
图1 硬量规的一个可编程选择,就是通过以一个CMM检查原件为标准测量零件,以便使用“赤道”系统来为车间带来CMM精度。此照片显示的是在Meyer Tool使用中的测量系统
计量装置将CMM的应用范围扩大到生产区域,并且提供了专用计量的选择。
在一个复杂和贵重产品零件的加工过程中,工件通常从一个柔性可编程计算机数控机床取下,然后使用非柔性或可编程的一个定制量规进行检查。“硬”计量——意思是指定零件设计和建造,通过在生产区域的测量装置对靠近机器的工件提供快速测量的一种方式。然而硬计量也可能是昂贵的。据产品质量经理Beau Easton所说,对于在俄亥俄州辛辛那提的喷气式发动机部件制造商而言,设计、建造和维护硬量规可能要花费20000美元。如果零件的设计发生了改变,则会致使量规也需要改变,那么这可能要多增加数千美元的开销。
伊利诺斯州Hoffman Estates美国总部的计量技术专家Renishaw最近引入了一个新计量系统,旨在缩减与这些计量相关的费用。该公司的“赤道”系统是围绕着快速比较一个新加工零件和一个可靠尺寸原件的一个可编程平行运动测量装置而设计的。Meyer Tool是处理车间检查的最早用户之一。通过在一个新开发工作单元之内应用“赤道”系统,制造商就可以避免需要至少4个硬量规而担负的费用了。

图2 此装置的特征是它被设计为一个平行运动结构,允许快速测量和尺寸的可重复性测量
赤道测量装置类似于一个小型坐标测量机,因为它通过使用一个接触探针,来测量出3个尺寸的零件特征。此装置在测量过程中不仅担当与坐标测量机不同的角色,而且还依赖坐标测量机——因为坐标测量机可能是赤道测量可追溯性的源头。不是像坐标测量机一样所承诺精确性,但赤道测量装置承诺可重复。在测量过程中差异显得尤为重要,因为对于带有赤道系统的精确计量而言,最为关键的是从精确测量主部件开始。
使用一个精确测量系统(比如温度控制室中的一个坐标测量机),主尺寸被确定一次,就可以远离温度变化和其他车间效应所带来的影响。然而,只要主部件与生产零件就尺寸和特征来说是相似的,并且是由相同材料制成。可以确信,这可以充当实际零件与环境有关变化的一个可靠指导。例如,如果是由于工件在生产区域因天气炎热而发生了膨胀,那么,原件也同样会出现相同比例的膨胀。需要通过测量原件来做“零位调整”,因此,去除工件的热膨胀只是影响零件测量精度的一个因素。
“零位调整”与一个硬量规调零的方式相似。定期测量原件校正过程中精确度的任何漂移数据。通过对原件每隔3小时重新测量一次的措施,Meyer Tool使用“赤道”系统提高了计量过程中的精确度。由于部分装置的可平行运动的设计特点,因此,对于原件或生产零件的周期性测量就会快一些。对Meyer Tool而言,测量周期需要2~6min,该过程的快慢取决于零件结构的复杂性。使用一个连续性接触式扫描探针(目前Meyer还没有这样做,不过正在计划中)可能使“赤道”系统在周期测量内便捷地捕获数千个数据点的特征。

图3 使用带有“赤道”系统的一个连续性接触扫描探针,使通过快速捕获成千个数据点来确定一个特征成为可能
Meyer Tool SPC经理Bridget Nolan说,“我们正在使用赤道系统,做GD&T准确位置、刻痕、孔直径、轮廓和波动的测量。”在车间运转的程序中使用至少四个不同的探针。变换架允许装置自动更换探针。
此系统的软件应用分为两个级别。工程师使用一个可编程版本的软件来创建检查程序。在生产中,一个流线型版本使操作员可以容易地选择正确的程序来进行检查。
零件编号之间发生的改变会要求更换在“赤道”系统装置上夹具的改变。Meyer Tool在不同夹具上做了各种检查设置。对于代替夹具可作出相应的选择,这在以前,针对不同的零件,此车间可能需要各种单独的硬量规。而现在,只需通过很短的时间就可以实现不同量规的更换,此外,还可以使用相同的量规来测量特征完全不同的零件,并且可以对相应的主零件量规做快速地零位调整。
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