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如何在电火花线切割机床上实现在线测量

文章出处:责任编辑:人气:-发表时间:2016-05-28 15:33【

    上文讲到在电火花线切割机上实现在线测量的重要性,特别是在航空航天,医疗器械领域迫切需求,而现有电火花线切割机床利用电极丝进行测量时,工厂只能进行有限的测量,如找到中心、边缘和角落。这个过程不能标识壁的平直度或测量部件的其他轮廓。对于精密的工业加工,工厂主要采用线切割在线测量验证工件的切割正确性,并满足关键部件轮廓参考点。不幸的是,这种探测/测量水平不可能用电极线来作为探头,主要原因在于电极线只能测量部件轮廓的最高点。

要做到在电火花线切割机上在线精确测量,使用圆形蓝宝石球这种传统探头,也不失为一个好的方法,由于圆形蓝宝石球这种传统探头接触点会很细小,不会对工件产生任何损害。而且,由于接触点非常细小,正好接触到残渣或障碍物的可能性也非常低。

如何才能将这种探头融入到线切割中进行有效的在线接触式测量。需要克服两大障碍

一个是机械方面的难题,即如何装配夹具,把探头夹持在电火花线切割机头部;另一方面在控制方面,探头的功能必须与机床的CNC系统整合。

 

机械方面:

大多数电火花线切割机头部的设计不能支撑很大的重量,在头部一侧装配实际的工具夹具会产生不平衡,影响线切割加工。幸运的是,有些品牌如宝玛数控推出的中走丝线切割机床,带有很坚实稳固的头部,可装配夹具,同时不会牺牲机床性能。

机械方面的另一个难题是,需要能够伺服驱动Z轴,这本来在线切割中并不需要。但在线接触式测量就需要机器可以Z轴伺服驱动,这样探头可以往下测量工件,结束后向上退出。,这种方式可以沿着Z轴方向,对任何点进行测量和记录。目前在中走丝线切割上(尤其是宝玛中走丝线切割机床)是能够配置伺服系统的。

 

控制方面:

在线接触式测量技术要求线切割机的CNC系统有能力补偿接触式探针与机器头部两个不同中心线的位置。业内很多机器都有这种补偿能力,因此也就不成问题。在标定后,机器的控制系统能够准确知道电火花丝线中心线和X-Y轴线上探测器的中心位置。在探测器进入位置进行测量时,控制系统就可以对这个距离进行补偿。

对于电火花线切割在线测量控制系统而言,主要的挑战是,设备对部件轮廓的关键点进行测量时,缺乏特定的周期。即如何使机器的控制系统命令机器按照规定的位置移动,在X、Y、Z轴上进行测量,采集原来与线切割工艺不相关的关键点的数据。

 

利用探测到的数据,机器可以数学方程生成报告,验证部件切割前实际定位是否正确。报告同时显示,在切割后,所需测量部件关键点的尺寸或公差符合要求,如果特定工件的尺寸还没有按照规定切削到位,CNC就会命令机器返回到那个部位进行重新切割,直至达到规定要求。

 

综上所述,只要在机械方面和控制方面解决以上问题,在电火花线切割机上精确实现在线测量为期不远了。

 

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