數控切削加工領域的數字化測量技術

摘 要:在數控切削加工中，數控切削加工技術是一項要求非常嚴格的工作，合格的數控切削技術操作不但能確保工件的加工質量，還能實現高速、高效而精密的數控切削。本文從分析數控切削加工中數字化測量技術的基本概況入手，進而探討當代數字化的測量技術和量具量儀的發展，具體研究了數字測量技術在數控切削加工領域的運用。

關鍵詞:數控技術數字化測量原理精磨測量技術

中圖分類號:TH16文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)06(b)-0117-01

在機械制造與機械加工行業中，要實現高效率、高精度、功能齊全、過程穩定的數控切削加工，我們就一定要注重數字化測量操作。當然，數字化測量操作是一個復雜的過程，牽涉到很多具體的實際操作問題。數字化測量處理出現問題，不但會對數控切削加工中零件的精度產生影響，還會使加工過程面臨刀具和數控機床發生碰撞的潛在危險。為此，本文將重點探討數字化測量的基本原理，并簡單介紹幾種常見的數字化測量精準技巧。

1 數控切削加工中數字化測量的基本原理

我們在數控切削加工機床上進行先進的切削加工，就一定要用到先進的數控切削刀具，我們首先要通過數字化測量來具體確定工件的坐標系中刀具刀位點的起始位置，也就是我們通常所說的數字化測量點或者起刀點;再通過定位裝夾來確定機床坐標系中工件的具體位置。這類高速且高效、精密又復雜、兼具穩定可靠和綠色環保的先進數控切削加工技術就離不開精準的數字化測量技術與儀器，數字化的測量技術在數控切削刀具從設計制造再到使用的整個刀具產品的生命周期過程中都起著非常重要的作用。

數控加工工藝要考慮加工零件的工藝性，加工零件的定位基準和裝夾方式，也要選擇刀具，制定工藝路線、切削方法及工藝參數等，而這些在常規工藝中均可以簡化處理。因此，數控加工工藝比普通加工工藝要復雜得多，影響因素也多，因而有必要對數控編程的全過程進行綜合分析、合理安排，然后整體完善。相同的數控加工任務，可以有多個數控工藝方案，既可以選擇以加工部位作為主線安排工藝，也可以選擇以加工刀具作為主線來安排工藝。數控加工工藝的多樣化是數控加工工藝的一個特色，是與傳統加工工藝的顯著區別。

由于數控加工的自動化程度較高，相對而言，數控加工的自適應能力就較差。而且數控加工的影響因素較多，比較復雜，需要對數控加工的全過程深思熟慮，數控工藝設計必須具有很好的條理性，也就是說，數控加工工藝的設計過程必須周密、嚴謹，沒有錯誤。

凡經過調試、校驗和試切削過程驗證的，并在數控加工實踐中證明是好的數控加工工藝，都可以作為模板，供后續加工相類似零件調用，這樣不僅節約時間，而且可以保證質量。作為模板本身在調用中也是一個不斷修改完善的過程，可以達到逐步標準化、系列化的效果。

由于數控加工的自動化程度高，安全和質量是至關重要的。數控加工工藝必須經過驗證后才能用于指導生產。在普通機械加工中，工藝員編寫的工藝文件可以直接下到生產線用于指導生產，一般不需要上述的復雜過程。

2 數控切削加工中數字化測量技術簡介

隨著科學技術和模具制造工藝的進一步發展，企業在數控切削加工中運用越來越多的數字化測量儀器來實現數控機床數字化測量操作的高效率和高精度，對于一些需要通過復雜數字化測量的工件也有了更多的精準技巧創新。

2.1 數控刀具與刀片數字化檢測技術

我們在實際的數控操作中主要運用到的是采用了測量的精密成形和復雜組合式的數控刀具與刀片幾何精度方面的非接觸式激光或者光學數字化檢測技術、儀器等。目前由于精磨測量技術的迅速發展，在線測量技術已可進行加工狀態的實時顯示，及時檢測是否出現異常現狀。專用刀具的檢測，需要用到滾刀檢測儀、齒輪測量中心、專業的精密數控拉刀測量儀、弧錐齒輪刀盤檢測儀等專用測量技術與儀器對其進行檢測。測量儀器是深受機床工業影響的行業。目前，組合式數控機床一般采用的技術有:激光技術(傳感技術)、CAD/CAM耦合、激光集成、儀器儀表精密制造。這種機床的優點明顯:在線檢測技術保證了加工過程(工具交換、傳送和放置時間)得到縮短，費用(物流、設備使用負荷)均得到降低，而產品質量(整個流程自動進行)得到提高。

2.2 數控工具系統方面的檢測技術

一般而言，為了確保數字化測量的精度，我們會將數字化測量點盡量設置在工件零件的設計基準或者工藝基準之上。而現代數控工具系統方面的數字化檢測技術發展一般都具有很強的雙面約束性、兩面夾緊定位功能，并準備發展成為其主導結構和功能，它可以為數控刀具的軸系提供綜合的剛度與精度，在幾何精度方面的檢測也要比傳統測量系統更加復雜精密。

2.3 數控刀具在機檢測

在數控刀具進行精度的安裝與切削加工過程中，我們可以選擇一定的數字化測量點對數控刀具進行在機的檢測，實時監控其在使用時和使用后的磨損與破壞狀況。數控切削加工需要對批量產品在技術質量的穩定性和大型的難加工材料工件在加工質量方面進行確保，就需要運用到在機檢測這種重要的技術方法。我們的工廠也迫切地需求這種可以進行可靠的數控刀具的在機精度的檢測與補償調整，并對磨損破損進行實時的監控與維護。

3 數控切削加工中數字化測量技術主要發展方向

隨著生產水平的提高，高效率測量成為測量技術的主要指標，為了實現生產的高速化、高效率，必然要提高測量效率，近年，隨著在線測量技術、非接觸式測量技術的發展，筆者認為，數字化測量技術未來的其主要發展方向如下:

(1)測量精度的進一步發展。將會由傳統檢測儀器三維測量儀、投影儀等的μm級檢測向現代光電檢測設備的nm級發展;

(2)測量水平的發展。其主要表現在測量的范圍上，將會把測量范圍進一步增大，由點到面，由單一方向的測量向整體形狀測量方向發展;

(3)測量可靠性發展。這得益于標準化的日益完善，精密儀器的進一步開發。

4 結語

由于數控機床具體的操作中會使用到種類多樣、尺寸不一的測量工具，數字化的測量技術操作在數控切削加工時起著非常重要的作用。因此，我們一定要掌握現代測量技術操作的原理與要領，明確數字化測量操作中的具體環節，再根據具體的實際情況，選擇合適的數字測量方法、確定正確的程序指令、設置科學合理的測量參數與測量補償值，以期通過精確的數字化測量來實現數控切削加工程序編制的簡化，保證工件的加工質量，提高零件的加工效率。

參考文獻

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