精密模具制造中的電極自動化檢測單元

蔡司供稿

有著“工業(yè)之母”稱號的模具可謂工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)裝備。據(jù)統(tǒng)計，75%的粗加工工業(yè)的產(chǎn)品零件、50%的精加工零件都依靠模具成形。想象一下，我們生活中隨處可見的各類商品都可能是從五花八門的模具演變而來。

近年來，隨著汽車工業(yè)、電子信息、家電、建材及機械等行業(yè)的高速發(fā)展，中國模具產(chǎn)業(yè)也進入了發(fā)展快車道。據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2017-2022年中國模具市場前景調(diào)查及投資機會研究報告》預(yù)測，2018年中國模具行業(yè)銷售總額將超過2000億元。但是值得留意的是，以精密、復(fù)雜、長壽命、大型模具為主的高檔模具目前仍有很大一部分依賴進口，這為模具制造商們留下了一些思考。

高檔模具究竟離“中國制造”有多遠(yuǎn)？——通常，這些高檔模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為了保證其壽命，制造精度要求極其苛刻，其加工工藝在經(jīng)過銑削加工后需要進行電火花加工，才能達標(biāo)。在這一生產(chǎn)過程中，需要留意一個影響模具精度的關(guān)鍵元素——電極（也稱為“銅公”）。電極一般在加工中心加工完畢后會被移入火花機進行放電。除了模具本身的加工誤差，電極也會出現(xiàn)尺寸誤差和中心偏移的問題，因此在放電加工之前，檢測電極的精度和中心偏移也變得十分重要。

整個模具生產(chǎn)的環(huán)節(jié)會經(jīng)過三道不同的工序：加工中心加工模具和電極；三坐標(biāo)測量機檢測工件及電極、實現(xiàn)刀具的預(yù)調(diào)；電火花機放電加工模具。

無處不在的測量專家

在過去，電極由于數(shù)量眾多、形狀各異、檢測程序耗時耗力等問題無疑為高效檢測設(shè)置了障礙，那應(yīng)該如何正確打開電極的自動化檢測方式？答案就是：您需要一個生產(chǎn)現(xiàn)場的測量專家，即可以無疑集成到生產(chǎn)線的自動化檢測。

譬如，可以想象一下這樣的畫面——機械手聽從指令從擺放整齊的電極料庫中進行拾取，旋即放置到檢測定位工裝上，再通過一臺車間型坐標(biāo)測量機進行電極自動測量。過程中每一環(huán)的信息都會被記錄，測量結(jié)果反饋給火花機或加工中心實現(xiàn)自動路徑修正……測量系統(tǒng)循環(huán)往復(fù)從而形成一個閉環(huán)。并且，該電極自動化檢測單元完全能夠跟上前端加工中心等設(shè)備的加工節(jié)拍。這樣一來，以往低效、繁瑣的模具及電極加工及檢測將被徹底顛覆。

自動化檢測的創(chuàng)新關(guān)鍵點包括：首先，將用戶的測量室搬到生產(chǎn)現(xiàn)場——在線型坐標(biāo)測量機無縫集成到生產(chǎn)線，避免耗時費力的運輸與等待；同時也能滿足生產(chǎn)線多產(chǎn)品快速切換生產(chǎn)節(jié)拍——機械手自動化更換握爪，用于抓取不同種類的工件和電極，提高零件加工和檢測效率；輕松實現(xiàn)自動測量，并實時監(jiān)控反饋加工質(zhì)量，使制造過程和質(zhì)量更加可靠。

整個測量系統(tǒng)的關(guān)鍵除了自動化的集成，還在于ZEISS DuraMax車間型坐標(biāo)測量機——直接嵌入于生產(chǎn)流水線，該設(shè)備受環(huán)境等因素影響極小，無需額外的外罩或空調(diào)，無需壓縮空氣，直接可以無縫集成到自動物流與信息流中。這令檢測真正從實驗室走向車間，實現(xiàn)了在線實時檢測。同時，無需硬件改動，通過自動編程就能快速適應(yīng)產(chǎn)品變化。

對于精密及超精密模具，ZEISS的另一款產(chǎn)品CONTURA三坐標(biāo)測量機還可以在試驗室組成自動化檢測單元隨時“待命”。其測量結(jié)果及數(shù)據(jù)能夠自動保存，無縫對接到MES系統(tǒng)，實現(xiàn)加工和檢測信息和數(shù)據(jù)的實時傳輸和反饋。

精密模具自動化檢測單元

ZEISS CMM CONTURA 1個檢測單元，可實現(xiàn)8個自動化。

在全面擁抱工業(yè)4.0或中國制造的新時代中，我們更享受于智能、自動帶來的便捷，并通過靈活運用大數(shù)據(jù)實現(xiàn)精準(zhǔn)生產(chǎn)。那么，像這樣一個模具及電極的自動化加工、檢測單元，究竟自動化程度有多厲害？相信下列的每一項都會令你迫不急待地想近距離感受一把。

（1）RFID自動識別。智能識別電極、工件身份信息及料架位置信息。

（2）自動生成測量程序。根據(jù)3D模型在手動或自動選擇測量點，系統(tǒng)自動生成測量程序。

DuraMax

DuraMax HTG

（3）自動化上下料。系統(tǒng)集成機械手自動上下料至加工中心、火花機、坐標(biāo)測量機。

（4）自動化零件測量。加工完成后，上料至三坐標(biāo)測量機，自動調(diào)用對應(yīng)測量程序并完成測量。

（5）自動刀具預(yù)調(diào)。三坐標(biāo)測量機自動輸出電極偏心，火花機根據(jù)電極偏心量自動優(yōu)化路徑。

（6）測量設(shè)備無縫集成到產(chǎn)線。坐標(biāo)測量機直接嵌入于生產(chǎn)流水線，實現(xiàn)在線自動化測量。

（7）自動分揀。根據(jù)檢測結(jié)果自動進行合格、不合格產(chǎn)品分揀。

（8）自動安全檢查。機械手在上下料和裝夾過程中都會進行自動安全檢查?！?/p>