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自适应加工基准修正技术在工件装夹中的应用

发布时间:2015-09-09作者:智汇胡妮

  在零件加工中,工件的精准装夹是面临的首要问题,若没有专用的工装夹具,某些特殊工件加工基准的校正耗时非常大,并且由于每个人操作习惯上的差异,同批次零件的加工质量难以保证。特别是针对多种类小批量的产品而言,如果使用专用夹具进行装夹,会出现设计周期长、加工成本高、标准化和通用性低等问题造成大量浪费。如何能够快速、高效、在普通的五轴铣床上进行快速定位和加工,下面我们将通过英国Delcam公司的NC PartLocator来探讨这个解决方案。

1、传统装夹加工基准修正解决方案

  目前针对加工基准修正的解决方式主要有以下两种:

  第一种方案:通过实验或者设计专用夹具,保证产品加工安装的精准性,但是该解决方案对于大批量、生产周期长的产品有较好的应用效果,该方案在产品加工前期就需要大量的人力、物力以及时间的投入。

  第二种方案:利用现有数控加工系统所具备的加工坐标偏转功能,实现加工基准自动修正,该方案便捷但是依然存在缺陷。机床加工坐标偏转功能通常为数控加工系统的高级功能,且依附于较新版本数控系统才可完美运行,若是新版本数控加工系统无法通过系统软件升级的方式来提供,那么购买了旧版本数控加工系统的企业必须升级硬件模块等配套来进行升级,这样无形给企业带来了老机床新投资的问题,有点像“鸡肋,食之无味,弃之有肉”。

  通过以上两种方案分析可知,以上方案极大的限制了在原有的硬件上面新装夹工艺的发挥,严重影响了工件的装夹效率。那么,如果不添加任何硬件,如何能够实现工装基准的快速精准二次定位呢?Delcam经过多年的技术积累和潜心研究,目前已推出了针对不精确装夹自适应加工基准修正难题简便易行的解决方案。

2、Delcam自适应加工基准修正解决方案

  Delcam自适应加工基准修正解决方案有机地集成了加工过程质量控制解决方案所需的PowerINSPECT检测平台、NC PartLocator工件装夹误差修正平台,该方案对硬件投入基本无需求,且工作适用性广、操作流程清晰、简洁。Delcam自适应加工基准修正解决方案运行流程如下:

  2.1 NC PartLocator机床配置文件安装

  应用NC PartLocator前,可根据不同类型的机床选择安装与机床对应的机床配置文件程序包,这样当NC PartLocator处理反馈回的检测数据时需调用的机床配置信息就自动内置到软件中,无需人工设置。

  2.2 工件粗装夹

  工件粗装夹顾名思义就是在工件装夹阶段仅完成基准的近似找正,使其与精准装夹所对应的理论基准在较小的误差范围内,并非不依据任何基准随意装夹。该过程省去了基准精确校正环节,从而节省大量的基准找正时间。

图1 粗装夹示意图

  2.3 粗装夹基准测量

  将需加工工件的原始数模导入到PowerINSPECT中,然后根据精确装夹需求产生所需的检测点(示意图如图3),后置生成可在机床上直接运行的检测程序进行基准测量,测量时CNC会即时反馈出粗装夹基准在机床上的实际空间位置并显示出与理论基准的误差。

图2 检测点生成

图3 检测数据


  2.4 NC PartLocator数据处理及自适应加工基准修正程序输出

  NC PartLocator为向导型操作模式,反馈回的检测数据输入到NC PartLocator后,所有操作仅需根据向导点击鼠标逐步向下执行即可,最终输出基准修正程序。基准修正程序传输至机床控制器后运行即可修正加工基准,随后再运行工件NC加工程序完成工件加工。

图4 基准修正前误差柱形图

图5 基准修正后误差柱形图

图6 基准修正结果

图7 基准修正NC程序

  自适应加工基准修正技术不仅可取代传统加工中所遵循的工件基准与机床坐标系重合的找正环节,同时还是未来实现自动化加工、无人工厂及某些特殊加工所必备技术,在制造业加工实践中具有重大意义。

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宜科(天津)电子有限公司是中国工业自动化的领军企业,于2003年在天津投资成立,销售和服务网络覆盖全国。作为中国本土工业自动化产品的提供商和智能制造解决方案的供应商,宜科在汽车、汽车零部件、工程机械、机器人、食品制药、印刷包装、纺织机械、物流设备、电子制造等诸多领域占据领先地位。宜科为智慧工厂的整体规划实施提供自系统层、控制层、网络层到执行层自上而下的全系列服务,产品及解决方案涵盖但不局限于云平台、MES制造执行系统、工业现场总线、工业以太网、工业无线通讯、机器人及智能设备组成的自动化生产线、自动化电气控制系统集成、智能物流仓储系统等,以实现真正智能化的生产制造,从而带来生产力和生产效率的大幅提升,以及对生产灵活性和生产复杂性的管理能力的大幅提升。多年来,宜科以创新的技术、卓越的解决方案和产品坚持不懈地为中国制造业的发展提供全面支持,并以出众的品质和令人信赖的可靠性、领先的技术成就、不懈的创新追求,在业界独树一帜。帮助中国制造业转型升级,加速智能制造进程,成为中国工业4.0智慧工厂解决方案当之无愧的践行者。

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