在切削加工过程中,工件加工完成后的检测环节不可或缺。常规检测方式多采用机外测量:将完工工件从机床上取下,再使用量具进行尺寸检测。但机外测量往往耗费大量工时,且需要专人操作。
采用可在机床内部完成工件自动检测的“机内测量”功能,能够有效缩短工件检测耗时、减少生产车间对人工的依赖。本文将为您讲解机内测量的定义、应用目的,同时分享通过机内测量解决现场生产痛点的实际案例。
什么是机内测量
机内测量,是指在机床设备内部对工件进行检测的作业方式。机内测量可在加工循环过程中,利用接触式测头等传感设备对工件进行尺寸检测。
开展机内测量,能够在批量不良品产生前提前察觉加工异常。及时发现加工问题后,不仅可以制定防范措施杜绝同类问题再次发生,还能够减少不良品出现后的复检次数。
无需对全部工件逐一实施机内测量。针对自动车床24小时连续运转的生产场景,机内测量不仅可以提前规避加工缺陷,还能大幅降低人工检测的作业负担。
什么是机外测量
机外测量,指将工件从机床上取下,使用量具进行检测的方式。一般对加工后的工件做精度检测时,多采用游标卡尺、千分尺、三坐标测量仪等设备,由人工手动完成测量作业。
机外测量需在工件加工完成后再开展检测,一旦出现加工不良,往往需要大批量复检,检测工作量会大幅增加。此外,不同检测人员的操作方式、施力力度存在差异,还容易产生人为失误,这都是机外测量存在的缺点。
机内测量则可有效解决机外测量所存在的各类痛点问题。
机内测量的目的
工件加工精度不达标的主要诱因之一,是机床热变位现象。受温度变化影响,滚珠丝杠产生伸缩形变、机床铸件等构件发生形态变化,会使实际加工位置偏离数控系统设定的加工坐标,最终导致加工精度下降。
采用机内测量方式,可提前规避这类工艺问题。除此之外,机内测量还便于确定加工不良成因、减少不良品出现后的复检次数、精准定位故障根源。
在不良品产生前提前干预
机床长时间连续运行时,若出现精度下降或设备异常,极易产生大量加工不良件。通过机内测量,可在批量不良问题出现前,及时采取停机等应对措施。
同时,利用接触式测头在机床内部完成加工原点的检测与误差补偿,能够消除位置偏移,保障加工精度稳定可靠。
快速排查加工不良的原因
通过定期开展机内测量,可精准定位加工不良的发生时段,快速锁定问题诱因,尽早制定防范措施,这也是机内测量的突出优势。及时落地预防方案,可从源头规避同类加工缺陷重复出现。
缩减不良检出后的复检工作量
若在完工的工件中发现不良品,通常需要对同期连续加工的所有工件逐一排查复检,耗费大量时间与人工成本。如果出现加工不良,借助机内测量也可第一时间发现问题,大幅减少需要人工复检的工件数量。
机内测量常用设备
下面为大家介绍实现机床内部测量所用到的各类装置。
接触式测头
接触式测头属于接触式传感装置,当因机床热变位、工件拆装偏移、机械手搬运误差等因素造成加工原点偏移时,可在机床内部重新完成原点复测。依据测量得出的偏移量,可重新进行工件装夹重试、重置加工原点,从而保障加工状态稳定可靠。
刀具破损检测器
该设备用于检测刀具是否发生折断破损。通过刀具破损检测器的检测,可有效防止因刀具异常、未按程序正常切削而产生的漏加工、加工不良等问题。
刀具长度测量仪
刀具长度测量仪可在机床内部自动完成刀具长度检测。借助该设备测量,既能缩短加工前的装调工时,也可规避人工装调过程中的操作失误。
ATC振动检测系统
ATC振动检测系统,可通过传感器检测ATC自动换刀装置动作时,因锁紧偏差、无规律发生的刀柄粘屑导致而产生的刀具振动问题。通过ATC振动检测系统,能够避免加工尺寸与图纸要求不符这类品质不良情况的发生。
借助机内测量解决加工现场难题的案例
灵活运用机内测量及配套设备,可提前规避各类生产故障,有效解决切削加工中的常见痛点。下面为您介绍5个通过应用机内测量改善实际问题的案例。
机械手上下料应用案例
通过机械手自动搬运工件的生产场景中,可能存在因工件搬运时发生倾斜,导致钻孔加工时刀具折断的问题。
通过接触式测头进行机内测量,检测工件Z轴方向的高度;一旦检出倾斜量超出公差范围,设备立即触发报警并自动停机,杜绝了刀具折断问题,同时避免不良工件流入下道工序。
ATC振动检测系统,是通过传感器检测自动换刀装置(ATC)在换刀动作过程中,因锁紧定位偏差、无规律发生的刀柄粘屑等原因所产生的刀具偏摆振动的专用系统。借助ATC振动检测系统,可有效防止加工尺寸与图纸要求不符等品质不良问题的发生。
毛坯厚度不均导致加工原点偏移的改善案例
本案例为毛坯工件尺寸波动,进而造成的加工原点偏移。
机床原本按照既定加工程序以加工原点为基准运行,但因来料毛坯厚度尺寸存在偏差,无法实现稳定量产。
现场通过接触式测头检测工件高度,自动重新设定加工原点后再进行加工,成功解决了该问题。利用机内测量功能,可针对每件工件的实际尺寸,动态匹配并微调加工原点。
测量得出的工件厚度数据可存入宏变量,供后续工序加工调用。
程序正常运行但实际未成功加工的案例
机床虽按加工程序正常运转,工件却未被有效加工。这类情况,多半是刀具发生折断所致。但在加工时机床防护门处于关闭状态,无法直观确认刀具是否破损。通过机内测量,可在加工前让刀具接触检测装置,提前确认有无折损。即便尚未输入刀具补偿值,也可通过测头搜寻刀尖位置完成测量;同时,外径大于检测仪接触面的刀具,也可通过补偿方式完成检测。
通过机内测量检测刀具长度与刀具破损,可从源头避免不良工件流入后续工序。
刀具长度调整校正耗时过长的改善案例
一般情况使用对刀仪在机床外部手动测量刀具,单次耗时约20分钟;且人工操作容易出现刀具编号录入错误等人为失误。
采用机内测量后,21把刀具仅需90秒即可完成全部测量。实现全部刀具自动测量后,不仅大幅缩短作业时长,还提升了装调作业品质。
加工孔径偏大等突发故障的案例
遇到加工孔径超出规格尺寸这类突发异常时,主要诱因多为刀具振动。
造成刀具振动的原因包括:刀具与刀柄装配锁紧偏差、主轴锥孔卡入切屑等。应对此类刀具振动问题,可使用ATC振动检测系统。在检测头部装设涡流传感器,一旦检测到刀具出现振动异常,即刻触发报警提示设备异常,有效防止突发故障造成的加工不良品。
依托机内测量,轻松实现加工不良的预防与高效的安装调试
加工不良会造成生产效率下降,也是企业经营面临的风险之一。
从耗时耗力、依赖人工操作的机外测量,切换为可在机床内部就可以完成工件及刀具长度检测的机内测量方式,不仅能够提前规避各类加工不良问题,还可有效缩短加工前的装调工时、提升装调作业品质。
若致力于降本增效、提升生产产能,不妨考虑启用机内测量方案。