在模具制造過程中,采用5軸檢驗能夠在測量速度和精度方面帶來同樣的好處嗎?
在測量具有多種特點的零件(如傳動系統(tǒng)中的元件和復雜的雙曲面零件,其中包括機翼和渦輪機葉片等零件)時,采用5軸測量頭和探針測量系統(tǒng)可以給人們帶來意想不到的測量結果。例如,在測量一個飛機發(fā)動機零件時,其所耗費的時間已經(jīng)從原來的46min降低到4.5min,而檢測汽車12個閥座和汽缸蓋導向孔所需的時間從原來的30min減少到不足3min。在看到這些檢測結果以后,許多模具制造商提出了這樣一個問題:采用5軸檢測能否為他們的公司在檢測速度和精度方面帶來同樣的好處嗎?
快速檢測的含義
為了回答這個問題,首先要了解在實際生產(chǎn)操作中是如何達到快速檢測的,這一點十分重要。采用普通3軸掃描測量法的主要限制是在非迪卡爾軌道測量中,任何想要快速移動大質(zhì)量坐標測量機(CMM)的企圖,可能會因為加速度和減速度而導致慣性誤差。因此,唯一可以保持測量精度的方法是降低檢測速度。
1. 5軸檢驗的優(yōu)點
在5軸檢驗中,節(jié)約時間的關鍵是必須要能夠克服上述這種限制。該技術采用同步化測量頭,并在掃描過程中讓測量機運動,允許測量探針隨著零件幾何形狀的變化而迅速移動,這樣就不會帶來動態(tài)誤差。因此,在這種情況下CMM坐標測量機就能夠以恒定的速度運動,并同時進行測量,不會對測量的精度產(chǎn)生影響。
采用5軸檢測的第二個優(yōu)點是,由于其使用了尖端傳感式測量探針,因此使其測量精度有所提高。大部分模具制造商都熟悉采用5軸加工的方法,而且也了解使用較短刀具的好處。
由于5軸加工機床能夠使加工頭降低到零件的位置,然后使刀具針對工件表面的方向,因此使其有可能達到上述目標。在3軸加工中,必須采用較長的刀具,才能到達工件的表面,因此其測量精度較低。而采用同樣的方法,5軸檢驗的測量非常接近于零件的表面。這意味著在這里可以使用較短的測量探針,因此其所獲得的檢驗精度也相對較高。
2.應用軟件
由于這里需要采用最新的掃描技術,因此5軸檢測的成功應用也要求使用適當?shù)臋z測軟件/程序,以支持新型探針的使用,并驗證各主要CMM坐標測量機制造過程中所需的各種幾何形狀和自由形狀(圖)。
支持探針檢測的檢驗程序用來驗證各主要CMM坐標測量機制造過程中的幾何形狀和自由形狀
多年來,在生產(chǎn)移動測量臂系統(tǒng)的過程中,由于取得了相當豐富的經(jīng)驗。因此,CMM坐標測量機5軸檢驗所需的開發(fā)從中吸取了很多寶貴的經(jīng)驗。由于測量臂具有靈敏的伸縮性,測量探針能夠不斷地改變它們的方向,所以這些測量裝置能夠進行多軸檢測,支持其檢驗的軟件需要有能力處理由探針所檢測到的測量值。同樣,激光掃描器在這些測量臂上的使用也要求配置適當?shù)能浖,以便能夠(qū)Ξa(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)進行處理。這類測量系統(tǒng)可應用5軸檢測來處理由CMM坐標測量機獲取的大量測量數(shù)據(jù)。
[$page] 5軸檢驗程序的開發(fā)也采用了起初用于支持5軸加工的相關技術。同時,也使用了類似的程序驅(qū)動5軸運動,由于在加工系統(tǒng)中,能夠結合采用經(jīng)過驗證的5軸模擬技術和防碰撞檢測技術,因此這種新的檢驗軟件也從這里吸取了不少經(jīng)驗。同樣,還可以采用計算機模型來模擬加工工藝,從而開發(fā)了大量的通用型CMM坐標測量機,以便對整個系統(tǒng)的操作進行監(jiān)控,而不只是對零件周圍探針運動的監(jiān)控。這一切能夠使其在CMM坐標測量機上運行之前進行全面的檢驗,并在計算機上進行脫機測試。因此,用戶可以確信,檢驗程序?qū)⒛軌虬踩胤浅S行У剡\行,不會發(fā)生任何碰撞,從而導致探針和零件的損壞。
模具的應用
模具制造商能否像復雜的航空航天和汽車零件制造商那樣從5軸檢驗方法中獲得同樣的好處,將取決于模具的大小和復雜程度。對于制造大型模具,特別是型腔很深的模具制造商而言,由于能夠使用較短的尖端傳感式探針,因此采用5軸檢測方法可以獲得更精確的測量結果。對于制造小型和比較簡單的模具制造商而言,采用3軸CMM坐標測量機就可以提供比較完美、合適的檢驗報告。但隨著應用領域的不同,也可能會發(fā)生很大的變化。因此,至少也應該對5軸測量技術進行調(diào)研,以確定是否有可能增加其測量速度。
凡是制造設計復雜的零件的模具制造商,和那些對表面需要特別精密加工的企業(yè)而言,采用5軸測量系統(tǒng)可以獲取更多的測量值,其測量的速度也更為快捷,從而可以為他們的客戶完成更全面的檢驗報告。這對于那些生產(chǎn)大型模具和復合元件,如生產(chǎn)風力渦輪工博士工業(yè)品商城聲明:凡資訊來源注明為其他媒體來源的信息,均為轉載自其他媒體,并不代表本網(wǎng)站贊同其觀點,也不代表本網(wǎng)站對其真實性負責。您若對該文章內(nèi)容有任何疑問或質(zhì)疑,請立即與商城(jwggg.cn)聯(lián)系,本網(wǎng)站將迅速給您回應并做處理。
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