在线检测技术在数控机床中的研究与应用
李志国 吉思义 崔晏铭
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李志国 吉思义 崔晏铭,. 在线检测技术在数控机床中的研究与应用[J]. 国际科技论坛,2023.3. DOI:10.12721/ccn.2023.157217.
摘要:
在现代社会运转过程中,机械制造行业占据着极为重要的位置,大量机械产品应用于各行各业运转中,为人们工作生活提供了极大的便利,同时提升了社会整体发展水平;而数控机床作为现代机械制造中的常见设备,在实际生产过程中,能够有效提高加工制造的效率与精度,充分满足客户的需求;不过,在现代科技水平不断提高的影响下,为了保障数控机床高效稳定的运转,技术人员可以加强在线检测技术的应用,及时发现机床运转中存在的问题并进行处理,为相关企业及机械制造行业整体发展奠定坚实基础。下面主要对在线检测技术在数控机床中的应用与发展进行分析探究。
关键词: 在线检测技术数控机床应用发展
DOI:10.12721/ccn.2023.157217
基金资助:

一、数控机床在线检测系统的具体组成

通常情况下,所谓数控机床在线检测系统主要可以分为不用计算机辅助、对基本宏程序进行直接调用,以及借助计算机辅助编程、技术人员开发宏程序库,且检测程序随时生成,之后传至数控系统两类;现有机床系统大多是由以下几部分组合而成,分别是:

1.机床;机床自身在机床系统研发制造中属于基础部位,其承载着加工、检测等工作,相关工作部件能够实现生产加工所设计到的基本运动,而如果机床传动部件的精度不足,极易对实际加工与检测质量与精度造成影响[1]

2.数控装置;在机床系统中,数控装置属于核心环节,其主要是接受输入装置传输或由内部存储器中直接取出特定的数控加工程序,借助逻辑电路、系统软件等部位进行编译、运算、逻辑处理,输出相应的指令或控制信息,对机床其他部位运转进行操控,保障机床运转动作的规定性与有序性;

3.测量系统;在机床系统运转时,测量系统属于重要部位,其主要由信号传输系统、数据采集系统及接触触发式测头等部位组成,该系统的精度对在线监测技术的质量与准确度有着极大的影响;

4.伺服系统;该系统在数控机床内部主要承担对机床机动部件位置与速度进行科学调控,通过保障该系统的性能,能够有效提升机床运转效率、生产加工精度、测量精度等;

5.软件系统;该系统主要以计算机系统为基础,而在线检测系统则是通过计算机对需要被测量的数据信息进行全面采集、处理,并对数控程序生成、加工过程仿真及数控机床通信等功能进行仔细检测,提升检测工作效率,节省测量结果分析与计算时间等成本的消耗。

二、在线检测技术应用于数控机床的工作原理

当在线检测技术应用于数控机床中时,工作人员首先需要在机床中编制检测的主程序,借助G31跳步程序的控制指令,促使测头能够根据程序要求的路径进行运转,在这一过程中,测头系统联合数控系统运用测点触发功能;如果测球与工件相接触时,其会产生一定的触发信号,数控系统可以通过与测头相连的接口向转换器传输,之后将触发信号进行转换,传至机床控制系统中,准确记录接触点位的坐标;当信号接收之后,机床会呈现运动停止现象,系统会将测量点坐标值进行记录与计算,之后开展下一测量动作,以此来实现数控加工在线计量检测,保障数控机床长期稳定的运转与发展下去[2]

三、在线检测技术应用于数控机床的常见问题

(一)在线检测技术对外界环境要求较高

相比于传统机床设备,数控机床运转效率较高,并保障产品质量与精度;而在另一方面,数控机床内部结构较为精密,极易受到不良因素影响而产生故障问题,由此而对其工作环境有着较高的要求标准;而在应用在线检测技术时,其同样对外界环境要求较高,如果周边环境质量较差,极易导致测量误差显现的出现,其测量结果准确度不足,无法满足实际工作的要求,还会对机床正常运转造成影响与限制。

(二)在线检测技术应用时出现误差

同时,当在线检测技术应用于数控机床中时,其检测过程所受影响因素较多,其中,在数控机床测量时,其主要以机械传动机构为基础,而如果在长时间运转之后部分机械传动轴部件存在磨损或结构变形等现象,导致工程加工精度不足,由此而对在线检测的结果造成影响;在另一方面,如果机床测头半径存在偏差,同样会导致检测结果准确度不足,进而限制数控机床的正常运转。

(三)操作人员技术水平较低

众所周知,专业人员在现代工作中占据着关键核心的位置,通过发挥自身专业素养与技术能力,能够有效提高工作水平;不过,在部分企业应用在线检测技术度数控机床进行检测时,企业内部操作人员自身专业素养与技术水平较低,对在线检测技术缺乏足够了解,无法熟练操作该技术进行检测,实际工作依旧采用传统工作理念与方式,并根据自身工作经验与习惯对机床进行操控,由此导致在线检测技术应用水平较低,无法有效检测得出机床内部问题,对企业整体生产运营造成不良影响。

(四)在线检测技术发展不足

除此之外,在数控机床应用在线检测技术时,由于部分企业领导及有关部门人员的忽视,没有为其投入充足的资金资源,当数控机床采购并投入使用之后,其大多是对技术人员与操作人员进行简单的培训之后就开始生产加工,没有组织专业技术人员对在线检测技术进行深入研发创新,极大地限制了在线检测技术的未来发展[3]

四、数控机床中在线检测技术的发展趋势

(一)加强在线检测技术的完善

当前时期,为了加强数控机床中在线检测技术的优化发展,相关企业领导首先需要积极转变传统思想理念与工作模式,提高对在线检测技术的重视程度,并联合有关部门及其他企业单位,组织大量专业技术人才,对在线检测技术进行深入创新研究,完善数控系统,并对新型数控机床在线检测功能进行开发,以此来减少后期产品设计与加工等过程所消耗的时间,充分提高企业生产效率、经济效益及社会效益等。

(二)加强计算机技术与在线检测技术的结合

通常情况下,计算机技术作为现代社会建设运转的重要设备之一,对各行各业运转及人们工作生活有着极大的影响;为此,当在线检测技术应用于数控机床中时,为了保障其健康稳定发展下去,技术人员可以加强计算机技术与在线检测技术的结合,借助计算机强化提升机床系统数据分析与处理等方面的能力,从而实现测量过程的统一与规范处理,避免其受外界不良因素影响。

(三)加强仿真技术的应用

除了以上内容之外,为了加强数控机床中在线检测技术创新发展水平的提高,技术人员还需要积极引用计算机及其他先进技术方式与设备,转变传统生产加工与检测流程,提升该项工作的自动化与智能化发展水平,并对工件生产、装配及质量控制等环节进行完善处理,对机械产品设计研发及生产等过程的工期进行缩短,并减少不必要的成本消耗,为数控机床运转及企业整体发展提供充分的促进作用[4]

总结:综上所述,机械制造行业作为社会建设运转的重要环节,当机械产品生产制造时,数控机床属于常见的设备设施,相比于传统机床等设备需要人工进行操作,数控机床能够借助计算机进行自动化生产制造,同时缩短产品加工制造的时间,对残次品的出现概率控制降低;而随着数控机床运行时间的延长,极易出现磨损与故障等问题;为此,工作人员可以借助在线检测技术的应用,对数控机床实现在线检测,提高检测效率与准确度,同时还可以适用于复合材料或复杂结构的大型工件加工过程中,有效防止残次品的出现,缺乏机械产品符合企业生产及用户要求标准,从而推动企业自身及行业整体的进步与发展。

参考文献:

[1]张瑞林.在线检测技术在数控机床中的研究与应用[J].设备管理与维修,2018(22):157-159.

[2]方瑞,陈岳坪,谢梦敏,葛动元.数控机床在线检测系统的定位误差补偿实验研究[J].机床与液压,2020,48(03):70-73.

[3]魏文锋,湛文亮.数控机床在线检测和智能补偿技术的应用[J].机电工程技术,2020,49(07):141-144.

[4]徐玉涛,岳宗平,马文魁,李亚萍.数控机床在线检测路径技术探究[J].设备管理与维修,2021(19):148-149.

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