5軸檢驗在模具制造過程中的應(yīng)用

來源：塑膠五金網(wǎng)發(fā)布時間：2014-11-12 09:15:13點擊率：

　　在模具制造過程中，采用5軸檢驗能夠在測量速度和精度方面帶來同樣的好處嗎?

　　在測量具有多種特點的零件(如傳動系統(tǒng)中的元件和復雜的雙曲面零件，其中包括機翼和渦輪機葉片等零件)時，采用5軸測量頭和探針測量系統(tǒng)可以給人們帶來意想不到的測量結(jié)果。例如，在測量一個飛機發(fā)動機零件時，其所耗費的時間已經(jīng)從原來的46min降低到4.5min，而檢測汽車12個閥座和汽缸蓋導向孔所需的時間從原來的30min減少到不足3min。在看到這些檢測結(jié)果以后，許多模具制造商提出了這樣一個問題：采用5軸檢測能否為他們的公司在檢測速度和精度方面帶來同樣的好處嗎?

　　快速檢測的含義

　　為了回答這個問題，首先要了解在實際生產(chǎn)操作中是如何達到快速檢測的，這一點十分重要。采用普通3軸掃描測量法的主要限制是在非迪卡爾軌道測量中，任何想要快速移動大質(zhì)量坐標測量機(CMM)的企圖，可能會因為加速度和減速度而導致慣性誤差。因此，可以保持測量精度的方法是降低檢測速度。

　　1. 5軸檢驗的優(yōu)點

　　在5軸檢驗中，節(jié)約時間的關(guān)鍵是必須要能夠克服上述這種限制。該技術(shù)采用同步化測量頭，并在掃描過程中讓測量機運動，允許測量探針隨著零件幾何形狀的變化而迅速移動，這樣就不會帶來動態(tài)誤差。因此，在這種情況下CMM坐標測量機就能夠以恒定的速度運動，并同時進行測量，不會對測量的精度產(chǎn)生影響。

　　采用5軸檢測的第二個優(yōu)點是，由于其使用了傳感式測量探針，因此使其測量精度有所提高。大部分模具制造商都熟悉采用5軸加工的方法，而且也了解使用較短刀具的好處。

　　由于5軸加工機床能夠使加工頭降低到零件的位置，然后使刀具針對工件表面的方向，因此使其有可能達到上述目標。在3軸加工中，必須采用較長的刀具，才能到達工件的表面，因此其測量精度較低。而采用同樣的方法，5軸檢驗的測量非常接近于零件的表面。這意味著在這里可以使用較短的測量探針，因此其所獲得的檢驗精度也相對較高。

　　2.應(yīng)用軟件

　　由于這里需要采用的掃描技術(shù)，因此5軸檢測的成功應(yīng)用也要求使用適當?shù)臋z測軟件/程序，以支持新型探針的使用，并驗證各主要CMM坐標測量機制造過程中所需的各種幾何形狀和自由形狀

　　支持探針檢測的檢驗程序用來驗證各主要CMM坐標測量機制造過程中的幾何形狀和自由形狀

　　多年來，在生產(chǎn)移動測量臂系統(tǒng)的過程中，由于取得了相當豐富的經(jīng)驗。因此，CMM坐標測量機5軸檢驗所需的開發(fā)從中吸取了很多寶貴的經(jīng)驗。由于測量臂具有靈敏的伸縮性，測量探針能夠不斷地改變它們的方向，所以這些測量裝置能夠進行多軸檢測，支持其檢驗的軟件需要有能力處理由探針所檢測到的測量值。同樣，激光掃描器在這些測量臂上的使用也要求配置適當?shù)能浖员隳軌驅(qū)Ξa(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)進行處理。這類測量系統(tǒng)可應(yīng)用5軸檢測來處理由CMM坐標測量機獲取的大量測量數(shù)據(jù)。

　　5軸檢驗程序的開發(fā)也采用了起初用于支持5軸加工的相關(guān)技術(shù)。同時，也使用了類似的程序驅(qū)動5軸運動，由于在加工系統(tǒng)中，能夠結(jié)合采用經(jīng)過驗證的5軸模擬技術(shù)和防碰撞檢測技術(shù)，因此這種新的檢驗軟件也從這里吸取了不少經(jīng)驗。同樣，還可以采用計算機模型來模擬加工工藝，從而開發(fā)了大量的通用型CMM坐標測量機，以便對整個系統(tǒng)的操作進行監(jiān)控，而不只是對零件周圍探針運動的監(jiān)控。這一切能夠使其在CMM坐標測量機上運行之前進行全面的檢驗，并在計算機上進行脫機測試。因此，用戶可以確信，檢驗程序?qū)⒛軌虬踩胤浅Ｓ行У剡\行，不會發(fā)生任何碰撞，從而導致探針和零件的損壞。

　　模具的應(yīng)用

　　模具制造商能否像復雜的航空航天和汽車零件制造商那樣從5軸檢驗方法中獲得同樣的好處，將取決于模具的大小和復雜程度。對于制造大型模具，特別是型腔很深的模具制造商而言，由于能夠使用較短的傳感式探針，因此采用5軸檢測方法可以獲得更精確的測量結(jié)果。對于制造小型和比較簡單的模具制造商而言，采用3軸CMM坐標測量機就可以提供比較、合適的檢驗報告。但隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不同，也可能會發(fā)生很大的變化。因此，至少也應(yīng)該對5軸測量技術(shù)進行調(diào)研，以確定是否有可能增加其測量速度。

　　凡是制造設(shè)計復雜的零件的模具制造商，和那些對表面需要特別精密加工的企業(yè)而言，采用5軸測量系統(tǒng)可以獲取更多的測量值，其測量的速度也更為快捷，從而可以為他們的客戶完成更全面的檢驗報告。這對于那些生產(chǎn)大型模具和復合元件，如生產(chǎn)風力渦輪發(fā)電機或卡車駕駛艙和擋板的制造商而言，采用這樣的檢驗方法也是特別重要的。

　　模具的整體檢驗

　　對于需要生產(chǎn)帶有咬邊的零件的企業(yè)而言，采用這樣的測量工具也有很大的一個好處。因為3軸CMM坐標測量機只能測量模具中的單一元件，當整個模具組裝以后，它就無法達到咬邊區(qū)域進行測量。而采用5軸方法進行檢測，可以達到模具的任何測量部位，這樣有利于公司為客戶提供更全面的檢驗報告。

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