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目前模具必不可少的助手--三坐标测量机

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发表于 2011-1-5 09:33 | 显示全部楼层 |阅读模式
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。  
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   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。  2 ^$ `% ^! o5 R0 n$ z7 H
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   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。  6 i. M- I; C- e+ T

1 p  ~6 T) m$ A7 f. T) T* ]7 Z   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。  8 C  }/ a0 E( c3 Q+ e

+ a) W) c5 U8 h* m, o2 j   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。  
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  V, V* ~' R( I# F' q   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。  
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  (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。  
3 I4 E4 [1 f: v' B+ z  (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。  
  ]/ i" q" ]) W# M+ a8 C* |  (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。  * _3 U9 T3 _5 T7 ?  L8 h8 I
  (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。    S6 U% k1 j4 p: G6 @) @
  (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。  
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   模具理想的数字化工具  7 c6 F( E7 z; j$ Y

3 [6 x5 v9 R/ ^# n   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CAD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。  ' K; Z$ R* |% k2 `* G3 q' P

9 X% b: L- a+ n: L* D) l, z   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。  2 i: k' K# T: K! a& ?

+ z4 r" x  S! a  D0 |2 h7 F2 B   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CAD模型的复制。无需经过任何转换,可以被各种CAD软件直接识别和编程,从而大大提高了模具设计的效率。  * N. L) x  O0 a2 c6 ^
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   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。    p1 J3 S' L( E+ |7 T
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   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。  
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. `( ~& e& ]( e   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。  ) a: g7 B( @' |; L

+ z* R4 M4 N$ p2 o8 c$ Q   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。  
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   最后,论证测量结果的一致性。  " z% ]" _9 i2 Q3 a% ?. o3 c

- n. r+ [4 ^* n. f   模具工业必不可少的关键设备  " h; h0 }2 @# G" }& }( n) j9 ^
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   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。  / X% U; d7 j9 d1 A3 V

" |. D7 ~/ t3 s+ h, `8 V   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。  9 v' \: K7 `! E3 K: ~
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   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。  
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3 j2 j/ K# Q1 l9 b; ?- v   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CAD技术获得产品的CAD数学模型,进而利用CAM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。  
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   在模具制造业,大多数模具都是按照CAD数学模型在数控机床上制造完成的,它与原CAD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CAD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CAD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。  
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( d# W5 j1 Z; b4 x2 E   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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