機(jī)床的基礎(chǔ)性能決定了產(chǎn)線的基本配置，然而實(shí)際的加工效果則需要刀具來(lái)保證。在主軸與刀柄之間哪怕存在著極微小的異物，也會(huì)造成銑鏜刀具裝卡不準(zhǔn)確，導(dǎo)致次品率上升和停機(jī)事故頻發(fā)，傳感器輔助的監(jiān)視系統(tǒng)可以有效阻止此類事故的發(fā)生。
以傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部件為例，此類部件必須實(shí)現(xiàn)高精度加工，以達(dá)到高效運(yùn)行并確保＊大的安全性能。但是，一旦切屑和廢料等異物進(jìn)入到加工接觸面，銑床的精度就會(huì)喪失殆盡。異物將會(huì)在接觸面上沉積下來(lái)，并在各接觸面之間生成一條縫隙。
▲汽車(chē)傳動(dòng)部件
在以復(fù)合加工工藝和聯(lián)合機(jī)床為特征的批量加工汽車(chē)產(chǎn)品部件時(shí)，單臺(tái)設(shè)備和流程均可對(duì)整條生產(chǎn)流水線的加工過(guò)程和質(zhì)量產(chǎn)生影響。因裝夾精度不足而造成的機(jī)床加工誤差往往要到下一道質(zhì)量控制環(huán)節(jié)時(shí)才能被發(fā)現(xiàn)。除了產(chǎn)生殘次品部件之外，這樣的事件還會(huì)導(dǎo)致單臺(tái)設(shè)備或整條生產(chǎn)線的停機(jī)。同時(shí)，查找和排除故障、識(shí)別工件和重新運(yùn)行所需跟蹤時(shí)間都會(huì)產(chǎn)生額外的費(fèi)用。
▲監(jiān)視系統(tǒng)被集成到刀具主軸上，由此該電子組件可以在旋轉(zhuǎn)的主軸上自行工作
通過(guò)采用監(jiān)視系統(tǒng)來(lái)規(guī)避誤差
在切削加工過(guò)程中避免殘次品和停機(jī)事故的辦法是對(duì)機(jī)床設(shè)備的特征進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)視。其目標(biāo)便是對(duì)誤差進(jìn)行早期識(shí)別，對(duì)可能造成的損傷進(jìn)行規(guī)避，并采取整治措施。對(duì)此還可采用基于動(dòng)壓測(cè)定原理的成熟的系統(tǒng)。在更換刀具之后，可以對(duì)壓縮空氣吹洗通道的壓力進(jìn)行求值。如果在刀具和刀柄之間出現(xiàn)間隙的話，壓力就會(huì)隨著間隙的加大而降低。通過(guò)這種原理，可以對(duì)大于30?μm的間隙進(jìn)行測(cè)定。
由于部件的精度在提高，高精度傳感器可以起到很好的輔助作用。它可以對(duì)刀具狀態(tài)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)視。這種測(cè)量技術(shù)可以以微米級(jí)的精度對(duì)刀具的位移進(jìn)行測(cè)定，記錄偏差數(shù)值并及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，以免制造出有誤差的部件。
▲高精度傳感系統(tǒng)的構(gòu)造
刀具監(jiān)控系統(tǒng)帶有空心錐桿（HSK）的刀柄在裝夾時(shí)的定位和可重復(fù)精度取決于主軸與刀柄接觸面的貼合程度和貼合精度，這也是為何刀具連接處對(duì)異物非常敏感的原因。切屑主要是在更換刀具時(shí)被帶入，但在刀具庫(kù)里，接觸面也會(huì)受到污染。
▲吹氣清潔：接觸面上的不同氣流速度分布導(dǎo)致不均勻的清潔效果
▲異物進(jìn)入會(huì)導(dǎo)致刀具傾覆、軸位移
在加工質(zhì)量方面，決定性因素在于異物對(duì)刀具位置和刀具中心點(diǎn)(TCP)位置的影響。根據(jù)異物的不同尺寸、形狀和位置，在刀具接觸點(diǎn)上會(huì)產(chǎn)生某種同圓度誤差，而原因可能在于刀具發(fā)生傾斜或發(fā)生軸位移，以TCP在接觸面上產(chǎn)生可測(cè)量間隙和相應(yīng)位移的方式表現(xiàn)出來(lái)，因此可以利用這個(gè)結(jié)論來(lái)對(duì)監(jiān)視刀具在接觸面上的測(cè)距傳感元件進(jìn)行＊佳布置。
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