技術(shù)

    在過去幾年，中國大量引進(jìn)國外先進(jìn)加工和檢測設(shè)備，在硬件方面已經(jīng)達(dá)到了較高的水平，解決了在機(jī)械加工制造領(lǐng)域中的硬件問題，繼而引進(jìn)的是先進(jìn)的CAD/CAM系統(tǒng)，同時也帶來了一部分CAM軟件不能解決的問題。

　　如何尋求更高層次的高速、5軸技術(shù)呢？如何提高加工效率、編程質(zhì)量、機(jī)床安全性、設(shè)備利用率和節(jié)約刀具成本等？針對這些問題，國際上出現(xiàn)了更先進(jìn)的制造技術(shù)。例如，數(shù)控機(jī)床在線質(zhì)量控制系統(tǒng)（OMV）和自適應(yīng)加工（FS-FIXTURE）等。這些技術(shù)在空客、波音/麥道、GE航空、NASA、Hyde集團(tuán)，以及Goodrich大量應(yīng)用，而在國內(nèi)仍然需要進(jìn)一步引進(jìn)消化。制造業(yè)的木桶原理同樣存在，一個環(huán)節(jié)的落后，導(dǎo)致的結(jié)果將仍然是整體落后。

　　目前國內(nèi)航空、兵器制造業(yè)和光學(xué)高精密制造存在的數(shù)控機(jī)床在線質(zhì)量控制問題已經(jīng)非常普遍。大家都在尋求一種有效的解決方案，那么使用原始CAD模型作為理論依據(jù)進(jìn)行數(shù)控加工過程的產(chǎn)品質(zhì)量控制，嚴(yán)格控制制造過程的相關(guān)尺寸精度公差、形位公差、過程余量與工藝評估調(diào)整等成為理想解決方案，本文從該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)嵤┓绞竭M(jìn)行了闡述。

　　“在機(jī)檢測”（OMV）解決方案是一種在數(shù)控加工機(jī)床上使用的，用于自動化測量自由曲面和幾何體的離線編程軟件系統(tǒng)。采用在機(jī)檢測航空航天制造企業(yè)用戶可方便地在初加工和半精加工等階段就很好地控制產(chǎn)品精度。在加工過程中，當(dāng)零件沒有被從數(shù)控機(jī)床上卸下來之前，做出制造過程中是否繼續(xù)和是否返工等的“英明”的決定。通過對加工的每一個階段監(jiān)測被加工零件的質(zhì)量，從而可節(jié)省大量的加工時間。它能夠盡早地發(fā)現(xiàn)加工中出現(xiàn)的任何誤差，并盡快地將其修正，從而極大地降低成本。

　　該系統(tǒng)選用高精度的Renishaw MP700測頭系統(tǒng)和Delcam的在機(jī)檢測軟件Delcam Powerinspect OMV，測頭MP300精度可以達(dá)到1~2μm，能夠適用大多數(shù)精密零件的在線檢測，Delcam Powerinspect OMV能方便快捷地完成加工模型樣本和CAD原始數(shù)據(jù)之間的對比檢測，它不僅是一個全能的檢測專家，還能生成圖文并茂、清晰易懂的檢測報告。OMV系統(tǒng)也可進(jìn)行脫機(jī)編程，預(yù)先生成檢測數(shù)控程序，輸入數(shù)控機(jī)床，并結(jié)合檢測運(yùn)動的仿真、碰撞和干涉檢查，以減少在機(jī)檢測的時間和工序。

　　 OMV在機(jī)檢測系統(tǒng)，還能監(jiān)控在任意加工工序階段的工件質(zhì)量情況，能及時發(fā)現(xiàn)并修改錯誤，從而節(jié)省大量的加工時間和加工成本。例如，它能精確地檢測出粗加工之后各曲面的加工余量，而不用等到全部加工完成后才能發(fā)現(xiàn)加工過程中是否存在錯誤。OMV在機(jī)檢測系統(tǒng)，還能監(jiān)控在任意加工工序階段的工件質(zhì)量情況，能及時發(fā)現(xiàn)并修改錯誤，從而節(jié)省大量的加工時間和成本。在一些精密零件的制作過程中，往往會在最后的工序產(chǎn)生廢品，那么及早發(fā)現(xiàn)問題，避免廢品的出現(xiàn)顯得尤為重要。

　　同樣地，該系統(tǒng)也適用于測量任何加工失誤造成的刀具或工件的損壞程度。

　　實(shí)現(xiàn)OMV數(shù)控機(jī)床在機(jī)檢測，同樣也能惠及那些應(yīng)客戶要求必須提供獨(dú)立產(chǎn)品檢測的公司。通過直接在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行工件的初步檢測，能及時發(fā)現(xiàn)并修改錯誤，避免直到產(chǎn)品運(yùn)送給檢測者后才發(fā)現(xiàn)錯誤的情況發(fā)生。

　　檢測和制造理論數(shù)據(jù)必須要求統(tǒng)一，那么OMV采用和現(xiàn)代數(shù)字制造同樣的理論依據(jù)CAD模型進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測，同時輸出必須的數(shù)據(jù)。另外，還有幾個方面：

　　(1)零件質(zhì)量檢測：形位公差、曲面誤差等；

　　(2)裝配件的檢測：裝配誤差檢測、裝具檢測；

　　(3)優(yōu)化調(diào)整指導(dǎo)：裝配優(yōu)化調(diào)整方案也可以充分采用，然后輸出相同的數(shù)據(jù)，輸出多種形式的檢測報告，提供給工藝和制造體系的所有環(huán)節(jié)。

　　同時可以支持5軸機(jī)床，其主要優(yōu)勢在于能夠在不需要重新裝夾工件的情況下，檢測任何倒勾形面情況。同樣，它能檢測到工件內(nèi)部無法直接沿Z軸方向檢測的特征的加工情況。例如，不同角度上的一系列孔，只需通過一個步驟就能檢測完畢。此外，當(dāng)檢測較深的型腔或側(cè)壁時，可以采用較短的探針，通過降低刀頭位置靠近工件，并沿著曲面傾斜探針進(jìn)行檢測，評估整個零件的誤差和形位公差。

　　采用OMV在機(jī)檢測，受益最明顯的是那些不具備檢測能力的生產(chǎn)廠家。大多數(shù)企業(yè)為了檢測一些大型零部件而花費(fèi)巨額資金來配備專業(yè)設(shè)備，這樣的情況是不切實(shí)際的。大多現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床都配備了或可加上幫助工件裝夾的測量裝置。現(xiàn)在，這些數(shù)控機(jī)床如果配上PowerINSPECT的OMV模塊，則僅需花費(fèi)極小的額外費(fèi)用即可使這些測量裝置也具備檢測能力。其脫機(jī)編制完整檢測數(shù)控程序的功能，盡可能減少加工過程中發(fā)生操作中斷的情況。同時進(jìn)行更新的自適應(yīng)加工（PS-FIXTURE）的前提也必須是設(shè)備具備檢測功能，才能有效的實(shí)施自適應(yīng)加工。