在切削加工過程中,工件加工完成后的檢測環節不可或缺。常規檢測方式多采用機外測量:將完工工件從機床上取下,再使用量具進行尺寸檢測。但機外測量往往耗費大量工時,且需要專人操作。
采用可在機床內部完成工件自動檢測的“機內測量”功能,能夠有效縮短工件檢測耗時、減少生產車間對人工的依賴。本文將為您講解機內測量的定義、應用目的,同時分享通過機內測量解決現場生產痛點的實際案例。
什么是機內測量
機內測量,是指在機床設備內部對工件進行檢測的作業方式。機內測量可在加工循環過程中,利用接觸式測頭等傳感設備對工件進行尺寸檢測。
開展機內測量,能夠在批量不良品產生前提前察覺加工異常。及時發現加工問題后,不僅可以制定防范措施杜絕同類問題再次發生,還能夠減少不良品出現后的復檢次數。
無需對全部工件逐一實施機內測量。針對自動車床24小時連續運轉的生產場景,機內測量不僅可以提前規避加工缺陷,還能大幅降低人工檢測的作業負擔。
什么是機外測量
機外測量,指將工件從機床上取下,使用量具進行檢測的方式。一般對加工后的工件做精度檢測時,多采用游標卡尺、千分尺、三坐標測量儀等設備,由人工手動完成測量作業。
機外測量需在工件加工完成后再開展檢測,一旦出現加工不良,往往需要大批量復檢,檢測工作量會大幅增加。此外,不同檢測人員的操作方式、施力力度存在差異,還容易產生人為失誤,這都是機外測量存在的缺點。
機內測量則可有效解決機外測量所存在的各類痛點問題。
機內測量的目的
工件加工精度不達標的主要誘因之一,是機床熱變位現象。受溫度變化影響,滾珠絲杠產生伸縮形變、機床鑄件等構件發生形態變化,會使實際加工位置偏離數控系統設定的加工坐標,最終導致加工精度下降。
采用機內測量方式,可提前規避這類工藝問題。除此之外,機內測量還便于確定加工不良成因、減少不良品出現后的復檢次數、精準定位故障根源。
在不良品產生前提前干預
機床長時間連續運行時,若出現精度下降或設備異常,極易產生大量加工不良件。通過機內測量,可在批量不良問題出現前,及時采取停機等應對措施。
同時,利用接觸式測頭在機床內部完成加工原點的檢測與誤差補償,能夠消除位置偏移,保障加工精度穩定可靠。
快速排查加工不良的原因
通過定期開展機內測量,可精準定位加工不良的發生時段,快速鎖定問題誘因,盡早制定防范措施,這也是機內測量的突出優勢。及時落地預防方案,可從源頭規避同類加工缺陷重復出現。
縮減不良檢出后的復檢工作量
若在完工的工件中發現不良品,通常需要對同期連續加工的所有工件逐一排查復檢,耗費大量時間與人工成本。如果出現加工不良,借助機內測量也可第一時間發現問題,大幅減少需要人工復檢的工件數量。
機內測量常用設備
下面為大家介紹實現機床內部測量所用到的各類裝置。
接觸式測頭
接觸式測頭屬于接觸式傳感裝置,當因機床熱變位、工件拆裝偏移、機械手搬運誤差等因素造成加工原點偏移時,可在機床內部重新完成原點復測。依據測量得出的偏移量,可重新進行工件裝夾重試、重置加工原點,從而保障加工狀態穩定可靠。
刀具破損檢測器
該設備用于檢測刀具是否發生折斷破損。通過刀具破損檢測器的檢測,可有效防止因刀具異常、未按程序正常切削而產生的漏加工、加工不良等問題。
刀具長度測量儀
刀具長度測量儀可在機床內部自動完成刀具長度檢測。借助該設備測量,既能縮短加工前的裝調工時,也可規避人工裝調過程中的操作失誤。
ATC振動檢測系統
ATC振動檢測系統,可通過傳感器檢測ATC自動換刀裝置動作時,因鎖緊偏差、無規律發生的刀柄粘屑導致而產生的刀具振動問題。通過ATC振動檢測系統,能夠避免加工尺寸與圖紙要求不符這類品質不良情況的發生。
借助機內測量解決加工現場難題的案例
靈活運用機內測量及配套設備,可提前規避各類生產故障,有效解決切削加工中的常見痛點。下面為您介紹5個通過應用機內測量改善實際問題的案例。
機械手上下料應用案例
通過機械手自動搬運工件的生產場景中,可能存在因工件搬運時發生傾斜,導致鉆孔加工時刀具折斷的問題。
通過接觸式測頭進行機內測量,檢測工件Z軸方向的高度;一旦檢出傾斜量超出公差范圍,設備立即觸發報警并自動停機,杜絕了刀具折斷問題,同時避免不良工件流入下道工序。
ATC振動檢測系統,是通過傳感器檢測自動換刀裝置(ATC)在換刀動作過程中,因鎖緊定位偏差、無規律發生的刀柄粘屑等原因所產生的刀具偏擺振動的專用系統。借助ATC振動檢測系統,可有效防止加工尺寸與圖紙要求不符等品質不良問題的發生。
毛坯厚度不均導致加工原點偏移的改善案例
本案例為毛坯工件尺寸波動,進而造成的加工原點偏移。
機床原本按照既定加工程序以加工原點為基準運行,但因來料毛坯厚度尺寸存在偏差,無法實現穩定量產。
現場通過接觸式測頭檢測工件高度,自動重新設定加工原點后再進行加工,成功解決了該問題。利用機內測量功能,可針對每件工件的實際尺寸,動態匹配并微調加工原點。
測量得出的工件厚度數據可存入宏變量,供后續工序加工調用。
程序正常運行但實際未成功加工的案例
機床雖按加工程序正常運轉,工件卻未被有效加工。這類情況,多半是刀具發生折斷所致。但在加工時機床防護門處于關閉狀態,無法直觀確認刀具是否破損。通過機內測量,可在加工前讓刀具接觸檢測裝置,提前確認有無折損。即便尚未輸入刀具補償值,也可通過測頭搜尋刀尖位置完成測量;同時,外徑大于檢測儀接觸面的刀具,也可通過補償方式完成檢測。
通過機內測量檢測刀具長度與刀具破損,可從源頭避免不良工件流入后續工序。
刀具長度調整校正耗時過長的改善案例
一般情況使用對刀儀在機床外部手動測量刀具,單次耗時約20分鐘;且人工操作容易出現刀具編號錄入錯誤等人為失誤。
采用機內測量后,21把刀具僅需90秒即可完成全部測量。實現全部刀具自動測量后,不僅大幅縮短作業時長,還提升了裝調作業品質。
加工孔徑偏大等突發故障的案例
遇到加工孔徑超出規格尺寸這類突發異常時,主要誘因多為刀具振動。
造成刀具振動的原因包括:刀具與刀柄裝配鎖緊偏差、主軸錐孔卡入切屑等。應對此類刀具振動問題,可使用ATC振動檢測系統。在檢測頭部裝設渦流傳感器,一旦檢測到刀具出現振動異常,即刻觸發報警提示設備異常,有效防止突發故障造成的加工不良品。
依托機內測量,輕松實現加工不良的預防與高效的安裝調試
加工不良會造成生產效率下降,也是企業經營面臨的風險之一。
從耗時耗力、依賴人工操作的機外測量,切換為可在機床內部就可以完成工件及刀具長度檢測的機內測量方式,不僅能夠提前規避各類加工不良問題,還可有效縮短加工前的裝調工時、提升裝調作業品質。
若致力于降本增效、提升生產產能,不妨考慮啟用機內測量方案。