德瑪吉在線測(cè)量技術(shù)研究

盛永剛 張曉婷 張啟帆

摘 要：該文以德瑪吉五坐標(biāo)加工中心為載體，開發(fā)設(shè)備新功能，拓展設(shè)備加工能力。通過(guò)掌握基于零件典型特征的在線測(cè)量技術(shù)，使其應(yīng)用在產(chǎn)品銑加工過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)將零件實(shí)際狀態(tài)與理論編程相結(jié)合的加工方式，簡(jiǎn)化工藝過(guò)程中的編程難度，便于工程技術(shù)人員理解與掌握，為產(chǎn)品質(zhì)量和效率地提升提供了一個(gè)新的思路。

關(guān)鍵詞：德瑪吉五坐標(biāo);在線測(cè)量;機(jī)床

中圖分類號(hào)：TG506? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

隨著新設(shè)備的不斷引入，各種新功能日益增加，以新設(shè)備為載體，實(shí)現(xiàn)各種新功能的科學(xué)利用有助于更好地完成產(chǎn)品的加工作業(yè)?，F(xiàn)如今需要積極做好新工藝的開發(fā)利用，對(duì)傳統(tǒng)的工藝進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)，借助新的測(cè)量技術(shù)，拓展設(shè)備的加工能力，進(jìn)而提升制造車間的技術(shù)能力已經(jīng)成為一種現(xiàn)行有效的改善方法。該文以德瑪吉五坐標(biāo)為載體，為產(chǎn)品質(zhì)量和效率地提升提供了一個(gè)新的思路。

1 在線測(cè)量技術(shù)應(yīng)用難點(diǎn)分析

航空產(chǎn)品屬于高精尖產(chǎn)品，不論是材質(zhì)還是加工精度，都與普通工業(yè)制品不同，航空產(chǎn)品的制作、零部件的加工與制造都離不開在線測(cè)量技術(shù)。在線測(cè)量已廣泛應(yīng)用于航空產(chǎn)品的加工過(guò)程中，通過(guò)應(yīng)用在線測(cè)量代替手工測(cè)量，可大大減少操作者承接工序加工時(shí)的勞動(dòng)強(qiáng)度和加工風(fēng)險(xiǎn)。

同時(shí)，如何將測(cè)量值巧妙植入測(cè)量程序，是體現(xiàn)在線測(cè)量應(yīng)用價(jià)值的關(guān)鍵。

2 技術(shù)方案制訂與實(shí)施

2.1 技術(shù)方案的制定

在線測(cè)量模塊應(yīng)用可將技術(shù)方案分為以下3個(gè)部分：

（1）德瑪吉五坐標(biāo)加工中心測(cè)量設(shè)備狀態(tài)分析。

（2）德瑪吉五坐標(biāo)基于零件典型特征的測(cè)量程序模板及解析。

（3）在德瑪吉五坐標(biāo)中，將測(cè)量值巧妙植入測(cè)量程序。

2.2 在線測(cè)量模塊狀態(tài)分析

測(cè)量系統(tǒng)廠家：雷尼紹。

測(cè)量程序系統(tǒng)：西門子840D。

模塊功能：工件找正、工序中的零件測(cè)量。

2.3 德瑪吉五坐標(biāo)基于零件典型特征的測(cè)量程序模板及解析

2.3.1 邊沿測(cè)量：CYCLE978

測(cè)量程序：CYCLE978（0，，，1，額定值，DFA，TSA，測(cè)量軸，測(cè)量方向，測(cè)量次數(shù)，""，，0，1.01，1.01，-1.01，，，，，1，1），其中額定值為基準(zhǔn)值，DFA為測(cè)量路徑，TSA為置信區(qū)域，測(cè)量軸選項(xiàng)輸入1、2、3時(shí)分別對(duì)應(yīng)X軸、Y軸、Z軸，測(cè)量方向選項(xiàng)輸入1、2時(shí)分別對(duì)應(yīng)正方向和負(fù)方向。這樣，通過(guò)一個(gè)CYCLE978指令即可完成邊沿測(cè)量。

2.3.2 槽測(cè)量：CYCLE977

測(cè)量程序：CYCLE977（3，，，1，W，，，DFA，TSA，0，1，1，，測(cè)量軸，測(cè)量次數(shù)，""，，0，1.01，1.01，-1.01，，，，，1，1），其中W為目標(biāo)寬度值，DFA、TSA、測(cè)量軸選項(xiàng)、測(cè)量次數(shù)定義與邊沿測(cè)量相同。這樣，通過(guò)一個(gè)CYCLE977指令即可完成槽測(cè)量。

2.3.3 隔斷測(cè)量：CYCLE977

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

2.3.4 孔測(cè)量：CYCLE977

測(cè)量程序：CYCLE977（1，，，1，孔徑目標(biāo)值，，，DFA，TSA，0，1，1，，，1，""，，0，1.01，1.01，-1.01，，，，，1，1）。

測(cè)量結(jié)果存儲(chǔ)位置：_OVR [4]/ 孔的直徑實(shí)際值，_OVR [5]/ 孔在橫坐標(biāo)上的中心實(shí)際值，_OVR [6]/ 孔在縱坐標(biāo)上的中心實(shí)際值。

2.4 應(yīng)用在線測(cè)量功能實(shí)現(xiàn)實(shí)際加工中的工程化應(yīng)用

2.4.1 德瑪吉五坐標(biāo)在線測(cè)量工程化應(yīng)用一般步驟

2.4.1.1應(yīng)用在線測(cè)量技術(shù)設(shè)定零件實(shí)際坐標(biāo)系Z0位置

G54 Z0設(shè)定：手動(dòng)移動(dòng)測(cè)頭至端面附近，通過(guò)CYCLE978 補(bǔ)償目標(biāo)：“G54零偏”，將Z值自動(dòng)補(bǔ)償至加工坐標(biāo)系中。

測(cè)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(yīng)用在線測(cè)量技術(shù)得到零件實(shí)際坐標(biāo)系X0、Y0位置

G54 X0、Y0設(shè)定：測(cè)頭位于工作臺(tái)中心位置，即處于零件的上方，利于測(cè)頭按理論基準(zhǔn)面直徑進(jìn)行移動(dòng)，完成對(duì)稱4點(diǎn)的測(cè)量，得到零件中心實(shí)際的坐標(biāo)系（X、Y）， 通過(guò)CYCLE977 補(bǔ)償目標(biāo)：“G54零偏”，將X、Y值自動(dòng)補(bǔ)償至加工坐標(biāo)系中。

測(cè)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(biāo)系設(shè)定后，手動(dòng)將測(cè)頭移動(dòng)到角向孔上方大致中心位置，在新建立的坐標(biāo)系下測(cè)量角向孔，得到角向孔中心位置，通過(guò) CYCLE977 補(bǔ)償目標(biāo)：“僅測(cè)量”。

測(cè)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(zhuǎn)中心的位置關(guān)系可歸納為4種，因此角向找正程序編制時(shí)需考慮不同位置關(guān)系下的三角函數(shù)，才能保證測(cè)量結(jié)果帶入加工程序的準(zhǔn)確性。

2.4.2 德瑪吉五坐標(biāo)在線測(cè)量工程化應(yīng)用實(shí)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(cè)端面平面度整體趨勢(shì)不一致，執(zhí)行定值加工時(shí)17個(gè)槽深難以保證均在公差帶內(nèi)，傳統(tǒng)加工方式為每槽單獨(dú)加工，通過(guò)打表測(cè)量，工序加工效率低、難度大。

測(cè)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(cè)量基面坐標(biāo)值通過(guò)R參數(shù)值入加工程序，即可完成全部型槽深度的自動(dòng)化加工過(guò)程。

加工程序如下：

XOY-167

Z=-23.0125+R[R2]

3 結(jié)語(yǔ)

該文以德瑪吉五坐標(biāo)加工中心為載體，通過(guò)開發(fā)機(jī)床新功能，掌握了基于零件典型特征的在線測(cè)量技術(shù)，拓展了設(shè)備的加工能力，將其應(yīng)用在產(chǎn)品銑加工過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)了零件的快速找正、刀長(zhǎng)的自動(dòng)補(bǔ)償，降低了人工測(cè)量的誤差，提升了在線測(cè)量的機(jī)械化程度，從而提升了加工過(guò)程的自動(dòng)化程度，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品加工質(zhì)量和效率的大幅提升。在線測(cè)量通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)工業(yè)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，提升了在線測(cè)量的精度與準(zhǔn)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(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]楊全利.測(cè)量技術(shù)在高校學(xué)生機(jī)械加工實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用[J].南方農(nóng)機(jī)，2019（4）：56.

[2]唐濤，楊嘉.在線檢測(cè)技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)零部件加工中的應(yīng)用[J].汽車工藝與材料，2019（1）：79.