件的書面資料規(guī)定企業(yè)的機(jī)床精度必須能生產(chǎn)合格的零件，并在這一地方設(shè)定精度標(biāo)桿。經(jīng)測試可以讓您了解您的機(jī)床能夠達(dá)到多高的水平。只要機(jī)床能夠達(dá)到那個(gè)精度標(biāo)桿，就具備了工藝加工的能力。

　　現(xiàn)代的機(jī)床都具備測試和校準(zhǔn)技術(shù)，而且也能夠提供這種技術(shù)，這樣車間能夠保證機(jī)床的精度并且正常運(yùn)行。越來越多的工廠和大型車間擁有自己的激光干涉儀和電子設(shè)備，而小的工廠則可以通過各種渠道，利用商業(yè)化方式，以具有競爭性的價(jià)格通過租賃的方式獲得設(shè)備以及檢測服務(wù)。

　　實(shí)際上，現(xiàn)在可以為任何車間提供伸縮式球桿檢測器，用于機(jī)床的快速檢測，只要15min就可完成檢測任務(wù)，以維護(hù)機(jī)床的加工精度。采用球桿檢測可以精確地評(píng)價(jià)機(jī)床的幾何精度、正圓度和粘/滑誤差、侍服增益誤配、振動(dòng)、齒隙、重復(fù)精度和標(biāo)尺的誤配。一些球桿軟件可以根據(jù)ISO 230-4和ASME B5.54和B5.57標(biāo)準(zhǔn)提供特定誤差的診斷，然后提供一份普通的英語清單，按照對(duì)機(jī)床精度的整體影響順序，列出各種誤差的來源。這可以使機(jī)床維修人員直接針對(duì)有問題的地方進(jìn)行處理。

　　階段性的球桿測試跟得上機(jī)床的性能發(fā)展趨勢(shì)。預(yù)防性的維護(hù)有利于在機(jī)床偏離工藝加工能力前事先做出計(jì)劃。工業(yè)上一般趨向于按照需要，而不是按照時(shí)間來校正機(jī)床。沒有理由為維護(hù)而抽出一臺(tái)正在從事生產(chǎn)的完好機(jī)器來進(jìn)行校正。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有什么不正常的情況時(shí)，還是讓檢測球桿和生產(chǎn)的零件來確定。檢測期間可以繼續(xù)生產(chǎn)。點(diǎn)焊機(jī)

　　機(jī)上探針檢測

　　今天標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床所能達(dá)到的精度和重復(fù)精度已經(jīng)接近過去只有CMM坐標(biāo)測量機(jī)才能達(dá)到的水平。這一功能可以使機(jī)床本身在關(guān)鍵的加工工藝階段，用探針對(duì)工件進(jìn)行自動(dòng)檢測。一旦機(jī)床安裝了測量儀器，測量探針就變成了操作員的CNC測量計(jì)。檢測程序可作為加工工藝中的一部分進(jìn)行編程，并在各個(gè)點(diǎn)上自動(dòng)運(yùn)行，檢測尺寸和位置以及提供必要的補(bǔ)償。這樣可免除操作人員使用千分表和塞規(guī)進(jìn)行測量，并消除人為因素造成控制系統(tǒng)中卡具、零件和刀具偏置所引起的誤差。機(jī)上檢測已成為工藝的一個(gè)部分，這是一個(gè)經(jīng)過改進(jìn)的強(qiáng)大的工藝工具，可在最短的生產(chǎn)時(shí)間內(nèi)，第一次就制造出合格的零件。

　　可用于自動(dòng)地確定零件的位置，然后建立起一個(gè)工作坐標(biāo)系統(tǒng)，機(jī)上檢測可削減設(shè)置時(shí)間，提高主軸的利用率，降低卡具的成本和消除非生產(chǎn)加工通行時(shí)間。在復(fù)雜的零件加工方面，原先需要45min時(shí)間調(diào)試卡具，現(xiàn)應(yīng)用檢測裝置只需45s并且全部由CNC自動(dòng)操作完成。在開始加工鑄件或鍛件時(shí)，檢測裝置能確定工件的形狀，可避免因空切而浪費(fèi)時(shí)間，并可幫助確定最佳的刀具切入角度。工藝過程中的控制是利用檢測裝置對(duì)切削過程中的機(jī)床特性、尺寸和位置進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)驗(yàn)證每一加工工序各種特點(diǎn)之間的精確尺寸關(guān)系，以避免發(fā)生問題�？梢詫�(duì)測頭編程，并按程序檢測各階段的實(shí)際加工結(jié)果，然后自動(dòng)實(shí)現(xiàn)刀具補(bǔ)償，特別是在粗加工或半精加工以后。

　　參考檢測是將零件特點(diǎn)與一個(gè)尺寸樣板或已知位置和尺寸的基準(zhǔn)表面進(jìn)行比較，它能使CNC確定定位差距，然后產(chǎn)生一個(gè)偏移量來補(bǔ)償這一差距。在進(jìn)行關(guān)鍵加工前，通過對(duì)仿造樣板的檢測，CNC就能夠針對(duì)樣板已知的尺寸檢查其自身的定位，然后對(duì)偏移量進(jìn)行編程。如果尺寸樣板安裝在機(jī)床上并暴露于同樣的環(huán)境條件下，那么可使用參考檢測監(jiān)控和補(bǔ)償熱膨脹系數(shù)。其所產(chǎn)生的結(jié)果是一個(gè)閉路循環(huán)過程，不會(huì)受到操作員影響。

[$page]　　每臺(tái)機(jī)床在其運(yùn)動(dòng)過程中以及在其結(jié)構(gòu)中都存在許多自身固有的小誤差，因此，在CNC的編程位置與刀尖真實(shí)位置之間總是存在著一點(diǎn)微小的差距，即使在兩者之間經(jīng)過激光補(bǔ)償調(diào)節(jié)至相當(dāng)一致以后。可編程人造樣板檢測是進(jìn)一步補(bǔ)償機(jī)床其余誤差的好方法。它可為工藝控制提供反饋，能夠使定位精度接近機(jī)床重復(fù)精度的規(guī)范要求。這種閉路工藝控制可以使加工中心的加工精度達(dá)到鏜銑床和其他精密機(jī)床的加工水平。

　　許多探針檢測操作通過使用內(nèi)存駐留宏指令程序完成。工作坐標(biāo)的更新、刀具幾何形狀的改變以及零件的測量等，由CNC在成功完成探針檢測周期后自動(dòng)確定。這就能消除由錯(cuò)誤信息鏈接或錯(cuò)誤計(jì)算所造成的嚴(yán)重誤差。用于加工以后的零件檢驗(yàn)，通過探針檢測可以減少脫機(jī)檢驗(yàn)的長度和復(fù)雜性，在某些情況下甚至可以將其全部消除。由于大型昂貴的工件移動(dòng)起來非常困難，而且又很費(fèi)時(shí)間，所以機(jī)上檢驗(yàn)特別有利于大型昂貴的工件。

　　在這里還可以采用兩種方法來完成參考檢測，即采用機(jī)床相關(guān)性檢測法，將機(jī)上測量的數(shù)據(jù)與以前的CMM測量機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較;或采用仿造樣板檢測法，將機(jī)上數(shù)據(jù)與已知尺寸的可追溯性仿造樣板進(jìn)行比較。在進(jìn)行這一比較時(shí)，CNC能夠確定機(jī)床是否已真正達(dá)到規(guī)定的加工公差。根據(jù)這些結(jié)果，就能做出明智的決定，對(duì)仍然留在機(jī)床上的工件采取正確的處理方法。

　　非接觸式激光對(duì)刀

　　激光對(duì)刀儀為驗(yàn)證刀具的尺寸提供了一個(gè)快速的自動(dòng)化方法，特別在模具制造中，對(duì)檢驗(yàn)長期加工后的刀具磨損，起著關(guān)鍵的作用。激光對(duì)刀儀是高速、高精度調(diào)刀和檢測刀具斷裂的有效方法，具有良好的成本效益，在工作狀態(tài)下，當(dāng)?shù)毒咄ㄟ^激光束分度或以正常的速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，它能迅速地測量其長度和直徑。隨主軸速度工作的激光檢測可鑒別因主軸、刀具和刀座夾持不協(xié)調(diào)和徑向振動(dòng)而引起的誤差，這一功能是采用靜態(tài)對(duì)刀系統(tǒng)是無法實(shí)現(xiàn)的。有些NC數(shù)控對(duì)刀儀可以在最高橫向行程時(shí)檢測斷??。

　　當(dāng)?shù)毒咄ㄟ^激光束運(yùn)動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)電子裝置就會(huì)檢測到激光束的中斷，同時(shí)向控制器發(fā)出一個(gè)輸出信號(hào)。NC數(shù)控系統(tǒng)可以在激光束的任何地方精確地測量最小直徑為0.2 mm的刀具。當(dāng)激光