五軸數控機床在線測量分析方法研究

王立鵬

(齊齊哈爾二機床(集團)有限責任公司，黑龍江 齊齊哈爾 161005)

1 五軸數控機床在線檢測系統的組成

五軸數控機床所配備的在線檢測系統可以分為2臺，第一種是直接地通過調用測量宏程序庫，而不使用計算機進行輔助而完成整個工件的測量；而第二種則是需要自己開發出測量程序庫，并且利用計算機對于運行程序進行編制，并且還應當由反應中心及時地生成檢測程序，之后將該程序傳到數控系統當中而起到測量作用。以上2種檢測系統分類的主要依據點主要的是看其是否與計算機系統連接。而在數控機床加工中心在線檢測系統當中，融入計算機系統也能夠補充測頭系統的不足之處，從而能夠利用計算機的綜合能力，提高檢測的進度以及可操作性，從而做好各項檢測工作。

2 對其檢測方法進行探究

2.1 定位測頭以及測量距離

為了能夠在五軸數控機床使用過程當中使用觸發式測頭對于工件進行測量，就需要設置一些中間的定位點。防止在測量過程當中，工件發生碰撞而影響其后續的質量。同時還需要設置有快速的定位點，防止因為測頭在機床使用過程當中移動距離過大，從而能夠使得測頭能夠快速地進行前進，從而進一步提高機床的測量效率。而為了能夠規劃出更短的測量路徑，則需要定義已接觸距離、搜索距離、回退距離等3個距離而達到這一目的。

2.2 規劃檢測路徑

在五軸數控機床應用過程當中，使用觸發式測頭進行檢測過程當中，可以根據被測表面在檢測點之間的接觸以及相關的參數，而選擇出最短的檢測路徑。而通過這種方法進行測量，能夠進一步補償測頭半徑，同時使用這種方法也能夠使得側頭直接地接觸被測物體的表面，不出現打滑現象。同時在規劃檢測路徑時，還需要進一步確定選題單元以及相關的關系，同時還需要選擇最適合的測量工藝。而在進行測量工藝的選擇時，還要考慮到多個影響因素，包括安裝以及測量機面、使得零件定位于數控機床之上，之后還需要進一步規劃測量工具、判斷測量過程當中需要測量哪些參數、判斷參數是直接測量還是間接測量，同時還需要進一步確定測點的位置，之后還需要進行防碰撞檢驗，防止數控機床以及測頭還有其余的附件發生碰撞。

2.3 檢測具有曲面特征的工件

使用五軸數控機床對曲面進行在線檢測，就需要確定最為合適的測量點，并且還需要對于曲面工件的誤差進行分析。而這一項分析工作具有十分復雜的操作步驟，為了進一步保證測量結果的準確性，就需要正確的選擇測量點，因為在在線測量的前期，為了更好地對曲面車間內工件進行檢測，則需要使用網格的方法選擇出最為合適的測量點，根據所需要測量曲面的曲面形狀以及曲率大小而生成測量點，之后使用之字形的檢測路徑進一步地提高在線檢測的檢測效果，同時在生成最短的路徑。同時還需要根據測量點的分布，依次地將測量點進行連接。同時在測量過程當中務必要保證每一個測量點只檢測一次，從安全的角度出發，還需要進一步檢查所生成的最終檢測路徑，防止在檢測的過程當中測量的工件以及測頭系統發生碰撞，從而影響到最終的檢測效果。同時如果測量點以及檢測工件在運動時出現碰撞現象，導致測頭受力過大可能會危害到測頭本身，就立刻停止測頭系統的應用，并且進行報警，防止測頭受到嚴重損害，而影響到數控機床的精密度以及完整度。在對曲面工件進行測量的過程當中，使用觸發式的側頭進行測量，并且將測量過程當中曲面的下陷區域規定為測量點，計算曲面上測量點所與之對應的曲率半徑，判斷曲率半徑以及測頭半徑之間的大小關系，如果前者小于后者則可以將其視為劣質測量點，直接地將其剔除，之后再次進入檢測路徑當中之后，再選擇先前的測量點進行第二次測量。

3 結束語

本文主要研究了五軸數控機床在線測量路程當中系統的基本組成，以及在測量過程當中具體應用的檢測方法。通過對于測頭進行定位，并且進一步判斷測量距離，尋找測量點，同時在檢測具有曲面特性的工件，比如說航空航天中機身結構以及模具等的過程中，對工件的表面外形進行了雕刻，從而方便之后的設計以及加工工作，篩選出不符合要求的工件，從而進一步減輕工作者的工作量，并且使工件加工過程具備更高的切削效率，為航空航天行業發展做出突出貢獻。