機(jī)床車磨滾道在線測(cè)量功能開(kāi)發(fā)

周冬

（齊重?cái)?shù)控裝備股份有限公司，黑龍江 齊齊哈爾161000）

1 概述

隨著科技進(jìn)步和人工智能的快速發(fā)展，自動(dòng)化內(nèi)涵不斷深化，其中金屬加工自動(dòng)化產(chǎn)品靈活多樣，既可提供從項(xiàng)目規(guī)劃、實(shí)施到交鑰匙總包，也可以提供其中某一部分的服務(wù)。業(yè)務(wù)的核心在于加工工藝、工裝夾具、在線測(cè)量與自動(dòng)化的設(shè)計(jì)和系統(tǒng)集成。

高精度車磨床是公司最近開(kāi)發(fā)的用于軸承內(nèi)外滾道加工的新產(chǎn)品，具有軸承滾道車削和磨削，軸承滾道在線測(cè)量功能。

較大型軸承滾道加工，傳統(tǒng)的測(cè)量方法是在滾道加工完成后，由兩名操作工各執(zhí)專用長(zhǎng)桿檢尺一端，兩人端平檢尺，一人找好固定點(diǎn)由另一人主測(cè)，測(cè)量后把檢尺送至車間檢定間與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比對(duì)得出，測(cè)量一次至少需要十三、四分鐘。

長(zhǎng)桿檢尺2、3 米長(zhǎng)，測(cè)量難度較大，環(huán)節(jié)多、效率低、誤差大。因此車磨床滾道在線測(cè)量功能開(kāi)發(fā)是必要的。

2 研究的方法

2.1 制作滾道測(cè)量人機(jī)操作界面及測(cè)量程序

在上面測(cè)量操作界面中送入圖紙要求的滾道圓弧半徑，和粗測(cè)的工件上端直徑等值，通過(guò)這種方式給相關(guān)R 參數(shù)賦值。編寫(xiě)含有這些R 參數(shù)的測(cè)量程序，執(zhí)行測(cè)量程序就可測(cè)出滾道上同側(cè)不同三點(diǎn)的坐標(biāo)值。程序根據(jù)此三點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算出滾道上球心坐標(biāo)并在測(cè)量人機(jī)界面上顯示。賦值給R 參數(shù)并編入磨削程序，以此確定下次磨削的起始點(diǎn)。

測(cè)量循環(huán)是用于解決特定測(cè)量任務(wù)的普通子程序，可以在具體問(wèn)題上通過(guò)參數(shù)匹配測(cè)量任務(wù)。工件測(cè)量時(shí)測(cè)量頭象一個(gè)刀具一樣在夾緊的工件上運(yùn)行并獲取測(cè)量值。通過(guò)柔性測(cè)量循環(huán)結(jié)構(gòu)完成幾乎所有的機(jī)床中待處理的測(cè)量任務(wù)。

編程時(shí)必須注意：

在調(diào)用前取消選擇刀具半徑補(bǔ)償（G40）。

之前定義好全部參數(shù)。

循環(huán)最遲在第5 個(gè)程序界面中調(diào)用。

對(duì)于單位系統(tǒng)，可以通過(guò)切換的技術(shù)數(shù)據(jù)在編程的與基本系統(tǒng)有偏差的單位系統(tǒng)中測(cè)量。

可以用有效的G70, G700 切換到 公制 基本系統(tǒng)。

可以用有效的G71, G710 切換到 英制 基本系統(tǒng)。

測(cè)量循環(huán)使用自身的GUD 和LUD 變量（全局用戶數(shù)據(jù)和局部用戶數(shù)據(jù)）。通過(guò)NC 機(jī)床數(shù)據(jù)配置為此所需的存儲(chǔ)器區(qū)域。對(duì)存儲(chǔ)器空間相關(guān)的GUD 變量要求在裝載數(shù)據(jù)模塊GUD5和GUD6 時(shí)產(chǎn)生！若要安裝功能“在JOG 方式下測(cè)量”，則還需要裝載數(shù)據(jù)模塊GUD7。LUD 變量只在用于程序或者循環(huán)的運(yùn)行時(shí)間時(shí)才生成。這樣，為此所需的存儲(chǔ)器空間（DRAM）在程序處理期間按要求被占用。應(yīng)該給該LUD 存儲(chǔ)器配置足夠的預(yù)留空間，因?yàn)樵诔绦蛱幚聿煌碾A段中可能會(huì)通過(guò)NC 出現(xiàn)一個(gè)重要的不同存儲(chǔ)器空間要求。

2.2 測(cè)量方法

把緊測(cè)量支架、測(cè)頭座，調(diào)試測(cè)頭確保觸發(fā)后動(dòng)作正確，利用用戶加工后產(chǎn)品作為測(cè)量對(duì)象。使接觸式測(cè)頭從垂直方向、水平方向、法線方向接觸滾道上三個(gè)點(diǎn)，計(jì)算得到的滾道球心坐標(biāo)值。經(jīng)多次比較發(fā)現(xiàn)從垂直方向、法線方向測(cè)量誤差大，數(shù)據(jù)不如從水平方向測(cè)量穩(wěn)定。

2.3 三個(gè)接觸點(diǎn)標(biāo)定

先標(biāo)定要測(cè)三個(gè)接觸點(diǎn)，垂直方向運(yùn)行到要測(cè)點(diǎn)的W 坐標(biāo), 探針?biāo)椒较蚪咏鼭L道用塞尺檢測(cè)并記下此點(diǎn)水平坐標(biāo)a，用測(cè)量程序測(cè)出此點(diǎn)水平坐標(biāo)b，則標(biāo)定值為c=b-a。以此方法依次標(biāo)定測(cè)量時(shí)接觸的三個(gè)點(diǎn)。在滾道測(cè)量程序中測(cè)定坐標(biāo)減去標(biāo)定值c 即為該點(diǎn)的實(shí)際水平坐標(biāo)。

3 滾道測(cè)量結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

高精度車磨床滾道測(cè)量的結(jié)構(gòu)是左側(cè)選用外購(gòu)的力士樂(lè)十字滑臺(tái)，十字滑臺(tái)上裝有雷尼紹公司的接觸式測(cè)頭。

由于沒(méi)有檢測(cè)誤差變化的傳感器，只能修改測(cè)量程序，增加水平方向、垂直方向的溫度變化補(bǔ)償程序。（水平方向測(cè)量工件上端直徑值與實(shí)測(cè)值相減做補(bǔ)償值，垂直方向測(cè)量工件下端基準(zhǔn)點(diǎn)與工件W 方向零點(diǎn)相減做補(bǔ)償值。）

再次測(cè)量數(shù)據(jù)比較穩(wěn)定。經(jīng)過(guò)多次測(cè)量、調(diào)整修改測(cè)量程序，最終測(cè)量誤差穩(wěn)定在20 微米以內(nèi)，測(cè)量程序運(yùn)行時(shí)間3 分30 秒,照老式測(cè)量方法縮短了時(shí)間，提高了測(cè)量精度，滿足了用戶測(cè)量要求。并且測(cè)量結(jié)果可打印。

4 測(cè)量情況介紹

在用戶調(diào)試滾道測(cè)量程序時(shí)發(fā)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)不穩(wěn)。經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)比對(duì)分析發(fā)現(xiàn)溫度變化對(duì)測(cè)量數(shù)值影響很大，環(huán)境溫度改變、機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)使油溫上升使工作臺(tái)和橫梁產(chǎn)生變形,影響測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確值。

由于機(jī)床和工件都存在熱脹冷縮，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)影響較大應(yīng)選擇機(jī)床在恒溫車間工作，并且選用較大容量的油冷機(jī)使油溫能穩(wěn)定控制在相對(duì)穩(wěn)定的范圍內(nèi)。增強(qiáng)測(cè)量支架剛性，不要制作太長(zhǎng)。測(cè)量探針可選用短一些，能減少測(cè)量誤差。選用精度高和保持性好的十字滑臺(tái)，目前的十字滑臺(tái)位置控制精度沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)要求。測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)不應(yīng)設(shè)立在工作臺(tái)、立柱、橫梁上，應(yīng)單獨(dú)設(shè)立，并選用不易受熱變形的材質(zhì)。做好隔離防護(hù)帶，防止外部震動(dòng)對(duì)機(jī)床加工和測(cè)量的影響。

5 結(jié)論

滾道測(cè)量功能的開(kāi)發(fā)，降低了操作工人在工件測(cè)量上的難度，提升了工作效率和檢測(cè)質(zhì)量，為用戶節(jié)約了大量的人力成本和時(shí)間成本以及培訓(xùn)成本，機(jī)床的使用為用戶創(chuàng)造了巨大的利潤(rùn)。同時(shí)，提升我公司該系列機(jī)床的產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，豐富了產(chǎn)品功能，同樣為企業(yè)創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。