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标题 德玛吉在线测量技术研究
范文

    盛永刚 张晓婷 张启帆

    

    摘 要:该文以德玛吉五坐标加工中心为载体,开发设备新功能,拓展设备加工能力。通过掌握基于零件典型特征的在线测量技术,使其应用在产品铣加工过程中,实现将零件实际状态与理论编程相结合的加工方式,简化工艺过程中的编程难度,便于工程技术人员理解与掌握,为产品质量和效率地提升提供了一个新的思路。

    关键词:德玛吉五坐标;在线测量;机床

    中图分类号:TG506? ? ? ? ? 文献标志码:A

    0 引言

    随着新设备的不断引入,各种新功能日益增加,以新设备为载体,实现各种新功能的科学利用有助于更好地完成产品的加工作业。现如今需要积极做好新工艺的开发利用,对传统的工艺进行优化与改进,借助新的测量技术,拓展设备的加工能力,进而提升制造车间的技术能力已经成为一种现行有效的改善方法。该文以德玛吉五坐标为载体,为产品质量和效率地提升提供了一个新的思路。

    1 在线测量技术应用难点分析

    航空产品属于高精尖产品,不论是材质还是加工精度,都与普通工业制品不同,航空产品的制作、零部件的加工与制造都离不开在线测量技术。在线测量已广泛应用于航空产品的加工过程中,通过应用在线测量代替手工测量,可大大减少操作者承接工序加工时的劳动强度和加工风险。

    同时,如何将测量值巧妙植入测量程序,是体现在线测量应用价值的关键。

    2 技术方案制订与实施

    2.1 技术方案的制定

    在线测量模块应用可将技术方案分为以下3个部分:

    (1)德玛吉五坐标加工中心测量设备状态分析。

    (2)德玛吉五坐标基于零件典型特征的测量程序模板及解析。

    (3)在德玛吉五坐标中,将测量值巧妙植入测量程序。

    2.2 在线测量模块状态分析

    测量系统厂家:雷尼绍。

    测量程序系统:西门子840D。

    模块功能:工件找正、工序中的零件测量。

    2.3 德玛吉五坐标基于零件典型特征的测量程序模板及解析

    2.3.1 边沿测量:CYCLE978

    测量程序:CYCLE978(0,,,1,额定值,DFA,TSA,测量轴,测量方向,测量次数,"",,0,1.01,1.01,-1.01,,,,,1,1),其中额定值为基准值,DFA为测量路径,TSA为置信区域,测量轴选项输入1、2、3时分别对应X轴、Y轴、Z轴,测量方向选项输入1、2时分别对应正方向和负方向。这样,通过一个CYCLE978指令即可完成边沿测量。

    2.3.2 槽测量:CYCLE977

    测量程序:CYCLE977(3,,,1,W,,,DFA,TSA,0,1,1,,测量轴,测量次数,"",,0,1.01,1.01,-1.01,,,,,1,1),其中W为目标宽度值,DFA、TSA、测量轴选项、测量次数定义与边沿测量相同。这样,通过一个CYCLE977指令即可完成槽测量。

    2.3.3 隔断测量:CYCLE977

    测量程序:CYCLE977(4,,,1,W,,,DFA,TSA,0,DZ,1,,测量轴,测量次数,"",,0,1.01,-1.01,,,,,,1,0),其中DZ为到达测量高度的进给行程,其余参数含义与槽测量相同。

    2.3.4 孔测量:CYCLE977

    测量程序:CYCLE977(1,,,1,孔径目标值,,,DFA,TSA,0,1,1,,,1,"",,0,1.01,1.01,-1.01,,,,,1,1)。

    测量结果存储位置:_OVR [4]/ 孔的直径实际值,_OVR [5]/ 孔在橫坐标上的中心实际值,_OVR [6]/ 孔在纵坐标上的中心实际值。

    2.4 应用在线测量功能实现实际加工中的工程化应用

    2.4.1 德玛吉五坐标在线测量工程化应用一般步骤

    2.4.1.1应用在线测量技术设定零件实际坐标系Z0位置

    G54 Z0设定:手动移动测头至端面附近,通过CYCLE978 补偿目标:“G54零偏”,将Z值自动补偿至加工坐标系中。

    测量指令:

    "CYCLE978(100,1,,1,2,15,7,3,2,1," ",,0,1.01,1.01,-1.01,0.34,1,0,,1,1)”

    2.4.1.2应用在线测量技术得到零件实际坐标系X0、Y0位置

    G54 X0、Y0设定:测头位于工作台中心位置,即处于零件的上方,利于测头按理论基准面直径进行移动,完成对称4点的测量,得到零件中心实际的坐标系(X、Y), 通过CYCLE977 补偿目标:“G54零偏”,将X、Y值自动补偿至加工坐标系中。

    测量指令:

    "CYC LE977(101,1,,1,416.025,,,10,13,0,1,1,,,1," ",,0,1.01,1.01,-1.01,0.34,1,0,,1,1)) "

    2.4.1.3 角向找正

    加工坐标系设定后,手动将测头移动到角向孔上方大致中心位置,在新建立的坐标系下测量角向孔,得到角向孔中心位置,通过 CYCLE977 补偿目标:“仅测量”。

    测量指令:

    "CYCLE977(2,,,1,11,,,11,13,0,12,1,,,1,"",,0,1.01,1.01,-1.01,,,,,1,1)"角向孔与零件回转中心的位置关系可归纳为4种,因此角向找正程序编制时需考虑不同位置关系下的三角函数,才能保证测量结果带入加工程序的准确性。

    2.4.2 德玛吉五坐标在线测量工程化应用实例

    图1所示型槽沿圆周17处均布,槽深公差0.025 mm,由于型槽两侧端面平面度整体趋势不一致,执行定值加工时17个槽深难以保证均在公差带内,传统加工方式为每槽单独加工,通过打表测量,工序加工效率低、难度大。

    测量程序如下:

    N17 CYCLE978(0,,,1,2,10,10,3,2,1,"",,0,1.01,1.01,-1.01,,,,,1,1)

    N18 STOPRE

    N19 R[R2]=_OVR[4]

    N20 G0 Z10

    将测量基面坐标值通过R参数值入加工程序,即可完成全部型槽深度的自动化加工过程。

    加工程序如下:

    XOY-167

    Z=-23.0125+R[R2]

    3 结语

    该文以德玛吉五坐标加工中心为载体,通过开发机床新功能,掌握了基于零件典型特征的在线测量技术,拓展了设备的加工能力,将其应用在产品铣加工过程中,实现了零件的快速找正、刀长的自动补偿,降低了人工测量的误差,提升了在线测量的机械化程度,从而提升了加工过程的自动化程度,实现产品加工质量和效率的大幅提升。在线测量通过对传统工业进行优化升级,提升了在线测量的精度与准确度,为零部件的批量制作、零部件的高精度加工打下了良好的基础。

    参考文献

    [1]杨全利.测量技术在高校学生机械加工实训中的应用[J].南方农机,2019(4):56.

    [2]唐涛,杨嘉.在线检测技术在发动机零部件加工中的应用[J].汽车工艺与材料,2019(1):79.

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更新时间:2025/3/16 7:23:20