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為模具制造(zao)業提(ti)供更好的工藝控制（一）

文章來源：admin 更新時間：2013-12-16 09:17:11

　　高精(jing)度的(de)機床、機床上(shang)的(de)探測技(ji)術及(ji)非接(jie)觸式對刀技(ji)術的(de)發(fa)展為模具加(jia)工的(de)自動化和快速(su)成(cheng)型提供了強大(da)的(de)工具。 　　

　　用于更(geng)(geng)快速、更(geng)(geng)省力(li)、更(geng)(geng)靈活生(sheng)產的(de)驅動機(ji)(ji)構(gou)使(shi)工(gong)(gong)業重點偏離了傳統(tong)的(de)后(hou)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)質(zhi)量管理。在(zai)大多(duo)數(shu)車(che)間中(zhong)，最(zui)昂貴而又(you)不能創造(zao)(zao)價值(zhi)的(de)工(gong)(gong)作就(jiu)是零(ling)(ling)件(jian)的(de)檢(jian)驗。檢(jian)驗不合(he)(he)格的(de)零(ling)(ling)件(jian)既浪費(fei)時間，又(you)浪費(fei)財(cai)力(li)和(he)人力(li)。現在(zai)的(de)注(zhu)意力(li)不是集中(zhong)在(zai)后(hou)期的(de)檢(jian)測，而是轉移到前(qian)期的(de)預(yu)防。其目的(de)是為了從一開(kai)(kai)始，就(jiu)按特別緊密的(de)配合(he)(he)公差和(he)最(zui)少的(de)加工(gong)(gong)時間生(sheng)產出(chu)100%的(de)合(he)(he)格產品。在(zai)這一宗(zong)旨(zhi)下(xia)，機(ji)(ji)床上開(kai)(kai)始應用各種各樣的(de)實踐(jian)技術，以(yi)達到更(geng)(geng)好的(de)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)控制目的(de)。自動化(hua)的(de)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)檢(jian)測可(ke)以(yi)使(shi)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)過程和(he)零(ling)(ling)件(jian)處于控制狀態(tai)，以(yi)盡量減少因(yin)操(cao)作員干預(yu)而造(zao)(zao)成的(de)停(ting)機(ji)(ji)時間。 　　

　　工(gong)(gong)(gong)藝(yi)控(kong)(kong)制方(fang)面(mian)的(de)這(zhe)些改進對于(yu)模具(ju)(ju)制造業(ye)來說是(shi)十分關鍵的(de)。絕大部分的(de)模具(ju)(ju)加(jia)工(gong)(gong)(gong)具(ju)(ju)有(you)一(yi)次成型的(de)特點，因(yin)為較高的(de)累計誤差值(zhi)會被轉(zhuan)移到(dao)復雜的(de)鑄型之中，這(zhe)就要求(qiu)我們必須一(yi)次就完成全部加(jia)工(gong)(gong)(gong)。同(tong)時，較短(duan)的(de)交(jiao)貨期和全球性的(de)競爭也需要有(you)更快的(de)加(jia)工(gong)(gong)(gong)模具(ju)(ju)。為了盡量減少(shao)操作(zuo)工(gong)(gong)(gong)人(ren)等(deng)因(yin)素的(de)干擾，這(zhe)些工(gong)(gong)(gong)藝(yi)控(kong)(kong)制系統(tong)為模具(ju)(ju)制造商增加(jia)了一(yi)對監控(kong)(kong)眼睛，有(you)利于(yu)在長(chang)期加(jia)工(gong)(gong)(gong)和第(di)二道(dao)、第(di)三(san)道(dao)工(gong)(gong)(gong)序中監控(kong)(kong)機(ji)床的(de)加(jia)工(gong)(gong)(gong)情況。 　　

　　機床的加工能(neng)力 　　

　　為了(le)預防(fang)缺陷的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發生，企業(ye)(ye)必(bi)須具(ju)備編輯(ji)工藝文件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能力和保證機(ji)(ji)床(chuang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)工藝精(jing)度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能力。為了(le)達到(dao)(dao)這一(yi)目的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，則(ze)需(xu)要(yao)按(an)照國家(jia)承認和接(jie)受的(de)(de)(de)(de)(de)(de)標準(zhun)(zhun)，如按(an)照ISO 230標準(zhun)(zhun)或(huo)ASME B5.54標準(zhun)(zhun)進行檢驗。這兩種標準(zhun)(zhun)都要(yao)求(qiu)使(shi)用球桿和激光干涉儀按(an)照所推薦的(de)(de)(de)(de)(de)(de)程序檢測機(ji)(ji)床(chuang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)精(jing)度。采用這些標準(zhun)(zhun)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)(de)并不是規(gui)定(ding)機(ji)(ji)床(chuang)必(bi)須滿(man)足某一(yi)精(jing)度，而(er)是要(yao)找(zhao)出機(ji)(ji)床(chuang)可以達到(dao)(dao)什么樣(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)精(jing)度水平(ping)。零(ling)件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)書面(mian)資(zi)料規(gui)定(ding)企業(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)床(chuang)精(jing)度必(bi)須能生產合格的(de)(de)(de)(de)(de)(de)零(ling)件，并在這一(yi)地方設定(ding)精(jing)度標桿。經測試可以讓您了(le)解您的(de)(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)床(chuang)能夠達到(dao)(dao)多(duo)高的(de)(de)(de)(de)(de)(de)水平(ping)。只要(yao)機(ji)(ji)床(chuang)能夠達到(dao)(dao)那個精(jing)度標桿，就具(ju)備了(le)工藝加(jia)工的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能力。 　　

　　現代的(de)(de)(de)機(ji)床都具(ju)備(bei)測試和校(xiao)準技(ji)術(shu)，而且也能夠提供這種技(ji)術(shu)，這樣車間(jian)(jian)能夠保證機(ji)床的(de)(de)(de)精度并(bing)且正常運行。越(yue)來越(yue)多的(de)(de)(de)工(gong)廠(chang)和大型車間(jian)(jian)擁有自(zi)己的(de)(de)(de)激光(guang)干涉(she)儀和電子設備(bei)，而小的(de)(de)(de)工(gong)廠(chang)則可以通(tong)過(guo)各種渠(qu)道，利用商業化(hua)方式，以具(ju)有競爭性的(de)(de)(de)價格通(tong)過(guo)租賃的(de)(de)(de)方式獲得設備(bei)以及(ji)檢測服務。 　　

　　實際上，現在可(ke)以(yi)為(wei)任何(he)車間提(ti)供(gong)伸縮(suo)式球桿(gan)檢測(ce)器，用于機(ji)床(chuang)(chuang)的(de)(de)(de)快速檢測(ce)，只(zhi)要15min就可(ke)完成(cheng)檢測(ce)任務，以(yi)維(wei)護機(ji)床(chuang)(chuang)的(de)(de)(de)加(jia)工精(jing)度。采用球桿(gan)檢測(ce)可(ke)以(yi)精(jing)確地(di)評價機(ji)床(chuang)(chuang)的(de)(de)(de)幾何(he)精(jing)度、正圓(yuan)度和(he)(he)粘/滑誤差(cha)、侍(shi)服增益誤配、振動、齒(chi)隙(xi)、重復精(jing)度和(he)(he)標尺的(de)(de)(de)誤配。一些球桿(gan)軟(ruan)件可(ke)以(yi)根據ISO 230-4和(he)(he)ASME B5.54和(he)(he)B5.57標準提(ti)供(gong)特定誤差(cha)的(de)(de)(de)診(zhen)斷，然后提(ti)供(gong)一份普通的(de)(de)(de)英語清單，按(an)照對機(ji)床(chuang)(chuang)精(jing)度的(de)(de)(de)整體影響順序，列出各種誤差(cha)的(de)(de)(de)來源。這(zhe)可(ke)以(yi)使機(ji)床(chuang)(chuang)維(wei)修人員直接針對有問題(ti)的(de)(de)(de)地(di)方(fang)進行處理。 　　

　　階(jie)段性(xing)的(de)(de)球桿(gan)測試跟得上機(ji)(ji)(ji)(ji)床的(de)(de)性(xing)能發(fa)展趨勢。預防(fang)性(xing)的(de)(de)維護有利于在機(ji)(ji)(ji)(ji)床偏離工(gong)(gong)藝加(jia)工(gong)(gong)能力(li)前事(shi)(shi)先做(zuo)出計劃(hua)。工(gong)(gong)業上一般趨向于按照(zhao)需要，而不是按照(zhao)時間(jian)來(lai)校(xiao)正(zheng)機(ji)(ji)(ji)(ji)床。沒有理由(you)為維護而抽出一臺正(zheng)在從事(shi)(shi)生(sheng)產的(de)(de)完好機(ji)(ji)(ji)(ji)器來(lai)進(jin)行校(xiao)正(zheng)。當發(fa)現有什么(me)不正(zheng)常的(de)(de)情況時，還是讓檢測球桿(gan)和生(sheng)產的(de)(de)零(ling)件來(lai)確定(ding)。檢測期間(jian)可(ke)以繼續生(sheng)產。 　　

　　機(ji)上(shang)探(tan)針檢測 　　

　　今天(tian)標準(zhun)機(ji)床所(suo)能達到的(de)(de)(de)精(jing)度(du)(du)和(he)重復精(jing)度(du)(du)已(yi)(yi)經接近(jin)過(guo)去只有CMM坐標測量機(ji)才(cai)能達到的(de)(de)(de)水(shui)平(ping)。這一(yi)功能可(ke)以(yi)(yi)使機(ji)床本身(shen)在關(guan)鍵的(de)(de)(de)加工(gong)(gong)工(gong)(gong)藝階段，用探針對工(gong)(gong)件進行(xing)自動(dong)檢測。一(yi)旦機(ji)床安裝(zhuang)了(le)測量儀器，測量探針就變(bian)成了(le)操作(zuo)員的(de)(de)(de)CNC測量計。檢測程序(xu)可(ke)作(zuo)為加工(gong)(gong)工(gong)(gong)藝中(zhong)的(de)(de)(de)一(yi)部(bu)分進行(xing)編程，并(bing)在各個點上自動(dong)運行(xing)，檢測尺(chi)寸和(he)位置以(yi)(yi)及提供必(bi)要的(de)(de)(de)補償。這樣可(ke)免(mian)除操作(zuo)人(ren)員使用千(qian)分表和(he)塞規進行(xing)測量，并(bing)消除人(ren)為因(yin)素造(zao)成控(kong)制系統(tong)中(zhong)卡具(ju)、零(ling)件和(he)刀具(ju)偏置所(suo)引起(qi)的(de)(de)(de)誤差。機(ji)上檢測已(yi)(yi)成為工(gong)(gong)藝的(de)(de)(de)一(yi)個部(bu)分，這是一(yi)個經過(guo)改進的(de)(de)(de)強大的(de)(de)(de)工(gong)(gong)藝工(gong)(gong)具(ju)，可(ke)在最短的(de)(de)(de)生產時間內(nei)，第一(yi)次就制造(zao)出合(he)格的(de)(de)(de)零(ling)件。 　　

　　可(ke)用于自(zi)動地(di)確(que)定零件的(de)位(wei)置(zhi)(zhi)，然后建立(li)起一個工(gong)(gong)(gong)(gong)作坐標系統，機上檢測可(ke)削減設(she)置(zhi)(zhi)時(shi)間，提高主軸的(de)利用率，降低卡具的(de)成本和(he)消(xiao)除非(fei)生產加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)通行(xing)時(shi)間。在復雜(za)的(de)零件加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)方面，原先需要45min時(shi)間調(diao)試卡具，現(xian)應(ying)用檢測裝置(zhi)(zhi)只需45s并(bing)且全部(bu)由CNC自(zi)動操作完成。在開(kai)始加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)鑄件或(huo)鍛件時(shi)，檢測裝置(zhi)(zhi)能確(que)定工(gong)(gong)(gong)(gong)件的(de)形狀，可(ke)避免(mian)因空切(qie)而(er)浪費時(shi)間，并(bing)可(ke)幫助確(que)定最佳的(de)刀具切(qie)入角(jiao)度。工(gong)(gong)(gong)(gong)藝過程中的(de)控制(zhi)是(shi)利用檢測裝置(zhi)(zhi)對切(qie)削過程中的(de)機床特(te)性(xing)、尺寸(cun)和(he)位(wei)置(zhi)(zhi)進(jin)行(xing)監控，同時(shi)驗證每一加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)工(gong)(gong)(gong)(gong)序各種特(te)點之(zhi)間的(de)精確(que)尺寸(cun)關系，以(yi)避免(mian)發(fa)生問題。可(ke)以(yi)對測頭編程，并(bing)按程序檢測各階段(duan)的(de)實際加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)結(jie)果，然后自(zi)動實現(xian)刀具補(bu)償，特(te)別是(shi)在粗(cu)加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)或(huo)半精加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)以(yi)后。 　　

　　參考檢(jian)測(ce)是將零(ling)件(jian)特點與一(yi)個(ge)尺寸(cun)樣(yang)(yang)(yang)板或已(yi)知位置和尺寸(cun)的基準表面進(jin)(jin)(jin)行比較，它(ta)能使(shi)CNC確定(ding)定(ding)位差距，然(ran)后產生一(yi)個(ge)偏移量(liang)來補(bu)償這一(yi)差距。在(zai)進(jin)(jin)(jin)行關(guan)鍵(jian)加工前，通過對仿造樣(yang)(yang)(yang)板的檢(jian)測(ce)，CNC就能夠針對樣(yang)(yang)(yang)板已(yi)知的尺寸(cun)檢(jian)查其自(zi)身的定(ding)位，然(ran)后對偏移量(liang)進(jin)(jin)(jin)行編(bian)程。如(ru)果(guo)尺寸(cun)樣(yang)(yang)(yang)板安裝在(zai)機(ji)床上并(bing)暴露(lu)于同樣(yang)(yang)(yang)的環(huan)(huan)境條件(jian)下，那么(me)可使(shi)用參考檢(jian)測(ce)監(jian)控和補(bu)償熱膨脹系數。其所產生的結果(guo)是一(yi)個(ge)閉路循(xun)環(huan)(huan)過程，不會受到(dao)操作員影響。 　　

　　每臺機床(chuang)(chuang)在(zai)(zai)(zai)(zai)其(qi)(qi)運動過程中以及在(zai)(zai)(zai)(zai)其(qi)(qi)結(jie)構(gou)中都存在(zai)(zai)(zai)(zai)許多(duo)自身固有的(de)(de)(de)小誤(wu)差(cha)，因此，在(zai)(zai)(zai)(zai)CNC的(de)(de)(de)編程位(wei)置(zhi)與刀尖真(zhen)實位(wei)置(zhi)之間總是存在(zai)(zai)(zai)(zai)著一點(dian)微小的(de)(de)(de)差(cha)距，即使在(zai)(zai)(zai)(zai)兩者之間經過激(ji)光(guang)補償調(diao)節(jie)至相(xiang)當一致(zhi)以后。可(ke)編程人造樣(yang)板檢測是進一步(bu)補償機床(chuang)(chuang)其(qi)(qi)余誤(wu)差(cha)的(de)(de)(de)好方(fang)法。它(ta)可(ke)為(wei)工(gong)(gong)藝(yi)控(kong)制(zhi)(zhi)提(ti)供反饋，能夠(gou)使定位(wei)精度接近機床(chuang)(chuang)重復精度的(de)(de)(de)規(gui)范要求(qiu)。這種閉路工(gong)(gong)藝(yi)控(kong)制(zhi)(zhi)可(ke)以使加(jia)工(gong)(gong)中心的(de)(de)(de)加(jia)工(gong)(gong)精度達到鏜銑(xian)床(chuang)(chuang)和其(qi)(qi)他精密(mi)機床(chuang)(chuang)的(de)(de)(de)加(jia)工(gong)(gong)水平。