非常可靠

对于切削加工来说，加工过程中的尺寸检测是至关重要的。利用专门研发的检测探头甚至可以在车削机床中检测零件的尺寸。

在车削加工中心里测量零件是汽车工业面临的一个巨大挑战。因为车铣加工中心里的测量系统常常会受到飞溅的切屑、冷却润滑液和机床振动的影响。因此，测量技术专家们的任务就是在这种恶劣的环境条件下测得精确的检测结果。车床制造商Schster公司就是依靠Blum Novotest公司的检测技术实现了车床加工区域内的零件尺寸检验测量。

“工业4.0的转型，对金属加工企业提出的要求也发生了变化。我们不能仅仅只生产标准型的车削机床了。我们与金属加工领域的客户密切合作，开发面向未来的解决方案以确保客户都能按照自己设定的经营方向阔步前进。”Schuster公司项目领导人Christian Moser说道。

为测量车削加工中心里的车削件，回转鼓轮中的TC61测量探头沿X轴水平移动，在伸出和退回时各进行一次直径测量。

Schuster公司开发的车削机床属于立式车床，根据具体切削加工的工艺还可以配备副主轴和跟刀架。每一个切削加工空间最多都可以配备两个鼓轮刀架或者铣削、磨削刀架。这就可以在一次装夹中完成零件的车、铣和磨削加工了。立式车床的坐标始终是X轴和Z轴。根据具体的机床型号，坐标系的零点为机床主轴或者刀架，有时也设定在铣削头、磨头上。必要时也可以在主轴上增设一个C轴。Y轴的设置与其他机床相似，一般都在车削加工的工作范围之内。

“加工空间中的测量是我们加工过程中必不可少的一个组成部分。在许多车削加工过程中都要首先测量零件毛坯的加工量是多少，如何切除多余的部分，最后精车或者磨削到零件的最终直径尺寸。在粗车之后有必要检查一下加工件的直径尺寸，根据剩下的毛坯余量确定精车或者磨削时的切削数据。为了不受同轴度或者机床温度的影响，此时的直径检测应采用两点检测的方法，例如类似千分尺测量直径的方法。”Moser说。

由于有一些特殊的测量要求，Schuster公司联系了位于格林克劳特市的测量技术专家Blum Novotest公司。Schuster公司已经与Blum公司合作多年了。在Schuster公司设计制造的车铣加工中心里已经集成了Blum公司开发设计的不同测量探头和激光测量仪。以前的测量探头主要采用的是红外线探测技术，现在的则采用了无线探测技术。无线探测技术能够非常方便地集成到切削加工设备中，因为在信号发射探头和接收器之间没有可见的连接线。

双向检测探头

由于许多Schuste公司生产制造的加工设备都没有Y轴，因此不可能按照标准的直径检测方法从前、后两点检查零件的直径。这也就需要另辟蹊径，找到其他合适的两点检测解决方案。Blum公司推荐使用TC61型测量探头和探头插件。Blum公司的销售工程师Uwe Fischer说：“TC61的特殊点就是双向处理。与传统的测量探头不同，它不仅能够在接近被测零件时进行测量而且也可以在离开被测零件时进行测量。测量信号是由微型光电传感器内部的开关产生的，因此是一种无接触式的尺寸测量、有着很长的使用寿命。”

Schuster公司与Blum公司的合作由来已久，在四轴车削加工中心F40中就应用了Blum公司的检验测量技术装备。

这种特殊的测量装置使得Schuster公司设计制造的车削加工中心能够在需要时轻松方便地检测被加工零件的直径。测量时，位于鼓轮刀架中的TC61检测探头就会旋转出来，沿X轴运动进行测量——伸出时测量一次、退回时也可以再测量一次。另外，有些车铣加工中心的探头支架上要配有一个球形探头，利用这一球形探头可以测量被加工零件的长度、零点位置或者轴、孔的阶梯长度。探头尺身35mm的测量探头可以检测的零件最大直径为73mm。更大型号的测量探头尺身使用的是铝合金材料，以避免测量装置的重量过大。

“磨削时的直径测量是确保零件符合公差要求的前提条件。我们在X轴上使用了高精度的玻璃刻度尺，以便使测量探头能够更加精确的定位。通常情况下是在机床设备达到稳定的运行温度前就开始测量了。当设备达到稳定的运行温度后测量次数就少一些了。这也是缩短测量周期的一个有效方法。”Moser说。两点测量的速度很快，在机床设备上的重复精度可以达到1.5-2μm。这些测量可以补偿温度变化带来的影响也可以补偿砂轮磨损带来的误差。毕竟在大批量生产时要避免出现废品——这就要每个加工工序必须在数月内、在数年内、在几千个零件的加工中尺寸都保持在严格的公差范围要求之内。而这只有通过连续性的、伴随生产过程中的检验测量才能实现。

为了确保位于机床加工空间内的测量探头不被损坏，加工过程中的冷却液压力会高达60巴，并直接喷射到鼓轮刀架的检测探头处。在强力清切削液的冲击下切屑和磨屑都会被冲洗掉。这一点是车削加工中心与铣削加工中心完全不同的地方——铣削加工中心里没有使用的刀具都存放在刀具库中。车削加工中心每次鼓轮刀盘转位都会在定位时产生一定的冲击力，会对鼓轮刀盘和测量探头造成冲击。

Blum公司研发生产的测量探头则能毫无问题应对这样的冲击。Moser说道：“我们对Blum公司的售后服务非常满意。因为Blum公司的技术服务联系人非常称职，为解决我们的疑难问题提供了很多聪明的解决方案。最新开发的探头支架确保了极高的测量精度。它们不仅能够承受最严酷的工作条件，而且还证明了自己是绝对可靠的。这让我们受益匪浅。能在废品率最低的情况下实现很高的生产效率，真是太棒了！”

本文译自德国Werkstatt und Betrieb杂志

来源：荣格-《国际金属加工商情》

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