加工中心在機測量對工序質量的提升
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1、 在機測量系統的基本組成及主要功能
1.1 在機測量系統的組成
實施在機測量的在機量儀主要由接觸式測頭、信號接收器和輸出電纜（或接口裝置）組成，根據傳送信號的性質，又分為紅外線和無線電等二種。相比之下，后一種的信號傳送能力更強些，不但傳送距離大，在受到物體阻擋的情況下也不受影響。圖一給出了一種典型系統的組成和工作過程：接觸式測頭的檢測結果以紅外信號方式發送到安裝在加工中心內的接收器，接收器通過輸出電纜（或經過接口裝置）將信號傳送到機床控制系統。目前，檢測軟件部分兩類：由在機量儀廠家提供的全面三維計量在機測量軟件，由在機量儀廠家或者機床廠商按實際需求編制好的簡單的一維或二維幾何特征測量宏程式。目前有很多用戶采用后者輔助加工，有普及的勢頭。
在機量儀的接觸式測頭，測量的對象可以是工件、夾具，也可以是刀具，完全根據不同用戶的需要來。設計和實施相應的功能。當檢測對象是工件和夾具時，將采用圖一中的測頭1。此時，接觸式測頭就象刀具一樣，平時存放在加工中心的刀庫中，依照不同的要求，在一道加工工序之前或之后調出，再按程序執行自動檢測，從而實現某種功能。而當檢測對象是刀具，就采用圖1中的測頭2（也叫對刀儀），這時“座式”的測頭被固定在加工中心的機床工作臺面上。概括地說，通過在機量儀執行的在機測量，主要可以達到以下目的：
刀具狀態的檢測
對刀具狀態的檢測也稱為“對刀”，參見圖二。此時，是利用設置在機床工作臺面上的測量裝置（對刀儀），對刀庫中的刀具按事先設定的程序進行對刀測量，然后與既定值進行比較后作出判斷。同時，通過對刀具的檢測也能實現對刀具磨損、破損或安裝型號正確與否的識別。圖二是對刀測量的幾個示例：
在“刀具狀態檢測”這種應用場合，檢測信號采用的是前述電纜傳送方式輸入接口裝置，或直接與機床數控系統連接。對刀測量裝置有接觸式和非接觸（光學）式等兩種，圖二是較常用的接觸式的示例。
機床加工參數的設定
通過在機量儀的在機測量，間接或直接地獲取加工中心在執行下道工序時最合適的的加工參數，從而可大大提高工件的制造質量。這種有針對性的、智能化的工作方式在那些有配合關系或特殊要求的場合應用較多，如帶缸套的缸體上平面加工、缸蓋燃燒面的加工等場合。
確保正確的加工狀態：工件、夾具的找正和補償
所謂“找正”，是指為了保證工件的正確安裝、定位而采取的相應措施。至于存在“不正”，則既有夾具方面的原因，也有工件自身因素的影響。無疑，加工狀態的找正是確保工件加工質量的基礎。另外，對于夾具“找正”過程中測得的偏差，以及由于受到溫度變化和刀具磨損等漸變因素作用，加工狀態的穩定性所發生的會影響到制成品質量的變化，在必要時還需采取一些補償措施。在機測量系統在期間也發揮了重要的作用。
工件的自動檢測
在一道工序完畢后，或者在所有工序都已完成后再對工件進行自動測量，即直接在機床上實施對制成品的檢驗，是機內在機測量的又一種功能。此時，相當于把一臺坐標測量機移到了機床上，顯然，這能大大減少脫機測量的輔助時間，降低質量成本。事實上，現今這種在機測量功能也確已十分強大，除了可進行各種幾何元素的快速檢測外，利用專門開發的軟件還能完成脫機編程，通過在電腦中模擬，還可避免在機測量中可能發生的干涉、碰撞等現象。
2、應用實例
加工中心多年前在國內機械制造業已有所應用，但在機檢測系統則還是近十年來才出現的一種過程控制設備和方式。由于能顯著提升過程控制能力，提高制造質量、工作效率和降低差錯，汽車行業、模具、航天航空及其他制造行業對其的應用逐漸廣泛起來，而在汽車行業，汽車發動機、變速箱等工廠的應用日趨增多。以下一些來自汽車行業的生產實際的示例提供了充分的說明。
2.1、溫度補償和刀具磨損補償
10年前，某發動機廠正在驗收一條柔性缸蓋自動生產線，在對其中二臺加工中心幾項關鍵線性尺寸參數進行設備能力評定時，發現機器能力指數都能滿足要求。但當執行過程能力評價時，即對延續二班或更長時間的抽檢數據進行統計分析時，就出現分散性較大，過程能力指數、值偏低的情況，即工序質量達不到規定的要求。經過對可能引起的原因較全面的剖析，確認是環境溫度變化造成的，顯然，若不采取補償措施就難以消除由此引起的誤差。最后，通過給機床添加了在機檢測功能，終于徹底解決了問題。方法是：在刀庫中配一觸發式測頭，根據預先設定的頻次（如1次/10件），如同一把刀具般地取出，打在安裝工件的夾具上的某一固定位置。由于正確地判斷出這一位置的變化與受控關鍵尺寸之間存在著線性相關，因此就可以根據測得值的變化來調整進刀量，從而有效地實施了補償。
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