五軸數(shù)控機(jī)床在線測量分析方法研究

王立鵬

(齊齊哈爾二機(jī)床(集團(tuán))有限責(zé)任公司，黑龍江 齊齊哈爾 161005)

1 五軸數(shù)控機(jī)床在線檢測系統(tǒng)的組成

五軸數(shù)控機(jī)床所配備的在線檢測系統(tǒng)可以分為2臺，第一種是直接地通過調(diào)用測量宏程序庫，而不使用計算機(jī)進(jìn)行輔助而完成整個工件的測量；而第二種則是需要自己開發(fā)出測量程序庫，并且利用計算機(jī)對于運行程序進(jìn)行編制，并且還應(yīng)當(dāng)由反應(yīng)中心及時地生成檢測程序，之后將該程序傳到數(shù)控系統(tǒng)當(dāng)中而起到測量作用。以上2種檢測系統(tǒng)分類的主要依據(jù)點主要的是看其是否與計算機(jī)系統(tǒng)連接。而在數(shù)控機(jī)床加工中心在線檢測系統(tǒng)當(dāng)中，融入計算機(jī)系統(tǒng)也能夠補(bǔ)充測頭系統(tǒng)的不足之處，從而能夠利用計算機(jī)的綜合能力，提高檢測的進(jìn)度以及可操作性，從而做好各項檢測工作。

2 對其檢測方法進(jìn)行探究

2.1 定位測頭以及測量距離

為了能夠在五軸數(shù)控機(jī)床使用過程當(dāng)中使用觸發(fā)式測頭對于工件進(jìn)行測量，就需要設(shè)置一些中間的定位點。防止在測量過程當(dāng)中，工件發(fā)生碰撞而影響其后續(xù)的質(zhì)量。同時還需要設(shè)置有快速的定位點，防止因為測頭在機(jī)床使用過程當(dāng)中移動距離過大，從而能夠使得測頭能夠快速地進(jìn)行前進(jìn)，從而進(jìn)一步提高機(jī)床的測量效率。而為了能夠規(guī)劃出更短的測量路徑，則需要定義已接觸距離、搜索距離、回退距離等3個距離而達(dá)到這一目的。

2.2 規(guī)劃檢測路徑

在五軸數(shù)控機(jī)床應(yīng)用過程當(dāng)中，使用觸發(fā)式測頭進(jìn)行檢測過程當(dāng)中，可以根據(jù)被測表面在檢測點之間的接觸以及相關(guān)的參數(shù)，而選擇出最短的檢測路徑。而通過這種方法進(jìn)行測量，能夠進(jìn)一步補(bǔ)償測頭半徑，同時使用這種方法也能夠使得側(cè)頭直接地接觸被測物體的表面，不出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。同時在規(guī)劃檢測路徑時，還需要進(jìn)一步確定選題單元以及相關(guān)的關(guān)系，同時還需要選擇最適合的測量工藝。而在進(jìn)行測量工藝的選擇時，還要考慮到多個影響因素，包括安裝以及測量機(jī)面、使得零件定位于數(shù)控機(jī)床之上，之后還需要進(jìn)一步規(guī)劃測量工具、判斷測量過程當(dāng)中需要測量哪些參數(shù)、判斷參數(shù)是直接測量還是間接測量，同時還需要進(jìn)一步確定測點的位置，之后還需要進(jìn)行防碰撞檢驗，防止數(shù)控機(jī)床以及測頭還有其余的附件發(fā)生碰撞。

2.3 檢測具有曲面特征的工件

使用五軸數(shù)控機(jī)床對曲面進(jìn)行在線檢測，就需要確定最為合適的測量點，并且還需要對于曲面工件的誤差進(jìn)行分析。而這一項分析工作具有十分復(fù)雜的操作步驟，為了進(jìn)一步保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，就需要正確的選擇測量點，因為在在線測量的前期，為了更好地對曲面車間內(nèi)工件進(jìn)行檢測，則需要使用網(wǎng)格的方法選擇出最為合適的測量點，根據(jù)所需要測量曲面的曲面形狀以及曲率大小而生成測量點，之后使用之字形的檢測路徑進(jìn)一步地提高在線檢測的檢測效果，同時在生成最短的路徑。同時還需要根據(jù)測量點的分布，依次地將測量點進(jìn)行連接。同時在測量過程當(dāng)中務(wù)必要保證每一個測量點只檢測一次，從安全的角度出發(fā)，還需要進(jìn)一步檢查所生成的最終檢測路徑，防止在檢測的過程當(dāng)中測量的工件以及測頭系統(tǒng)發(fā)生碰撞，從而影響到最終的檢測效果。同時如果測量點以及檢測工件在運動時出現(xiàn)碰撞現(xiàn)象，導(dǎo)致測頭受力過大可能會危害到測頭本身，就立刻停止測頭系統(tǒng)的應(yīng)用，并且進(jìn)行報警，防止測頭受到嚴(yán)重?fù)p害，而影響到數(shù)控機(jī)床的精密度以及完整度。在對曲面工件進(jìn)行測量的過程當(dāng)中，使用觸發(fā)式的側(cè)頭進(jìn)行測量，并且將測量過程當(dāng)中曲面的下陷區(qū)域規(guī)定為測量點，計算曲面上測量點所與之對應(yīng)的曲率半徑，判斷曲率半徑以及測頭半徑之間的大小關(guān)系，如果前者小于后者則可以將其視為劣質(zhì)測量點，直接地將其剔除，之后再次進(jìn)入檢測路徑當(dāng)中之后，再選擇先前的測量點進(jìn)行第二次測量。

3 結(jié)束語

本文主要研究了五軸數(shù)控機(jī)床在線測量路程當(dāng)中系統(tǒng)的基本組成，以及在測量過程當(dāng)中具體應(yīng)用的檢測方法。通過對于測頭進(jìn)行定位，并且進(jìn)一步判斷測量距離，尋找測量點，同時在檢測具有曲面特性的工件，比如說航空航天中機(jī)身結(jié)構(gòu)以及模具等的過程中，對工件的表面外形進(jìn)行了雕刻，從而方便之后的設(shè)計以及加工工作，篩選出不符合要求的工件，從而進(jìn)一步減輕工作者的工作量，并且使工件加工過程具備更高的切削效率，為航空航天行業(yè)發(fā)展做出突出貢獻(xiàn)。