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序言隨著數(shù)控機(jī)床的快速發(fā)展,加工中面臨的主要問題為如何提高生產(chǎn)、編程效率,減少數(shù)控編程的差錯(cuò)率等。大多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)都具備參數(shù)編程功能,這不僅可以提高生產(chǎn)效率,而且對(duì)編程效率與方式有很大幫助,對(duì)程序的優(yōu)化起到輔助作用。本文以CRH380高速動(dòng)車組車體加工為例,介紹R參數(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用。2

R參數(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用2.1確定加工平面在CRH380動(dòng)車組的生產(chǎn)中,零部件若按照傳統(tǒng)常規(guī)的工藝方法進(jìn)行加工,存在著耗工費(fèi)時(shí)、易出錯(cuò)誤以及編制的程序不直觀、不具備通用性等問題。R參數(shù)主要應(yīng)用于如下幾種情況:①形狀不規(guī)則、難以進(jìn)行找正的工件。②異型、編程零點(diǎn)在空間位置并難以測(cè)量的工件。③實(shí)際形狀和理想形狀差異較大的工件。下面以CRH380鋁合金車體車鉤梁為例闡述如何利用R參數(shù)編程。因組焊工件焊接存在變形,不能保證每個(gè)工件在工裝中的零點(diǎn)位置保持一致。所以在車鉤梁加工前需要對(duì)工件進(jìn)行零點(diǎn)探測(cè)校正。車鉤梁加工的難點(diǎn)是在車鉤面板上開尺寸為640mm×375mm的矩形腔和在坡口板兩側(cè)銑出倒角,同時(shí)要求車鉤面板加工深度≤3mm。但由于車鉤面板是由兩個(gè)單件組焊而成,因此組焊后車鉤面板在焊縫兩側(cè)產(chǎn)生拱形變形,即焊縫附近母材內(nèi)凹。為了檢測(cè)組焊后的車鉤面板是否符合加工要求,首先選取8個(gè)探測(cè)點(diǎn)(見圖1)對(duì)車鉤面板的變形程度進(jìn)行檢測(cè):如果這8個(gè)探測(cè)點(diǎn)最大值與最小值的差值>3mm,判定該工件不符合加工要求,直接返回上道工序進(jìn)行調(diào)修;反之,則對(duì)該工件進(jìn)行加工。然后通過比較程序和判斷語(yǔ)句,找出工件實(shí)際的最高點(diǎn)和最低點(diǎn),以最高點(diǎn)定義加工平面,以最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的差值定義加工深度,完成工件的加工。圖1車鉤梁加工前探測(cè)點(diǎn)位置分布車鉤面板加工前探點(diǎn)檢測(cè)程序如下。經(jīng)過測(cè)量比較,R120為工件最高點(diǎn),以該點(diǎn)定義加工起始平面,R122為工件最低點(diǎn),R124為加工深度。上述利用R參數(shù)編制的程序,有效避免了盲目加工,降低了廢次品率。2.2機(jī)床A、C軸檢測(cè)在CRH380車體生產(chǎn)制造過程中,使用的加工設(shè)備大多數(shù)為五軸加工中心。而在實(shí)際生產(chǎn)過程中,會(huì)因加工中心A、C兩軸的誤差而使工件在加工過程中存在形狀、尺寸數(shù)據(jù)的偏差問題。五軸加工中心設(shè)備本身結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,對(duì)A、C軸的誤差測(cè)定難度比較大。傳統(tǒng)的檢測(cè)方法是在加工中心的主軸上安裝一個(gè)檢測(cè)試棒,用專用的測(cè)量?jī)x器測(cè)量上、下兩點(diǎn)的差值,從而計(jì)算出角度偏差值,如圖2所示。圖2主軸傳統(tǒng)檢測(cè)方法但是傳統(tǒng)方法檢測(cè)較為復(fù)雜,費(fèi)時(shí)費(fèi)力,不適合作為常規(guī)的檢測(cè)手段,因此可以利用機(jī)床自動(dòng)探點(diǎn)循環(huán)與三角函數(shù)的方法,計(jì)算出A、C兩軸的旋轉(zhuǎn)誤差。A軸的誤差檢測(cè)方法如圖3所示,具體步驟為:在安裝的標(biāo)準(zhǔn)塊上任意取一點(diǎn),讓探頭在“A0C0”時(shí)測(cè)量坐標(biāo)并賦值給R5,在“A0C180”時(shí)測(cè)量坐標(biāo)并賦值給R6,從而得出直線偏差R19=(R5-R6)/2。A軸旋轉(zhuǎn)中心到主軸端面的距離為301mm,加上探頭長(zhǎng)度,總長(zhǎng)度累計(jì)為529.7mm。假如A軸沒有偏差,那么C軸不論怎么轉(zhuǎn),A軸的位置始終保持不變(即R5=R6),角度誤差為零;假如A軸有偏差,那么會(huì)組成以A軸為旋轉(zhuǎn)軸心的直角三角形,利用三角函數(shù)可以算出A軸實(shí)際旋轉(zhuǎn)角度偏差。角度直線誤差R19=(R5-R6)/2,已知三角形的斜邊為529.7mm,則角度誤差R8=arcsin(R19/529.7)。a)探點(diǎn)b)三角函數(shù)關(guān)系圖3A軸旋轉(zhuǎn)誤差檢測(cè)示意同理,C軸的誤差檢測(cè)具體步驟為:在加工中心A軸角度偏差已經(jīng)矯正的前提下,在加工中心某一合適位置安裝一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)塊,并在其上取一點(diǎn),讓探頭在“A15C90”時(shí)測(cè)量對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)并賦值給R5,在“A-15C90”時(shí)測(cè)量對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)并賦值給R6,這樣以C軸為旋轉(zhuǎn)軸心形成一個(gè)直角三角形,直線偏差值R19=(R5-R6)/2,另一直角邊長(zhǎng)R15=529.7tan30°,在程序中利用特定函數(shù)計(jì)算C軸實(shí)際旋轉(zhuǎn)誤差值R9=ATAN2(R19,R15)。探點(diǎn)程序如下。通過上述方法,巧妙利用R參數(shù)來(lái)檢測(cè)A、C軸的旋轉(zhuǎn)偏差值,經(jīng)過批量生產(chǎn)的充分驗(yàn)證,其改善效果良好,大大縮短了加工中心對(duì)A、C軸的誤差校核時(shí)間。經(jīng)測(cè)算,改善后的加工機(jī)床只需2~3min即可完成對(duì)A、C軸偏差值的檢測(cè)、校核,極大提高了加工中心生產(chǎn)前的準(zhǔn)備效率,降低了人工勞動(dòng)強(qiáng)度及工時(shí)成本,確保了產(chǎn)品加工精度及產(chǎn)品質(zhì)量。3

結(jié)束語(yǔ)本文以CRH380動(dòng)車組車體加工為研究對(duì)象,優(yōu)化改善了R參數(shù)編制的程序,不僅邏輯性強(qiáng),便于閱讀、測(cè)試,同時(shí)也可以作為機(jī)床故障檢測(cè)的一種工具,操

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