實時測量和控制磨削過程
隨著電子技術和自動化技術的發展,測量技術的應用越來越廣泛。以微處理器為基礎,以大規模集成電路為標志的測量設備,已在大量引進和推廣應用,它們給機械制造業的發展創造了條件,并帶來很大的效益。但同時,由于它們的先進性、復雜性和智能化高的特點,在維修理論、技術和手段上也提出了更高的要求。
一汽—大眾汽車有限公司發動機傳動器廠對于主動測量技術的應用較為廣泛, 由于我廠的主要設備和生產線是從德國引進的,因此大部分在線測量設備也隨生產線同時引進,且基本上實現了全自動化。例如,曲軸生產線引進的MARPOSS P7測量儀不僅具有在線測量、砂輪平衡、砂輪修整、噪音檢測等多種功能,而且還具有砂輪消空程、防碰撞功能。該設備性能穩定、測量精度高、抗干擾能力強,所采用的UNIMAR測頭結構設計獨特、堅固耐用,因此P7在加工精度要求較高的磨床中得以廣泛應用。另外,我廠應用的主動量儀還有中原精密量儀、德國KOMEG量儀、MARPOSS E3C、E3U、E40、E5N等。

主動量儀采用的是比較式的測量監控方法,即在機械加工過程中,測量裝置始終監測著工件的尺寸變化,并實時將數據傳遞給量儀,量儀根據已設定好的參數(粗磨、精磨、光磨、到尺寸等)發出信號給機床PLC控制系統,機床隨即進行相應的動作,如改變砂輪的轉速和進給速度等,從而形成完整的閉環控制(圖1)。當然,在該閉環回路工作前,必須對工件進行零位校準,而且,還要對磨削加工完的工件抽取樣件進行測量,得出實際值和理論值的差別,并在量儀上給予參數補償。

1、主軸擺差
主軸擺差決定所加工零件的尺寸精度,因為主動量儀所采集數據一般外徑采集最小值,內徑采集最大值,主軸擺差過大會使工件外形產生不規則變化,量儀所測得的數據也會發生變化,因此要求主軸擺差越小越好。
2、砂輪平衡
砂輪平衡對加工精度有著重要的影響。一般質量大的砂輪在安裝之前需要做靜平衡,對精度要求較高的工藝加工需要對砂輪做動平衡,我廠曲軸磨床采用意大利MARPOSS公司生產的最新產品P7來實現砂輪動平衡。
3、測頭觸點
測頭觸點一般采用金剛石或硬質合金材料制造,在生產中觸點會逐漸磨損,當磨損到一定程度(由球形變為扁平狀)時,需要及時更換。另外,有時合金頭也會脫落,這在維修中也是應考慮到的因素。
4、工件定位
主動測量對于被加工工件的定位精度有著很好的要求,如果定位出現偏差,將會對主動量儀的校準產生影響。
5、傳感器重復性
這是影響測量精度的重要因素,因為主動測量反饋給CNC數據,CNC根據反饋數據進行砂輪修整或者自動補償,例如曲軸主軸徑和曲拐徑磨床即根據量儀反饋數據實現砂輪修整;凸輪軸軸徑磨床MARPOSS產品E3C采用加工后測量,測量數據反饋給NC實現自動補償。
6、倍率
傳感器倍率也是影響測量精度的重要因素,倍率必須符合1:1關系,即尺寸實際變化量與量儀測得變化量的比值必須等于1,否則測得的數據將不能反映工件的實際尺寸。
7、其他因素
除了上述幾種主要影響因素外,機床的振動、乳化液噴嘴位置、乳化液流量、測量裝置驅動缸、傳感器測力的大小等也都是影響主動測量的因素。


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