多传感器系统探测测试极限

理想化条件下,光学或其他非接触式探测技术是测量复杂,微机械零件的最佳手段,但实际上是不切实际的。光学系统具有速度的优势,并且避免使零件变形,但也有其自身的限制,因为加工件的可视边不能反映其后面的情况,并且光学系统不能确定一些三维的缺陷例如平行、垂直、柱形或平面。

然而通过综合数项传感器技术到一个测量系统中,就可以将一个复杂零件的所有关键特征在一次装夹中完成。这些多传感器测量系统通常包括非接触传感器——视频,白光或激光——用来表面和边的测量,和触发式和扫描式测头则用来探测那些非接触装置所不能达到的特征测量,例如沉孔。

与机床整合一体的测头在不使用的时候会缩回。

探测微特征

传统的测量技术,例如坐标测量机触发式测头逐步发展以适应需求的变化。今天,有不同触发电压的传感器,不同长度的触针,不同尺寸和材料的测针。但是由于特征已经变的更加微小,这些探测器能达到多小仍能够稳定触发是有物理限制的。例如,一根细小的触针在探测器触发前会弯曲,错误的传达了表面的位置。又或者一根长的触针会折弯(碰到了孔或槽的边)而记录了一个数据点,而实际上触针并没有碰到待测的表面。制造技术的发展和EDM的使用使加工微小特征成为可能,而零件测试却非常困难,例如微小的孔。在一些应用中,触发探针的尺寸或触针的长度会完全阻止触发测量。触发测量不适合应用的场合包括小缝隙的测量、孔、凹槽,或孔拔模斜度,因为常规的探测器会测偏位置。

在加工时有两种常用探测器。第一种是在已有加工设备上附加部件,另外一种被称为探测器。后者是在装配设备的时候就装入的,称为集成探针。这些探针在加工时会折起不会影响加工,因此不需要更换工具。集成探测器使用可靠,随时可以使用,没有诸如线缆、无线电接口和安全电源等问题。

普通的设备安装了集成探测器就变成了可以判断环境并对环境作出反应。具有这些能力的设备在遇到越来越小的零件和零件变化较大的情况下就显示出其独特的价值了。

与控制器的通讯

先进的探测技术整合了控制器和机床中运行的软件。例如DatronDynamics,Milford,N.H.((暂不可见)),一家高速CNC铣削机床制造商已经研发出了第三代集成探测系统,它第一步检测是否正确放置,然后扫描和识别零件,选择正确的程序进行加工。Datron的总裁WalterSchnecker博士解释说:“甚至当操作员将错误的零件放进机器,该设备仍然能生产出正确的零件,因为探测扫描为该零件选择的正确的程序。小的车间有很多零件转换工作,他们可以发现能够自动检测装夹的准确性可以减少转换和工作周期。”

Datron机器上的Z向修正探测可以识别加工件表面的不规则形状,无论是偶然出现的还是设计所特有的,探测器会帮助机器对它进行动态补偿。通过对未加工件表面的扫描并把这些数据传给控制器来做到这一点的。控制器为不平整的表面或工件位置自动调整。通过这个过程,装夹时间减少并且产品不良率减为最小。

Z向修正探测器是永久性安装在主轴边上,只有在需要的时候才伸出来。基于这样的设计就不需要更换工具,没有线缆的障碍,并且在主轴突然开动时不会被意外损坏。

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