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三坐标测量机在模具生产中的应用
三坐标测量机在模具生产中的应用

2006-9-14 0:00:00 来自:广州精密仪器网
   三坐标测量机以其高精度高柔性以及优异的数字化能力,成为现代制造业尤其是模具工业设计、开发、加工制造和质量保证的重要手段。
模具质量保证的有效工具
三坐标测量机在模具行业中的应用相当广泛,它是一种设计开发、检测、统计分析的现代化的智能工具,更是模具产品无与伦比的质量技术保障的有效工具。当今主要使用的三坐标测量机有桥式测量机、龙门式测量机、水平臂式测量机和便携式测量机。测量方式大致可分为接触式与非接触式两种,目前Metris LK的测量机在两项技术上位居世界前列。 模具的型芯型腔与导柱导套的匹配如果出现偏差,可以通过三坐标测量机找出偏差值以便纠正。在模具的型芯型腔轮廓加工成型后,很多镶件和局部的曲面要通过电极在电脉冲上加工成形,从而电极加工的质量和非标准的曲面质量成为模具质量的关键。因此,用三坐标测量机测量电极的形状必不可少。
三坐标测量机可以应用3D数模的输入,将成品模具与数模上的定位、尺寸、相关的形位公差、曲线、曲面进行测量比较,输出图形化报告,直观清晰的反映模具质量,从而形成完整的模具成品检测报告。 在某些模具使用了一段时间出现磨损要进行修正,但又无原始设计数据(即数模)的情况下,可以用截面法采集点云,用规定格式输出,探针半径补偿后造型,从而达到完好如初的修复效果。 当一些曲面轮廓既非圆弧,又非抛物线,而是一些不规则的曲面时,可用油泥或石膏手工做出曲面作为底胚。然后用三坐标测量机测出各个截面上的截线、特征线和分型线,用规定格式输出,探针半径补偿后造型,在造型过程中圆滑曲线,从而设计制造出全新的模具。
正确使用三坐标测量机对其使用寿命、精度起到关键作用,应注意以下几点。
(1)工件吊装前,要将探针退回坐标原点,为吊装位置预留较大的空间;工件吊装要平稳,不可撞击三坐标测量机任何构件。 (2)正确安装零件,安装前确保符合零件与测量机的等温要求。 (3)建立正确的坐标系,保证所建的坐标系符合图纸的要求,才能确保所测数据准确。 (4)当编好程序自动运行时,要防止探针与工件的干涉,故需注意要增加拐点。 (5)对于一些大型较重的模具、检具,测量结束后应及时吊下工作台,以避免工作台长时间处于承载状态。 模具理想的数字化工具 1974年美国Brown&Sharpe推出全球第一台数控测量机,之后PC-DMIS率先把强大的YDD功能引入测量软件,从此三坐标测量机就以其高精度高柔性以及优异的数字化能力,成为现代制造业尤其是模具工业设计、开发、加工制造和质量保证的重要手段。我侧重谈一下测量机对于模具工业的两个重要作用。
第一, 测量机能够为模具工业提供质量保证,是模具制造企业测量和检测的最好选择。测量机在处理不同工作方面的灵活性以及自身的高精度,使其成为一个主仲裁者。在为过程控制提供尺寸数据的同时,测量机可提供入厂产品检验、机床的校验、客户质量认证、量规检验、加工试验以及优化机床设置等附加性能。高度柔性的三坐标测量机可以配置在车间环境,并直接参与到模具加工、装配、试模、修模的各个阶段,提供必要的检测反馈,减少返工的次数并缩短模具开发周期,从而最终降低模具的制造成本并将生产纳入控制。
第二, 测量机具备强大的逆向工程能力,是一个理想的数字化工具。通过不同类型测头和不同结构形式测量机的组合,能够快速、精确的获取工件表面的三维数据和几何特征,这对于模具的设计、样品的复制、损坏模具的修复特别有用。此外,测量机还可以配备接触式和非接触式扫描测头,并利用PC-DMIS测量软件提供的强大的扫描功能,完成具备自由曲面形状特征的复杂工件YDD模型的复制。无需经过任何转换,可以被各种YDD软件直接识别和编程,从而大大提高了模具设计的效率。 具体来说,在模具制造企业中应用测量机完成设计和检测任务时,要密切关注测量基准的选择、测头的标定和选择、测点数及测量位置的规划、坐标系的建立、环境的影响、局部几何特征的影响、CNC控制参数等多方面的因素。这当中的每一个因素,都足以影响测量结果的精确和效率。海克斯康在中国拥有3000余家客户操作培训的长期经验,形成了一整套从初级、中级到高级培训的完整体系,我们对于正确使用测量机的理解如下。
首先,选用适宜的设备和正确的检测策略。并且要经过必要的论证,从精度、效率和测量手段等方面衡量测量机是否满足工作目标的需要。 其次,测量人员要经过必要的培训,熟悉测量目标并能够胜任工作的需要。 此外,应当对所有的测量设备和测量过程的技术指标进行定期评价和总结。 最后,论证测量结果的一致性。 模具工业必不可少的关键设备 随着现代制造业的迅猛发展,特别是汽车制造业的发展,对模具设计和制造的要求也日益提高,三坐标测量机已成为模具制造中必不可少的关键设备。
三坐标测量机是精密的数控检测设备,其精度高于一般的数控机床,被广泛应用在模具、汽车、航空、航天、机械等制造业,可对产品的几何尺寸和形位公差进行精确检测。在美国和欧洲的工业发达国家,测量机已经非常普及,大约每七台数控机床要配备一台三坐标测量机。 三坐标测量机除了具备常规的几何尺寸和形位公差检测功能外,在逆向工程技术和曲面坐标检测方面具有特殊的优势,非常适于模具制造业。逆向工程技术是根据已经存在的产品模型或样品,经过三坐标测量机对各项几何尺寸和曲面的测量,反向推出产品设计数据(数字模型或设计图纸)的过程。因此利用逆向工程技术,就可以根据客户提供的样件很方便地制造出模具或直接加工出产品,这在模具制造、汽车、摩托车等行业中有广泛的应用。
三坐标测量机作为数字化的测量设备,通过曲线和曲面的测量可获取工件表面的三维坐标数据,再利用逆向工程YDD技术获得产品的YDD数学模型,进而利用YDM系统完成产品的制造。逆向工程技术用先进的计算机数字图形技术表达复杂的工件形状,可取代以实物为基础的传统的外形传递方法,缩短产品的开发试制周期,降低成本。 在模具制造业,大多数模具都是按照YDD数学模型在数控机床上制造完成的,它与原YDD数学模型相比,确定其在加工制造中产生的误差,就需用三坐标测量机进行测量。
在三坐标测量机的软件系统中可以用图形方式显示原YDD数学模型,再按照可视化方式从图形上确定被测点,得到被测点的X、Y、Z坐标值及法向矢量,便可生成自动测量程序。三坐标测量机可按法线方向对工件进行精确测量,获得准确的坐标测量结果,也可与原YDD数学模型进行比较并以图形方式显示,生成坐标检测报告(包括文本报告和图表报告),全过程直观快捷,而用传统的检测方法则无法完成。 使用三坐标测量机可减少测量误差,保证产品的精度和质量,满足设计与制造的需要,对提高产品的市场竞争力具有重要推动作用,对模具制造业的技术进步有很大的促进作用,因此三坐标测量机在模具制造业中有十分广阔的应用前景。
 
 

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