在线测量技术在精密磨床中的应用

时间:2022-09-25作者:佚名

数控加工一般采用离线测量模式,工件加工完成后需要搬运到检验部门进行检验,这种测量方式工件需要重新找正、设定原点,人为因素带入一定的误差,影响测量精度;工件在搬运、装卡过程中也容易出现变形与磕碰;造成操作工人劳动强度高,生产效率低。在线测量指工件加工完成后不拆卸,通过与机床集成在一起的测量系统直接对其进行测量,检验加工是否合格,这种方式可解决离线测量中存在的各种问题,有效提高加工效率。

精密磨床集成在线测量功能后,可实现工件内廓面测量成形、加工G代码自动编程、磨削量自动检测等功能,使数控磨床成为测量、加工一体化设备。本文介绍了实现精密磨床在线测量需解决的测量坐标系建立、工件曲面建模、工件测量加工G代码生成等关键技术问题,并通过磨削试验验证了精密磨床在线测量功能。

1、在线测量精密磨床系统构成

精密数控磨床系统构成如图1所示,其包含 XYZ 三个直线轴和C轴、电主轴两个旋转轴,其中C轴上装卡工件,通过X轴、Z轴、C轴三轴联动实现在线测量和磨削加工;电主轴上安装磨头,可以以最高12000r/h转速对工件进行磨削加工。

测头雷尼绍手动旋转测头,分辨率为0.001mm,其优越的三维测量性能与高精度光栅尺相配套,可保证产品测量的准确度。旋转测头可以克服因被加工产品长,被测空间小所带来的死区,提高测量效率。测头安装在测量杆上,信号通过数控系统快速I/O接口引入,以提高测量精度。测头接触工件瞬间可触发中断,数控系统通过MEAS命令记录当前坐标值,并记录到测量文件中。通过测量轨迹规划,可实现工件内阔面测量,测量结果作为加工G代码自动编程依据,通过加工前后测量结果对比可检验磨削量是否合格。

精密数控磨床为高精度机床,任何误差引入系统都将影响加工精度,本系统安装光学成像设备作为对刀系统,通过调整高精度光学镜头,可将测头和磨头在同一焦距下放大数倍,并将图像上传至上位计算机,分别记录测头和磨头中心点坐标值,找到二者之间相对位置关系,即可建立测量坐标系和加工坐标系。上位计算机采用高配置工作站,完成测量轨迹规划、测量G代码自动编程、测量结果曲面拟合、加工G代码自动编程、加工结果校验等大数据计算处理工作,同时提供人机交互界面,实现加工参数设定,加工G代码仿真执行,操作记录等功能。

840D数控系统执行测量和加工G代码,通过多轴插补运动实现工件的测量和磨削加工。

2、测量、加工坐标系建立

工件测量和加工都是基于工件母线曲线方程,其原点位于工件顶部,所以进行加工前需建立以该原点为基准的测量坐标系G54、加工坐标系G55。精密磨床光学对刀系统如图2所示,通过固定在磨床上的基准块和光学成像系统,找到测头和磨头与工件坐标原点之间相对位移,进而建立测量坐标系、加工坐标系。

(1)在安装基准块时准确测量其 XYZ 三个方向与工作坐标原点的坐标差值,并通过销钉将其固定在床身上,确保二者坐标差值固定不变。

(2)测头测量基准块XYZ 三个端面,数控系统自动记录测头中心点坐标值,通过与基准块坐标差值计算,得到测头相对于工件坐标原点位移,在数控系统中设置坐标偏移值,建立测量坐标系 G54

(3) 通过光学成像系统找到测头中心点与磨头中心点 X 向、Z 向坐标差值,通过与测量坐标差值计算,得到磨头相对于工件坐标原点位移,在数控系统中设置坐标偏移值,建立加工坐标系 G55

3 数据处理方法及加工 G 代码生成

精密数控磨床通过对工件上分散点的测量得到点云数据,运用最小二乘法进行母线方向及圆周方向两维曲线拟合,得到被测工件回转体曲面。依此为基础,结合刀具(磨头)自身特点,根据加工参数自动生成加工 G 代码,保证加工精度。加工完成后可对加工区域再次进行测量,验证加工效果,检测加工误差,若误差超出了要求,可对未达标区域进行再加工,直到满足加工要求。

对工件内廓面精密测量和修磨加工是数控磨床两大最基本功能,数据处理是将测量和加工联系起来的桥梁,同时也是按要求精密修磨的关键。

相关阅读

INA导轨滑块THK轴承IKO配件SBC线轨福业自动化选型

天津福业动力机械科技发展有限公司 1. 进口导轨 滑块:(滚珠丝杠,螺母) 2. 瑞士导轨滑块: SCHNEEB E RGER 施耐博格 , 德国导轨滑块: BOSCH.REXROTH博世力士乐, 德国STAR星牌。 德国I...
2024-03-29
INA导轨滑块THK轴承IKO配件SBC线轨福业自动化选型

2507双相不锈钢侧进式搅拌器的组成结构

2507双相不锈钢侧进式搅拌器,作为一种高效且耐用的混合设备,广泛应用于化工、制药、食品等多个行业。其独特的组成结构,不仅保证了搅拌效率,还大大提升了设备的使用寿命。...
2024-03-09
2507双相不锈钢侧进式搅拌器的组成结构

斜床身线轨车床温度过高的原因是什么?

斜床身线轨车床是一种高精度、高效率的机床,广泛应用于机械制造、汽车制造等领域。然而,在操作过程中,可能会出现温度过高的情况,这不仅会影响机床的性能,还会缩短其使用...
2023-11-01

简述数控花键铣床的加工规模

数控花键铣床是一种先进的数控机床,适用于各种复杂形状的花键、轴套等零件的加工。在航空、航天、汽车等领域,数控花键铣床被广泛应用于机械制造和维修中。本文将详细介绍数...
2023-10-17

直线轴承与滚动轴承的应用场景对比

轴承,作为机械设备中的重要组成部分,广泛应用于各种工业领域。其中,直线轴承和滚动轴承是最常见的两种类型。尽管它们都起到支撑和减少摩擦的作用,但两者在结构、功能、应...
2024-03-07
直线轴承与滚动轴承的应用场景对比

热销商品

FEITA 镊子碳纤维合成塑料防静电无尘净化塑胶手动工具镊子93302

FEITA镊子93302采用高强度碳纤维合成塑料材质,兼具轻量化与耐用性,适用于精密操作场景。其独特的防静电设计有效避免静电对电子元件的损害,广泛应用于半导体、光学、...
1.2

江南国标rvv铜芯电缆软线3 4多芯平方rvvp护套信号屏蔽线线缆电线

江南国标rvv铜芯电缆软线34多芯平方rvvp护套信号屏蔽线线缆电线,是一种高性能的电缆产品,适用于各种信号传输和控制场合。该电缆采用优质铜芯,具有优良的导电性能和...
1.96

内六角扳手套装单个内六方螺丝刀进口S2款加长特长平头内6角2.5mm

这款进口S2材质内六角扳手套装,专为精密机械维修与装配设计,采用高品质S2合金钢制造,具备卓越的硬度、耐磨性与抗扭强度,有效防止使用过程中断裂或变形。套装中包含2....
1.4

橡胶条U型防撞包边条橡胶卡条玻璃嵌条配电箱机柜u型条密封条封王

橡胶条U型防撞包边条是一种多功能密封与防护配件,广泛应用于配电箱、机柜、玻璃门窗及各类设备边缘。采用优质橡胶材质,具备优异的弹性、耐老化、防水防尘和抗冲击...
0.8

10副装护目镜打磨劳保防飞溅男女骑行机械实验防风沙灰尘防护眼镜

这款10副装护目镜专为多场景防护设计,适用于打磨、机械加工、实验操作、骑行及户外作业等环境。采用高透光防雾镜片,有效抵御飞溅物、风沙、灰尘及化学液体喷溅,保障...
19.8

网站栏目