基于数控机床的辅助在线检测装置

黄云飞 高峰

摘要：本文讲述基于企业常见的数控机床，利用CNC数控系统的轴向定位功能与模块化在线检测装置的融合，可快速实现工件找正、序中测量及在线补偿的方法。

关键词：数控机床;轴向定位功能;在线检测装置

0  引言

随着“中国制造2025”的提出，我国加快推进以智能制造为核心的工业4.0战略，把发展智能制造作为主攻方向。而数控加工作为智能制造的重要组成部分，是工业现代化由大到强转变的基石。因此，零件加工精度的要求也随之越来越高，数控机床在企业得到了广泛的应用。但与此同时，与数控机床相配套的在线检测模块由于价格昂贵未能搭载于普通的经济型数控机床之上。对高端数控设备检测功能原理深入剖析，通过软件的设计和工艺改进之后，多功能在线检测装置弥补了经济型数控机床所缺乏的一些检测功能，实现了对加工质量的有效控制，减少了产品的调试周期与报废率，大大提高了生产效率，也成为企业竞争的重要砝码之一。多功能在线检测装置如图1所示。

1  设计原理

数控机床加工多功能检测装置的基本设计原理是运用CAD/CAM旋转功能：物体绕轴线作回转运动进行设计。将两件常见的工量具组合在一起，从而实现更多新的功能。如图1所示，上端为自制螺钉，用弹簧夹头将螺钉固定在刀柄中;中间部分为连接块，连接块为L型或回字型结构，上下各有排孔，上下孔之间应有相应的同轴度要求。上半部分孔的大小为？覫12mm，将自制的螺钉与孔进行配合，并用螺帽將连接块固定在刀柄上。下半部分孔的大小为？覫8mm，杠杆千分表与连接块进行配合，通过弹性槽用内六角螺钉进行锁紧。利用杠杆千分表的旋转和上下移动来实现关键的找正以及距离的测定。

2  应用实践

多功能检测装置结构简单、制作周期短、成本低，在企业生产、学校金工实训等方面得到了广泛推广，而且该装置根据零件不同尺寸需求可制作一系列标准化模块，以备应急之需。在CNC数控加工中，数控机床搭载多功能检测装置模块，具体可以实现以下几个功能：

2.1 定中心  在寻找精密铸件或半精加工零件的坐标数值时，特别是在二次装夹需要精确设置坐标原点时，运用千分表或杠杆千分表对具有外圆柱和内圆柱类轮廓的零件进行找正，找正精度高于普通的各类寻边器。如图2所示。

2.2 基于数控准停装置实现的功能  在具有数控准停功能的机床上，固定主轴角度后手动调整杠杆表与零件接触表面的位置，可以校水平、测台阶和深度尺寸。非轴向斜面宽度尺寸精度测量时，它依附于机床自身的精度和功能，通过程序测量数据并反馈至表盘。如图3所示。

2.3 检测阵列孔的一致性  加工过程中，由于刀具磨损、零件变形等因素对产品的加工精度存在不确定性。用基准孔的尺寸作为标准衡量其他孔的精度，此装置可在线检测并及时补正误差。如图4所示。

2.4 检测销孔中心距误差  数控机床加工销孔中心距时靠机床自身定位精度来保证，加工完成送质检部门后才能知道误差，但是基准孔无法二次装夹加工，需要更换零件从头开始，大大拖延了加工效率。此装置可在序中测量反馈加工信息，并及时补正误差。如图5所示。

3  总结

简而言之，此类装置就是帮助经济型机床实现机内手动测量技术。可凭借员工自身专业素养和现有设备进行加工制造，通过软件设计、编程、加工、调试等流程对辅助装置进行加工，并安装在经济型机床上进行精密检测，达到预期效果。在确保机床定位精度的情况下，此装置可以任意安装且不会产生误差。

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