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發(fā)布日期:2022-12-20
| 當(dāng)代模具加工制造行業(yè)發(fā)展迅速，模具行業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也日益激烈——在加工周期要求縮短、成本要求降低的情況下，精度要求不降反升。模具制造企業(yè)如何在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中勝出，帶著這個(gè)問題，筆者在DMP2010東莞國際模具及金屬加工展對(duì)世界最大的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)制造商-�？怂箍瞪钲阡N售服務(wù)中心的陳先生進(jìn)行預(yù)約采訪。 隨著模具制造業(yè)的進(jìn)步，模具測(cè)量技術(shù)也逐漸發(fā)展起來。根據(jù)模具制造的不同特點(diǎn)，不同的測(cè)量技術(shù)和測(cè)量設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生。從模具設(shè)計(jì)初期所涉及到的數(shù)字化測(cè)繪，到模具加工工序測(cè)量、修模測(cè)量、模具驗(yàn)收測(cè)量和后期的模具修復(fù)測(cè)量；從電子類小尺寸模具到汽車類中大型模具和航天航空行業(yè)的大型模具測(cè)量，高精密測(cè)量設(shè)備無處不在。迄今為止，模具質(zhì)量檢測(cè)用到的測(cè)量設(shè)備不僅包括了經(jīng)典的固定式高精密三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，同時(shí)，因?yàn)槟＞咧圃斓奶攸c(diǎn)，各種適合現(xiàn)場(chǎng)在線應(yīng)用的測(cè)量設(shè)備（如便攜式關(guān)節(jié)臂測(cè)量機(jī)、高效白光測(cè)量機(jī)、大尺寸激光跟蹤儀等）也紛紛出現(xiàn)，并通過接觸、非接觸式測(cè)量，影像與激光掃描以及照相測(cè)量等探測(cè)技術(shù)滿足了模具產(chǎn)品的檢測(cè)需求。作為全球最大的幾何量計(jì)量集團(tuán)，海克斯康麾下世界知名測(cè)量品牌云集，更是匯集了種類齊全、技術(shù)先進(jìn)的測(cè)量產(chǎn)品線，旨在為全球制造行業(yè)提供全面的計(jì)量解決方案，并始終以聚焦客戶需求的先進(jìn)測(cè)量技術(shù)為依托，力求在專業(yè)化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化等方面協(xié)助模具企業(yè)實(shí)現(xiàn)快速模具制造、提升模具產(chǎn)品品質(zhì)并獲取最佳的企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。 固定式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 一個(gè)典型的模具企業(yè)，除了模具的生產(chǎn)和制造外，還會(huì)涉及到一些檢具、以及普通機(jī)加件的制造，在這種情況下，精度高、功能強(qiáng)、通用性好的固定式測(cè)量機(jī)就成為大多數(shù)模具企業(yè)質(zhì)量檢測(cè)環(huán)節(jié)首選的經(jīng)典測(cè)量設(shè)備。模具的測(cè)量要求通常包括控制型面的指定點(diǎn)位測(cè)量、裝配和定位孔的直徑和位置測(cè)量等，往往也會(huì)要求測(cè)量型面型線的輪廓度。此時(shí)，固定式測(cè)量機(jī)的高精度、自動(dòng)化和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的接觸式測(cè)量能力顯得極為適用。若要求將模具工件直接與其CAD模型上的曲面進(jìn)行點(diǎn)云匹配比對(duì)或進(jìn)行模具件的測(cè)繪，固定式測(cè)量機(jī)還可以借助接觸式連續(xù)掃描測(cè)頭或非接觸式激光掃描測(cè)頭，實(shí)現(xiàn)高效率、高密度的點(diǎn)云掃描測(cè)量。這里需要注意的是，因?yàn)闇y(cè)量結(jié)構(gòu)和測(cè)量原理的不同，接觸式測(cè)量的精度通常優(yōu)于非接觸式測(cè)量的精度。中小型模具一般選擇帶有花崗巖的橋式測(cè)量機(jī)，零件可以直接裝夾固定在平臺(tái)上進(jìn)行檢測(cè)，平臺(tái)上M8的標(biāo)準(zhǔn)螺紋孔可以起到將夾具固定在平臺(tái)上的連接作用。而對(duì)于汽車行業(yè)和航空航天領(lǐng)域的以大中型尺寸為主的模具測(cè)量，龍門式測(cè)量機(jī)則成為最優(yōu)的選擇。龍門機(jī)結(jié)構(gòu)更加開放，不需平臺(tái)支撐，工件可以直接放到地板上，不受承重的限制，因此，可以測(cè)量超重的大型模具；同時(shí)，龍門機(jī)的尺寸可以根據(jù)工件尺寸大小增加，因此，龍門機(jī)的測(cè)量行程更大，尤其適合超大尺寸模具的測(cè)量。 對(duì)于超小型模具（如電極模具、塑料類、醫(yī)學(xué)類、工藝類及類小尺寸模具），可以選用復(fù)合式影像測(cè)量?jī)x測(cè)量。該類模具可以利用復(fù)合技術(shù)，任意選擇適合的測(cè)量方法，包括激光、白光、影像等非接觸式測(cè)量和接觸式測(cè)量，必要時(shí)還可配置多軸轉(zhuǎn)臺(tái)，完美實(shí)現(xiàn)復(fù)雜曲線曲面的一次性裝夾測(cè)量。先進(jìn)的復(fù)合式多傳感器技術(shù)使得復(fù)合式影像測(cè)量?jī)x在小薄軟模具測(cè)量方面體現(xiàn)了卓越的精度和速度性能（OPTIV復(fù)合式影像測(cè)量?jī)x最高精度可達(dá)納米級(jí)），難裝夾、難測(cè)量和測(cè)量效率低下等問題都得到了有效的解決；復(fù)合式影像測(cè)量?jī)x還有力地推動(dòng)了制造業(yè)零件小型化進(jìn)程的發(fā)展速度。 便攜式關(guān)節(jié)臂測(cè)量機(jī)、白光測(cè)量機(jī)和激光跟蹤儀 快速實(shí)現(xiàn)模具修模、縮短模具加工周期是模具企業(yè)近年來越發(fā)迫切的發(fā)展需求，因此，滿足現(xiàn)場(chǎng)在線測(cè)量的便攜式測(cè)量系統(tǒng)成為模具行業(yè)應(yīng)用越來越廣泛的測(cè)量。近年來，行業(yè)內(nèi)的便攜式測(cè)量系統(tǒng)主要指關(guān)節(jié)臂測(cè)量機(jī)、白光測(cè)量機(jī)和激光跟蹤儀，這些設(shè)備的共同點(diǎn)是對(duì)工作環(huán)境條件要求不高、能夠完成現(xiàn)場(chǎng)在線測(cè)量、安裝應(yīng)用便攜、能夠同時(shí)支持光學(xué)非接觸和接觸測(cè)量等方式。 除了便攜的特點(diǎn)，關(guān)節(jié)臂測(cè)量機(jī)機(jī)身小巧，測(cè)量2臂用碳素材料制成，非常輕巧，工作時(shí)由操作員手持測(cè)量臂對(duì)工件進(jìn)行測(cè)量或測(cè)繪，測(cè)量方向完全可以像人的手臂一樣隨時(shí)作任意調(diào)整，很大程度上避免了測(cè)量死角。因此，便攜式關(guān)節(jié)臂測(cè)量機(jī)是模具測(cè)量測(cè)繪效率最好的設(shè)備之一，尤其適合非批量單件測(cè)量測(cè)繪任務(wù)。除了模具測(cè)量測(cè)繪，運(yùn)用照相原理進(jìn)行測(cè)量的測(cè)量系統(tǒng)——COGNITENS白光測(cè)量機(jī)則常被用于焊夾具和模具的開發(fā)試驗(yàn)、零件和總成件的校準(zhǔn)以及復(fù)雜的根源分析等任務(wù)。借助白光測(cè)量機(jī)提供的實(shí)際模具表面的詳細(xì)數(shù)據(jù)，可以輕松地找到實(shí)際工件與理論設(shè)計(jì)之間的偏差，并支持修補(bǔ)和返工。在模具試驗(yàn)過程中，可使用白光測(cè)量機(jī)測(cè)量和分析試模后的成型板件，從而精確指出問題癥結(jié)所在并給出正確的操作方法以減少反復(fù)試驗(yàn)的時(shí)間。白光測(cè)量機(jī)同樣支持模具復(fù)制、前期維護(hù)和模具歸檔。相對(duì)于其他測(cè)量設(shè)備，COGNITENS白光測(cè)量機(jī)具有抗陽光和弧光等強(qiáng)光干涉、耐高溫（可抗600℃高溫）、抗震動(dòng)及對(duì)工件表面材質(zhì)和顏色（無需噴粉處理）不敏感等特點(diǎn)，對(duì)惡劣環(huán)境的適應(yīng)性更強(qiáng)。 白光測(cè)量系統(tǒng)的工作過程是首先對(duì)準(zhǔn)工件進(jìn)行三維拍照，快速收集到三維型面的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，然后利用點(diǎn)云數(shù)據(jù)完成相應(yīng)的檢測(cè)分析任務(wù)。具體包括：（1）將實(shí)測(cè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)與工件的CAD模型進(jìn)行比對(duì)，作出標(biāo)準(zhǔn)的尺寸分析色差圖及質(zhì)量檢測(cè)報(bào)告。（2）將不同零部件的點(diǎn)云數(shù)據(jù)稍作處理，進(jìn)行數(shù)字化虛擬裝配（典型應(yīng)用如凹模和凸模的虛擬合模、車身零部件的虛擬裝配），然后取出虛擬裝配的截面線間隙，觀察識(shí)別實(shí)際裝配時(shí)可能出現(xiàn)的問題并進(jìn)行分析。配備了COREVIEWPRO專業(yè)軟件的白光測(cè)量系統(tǒng)，還可以對(duì)沖壓件試制或批量生產(chǎn)時(shí)的加工質(zhì)量進(jìn)行趨勢(shì)統(tǒng)計(jì)分析。 大型工裝設(shè)備的檢測(cè)（如焊裝夾具的測(cè)量），需要借助更大尺寸測(cè)量設(shè)備以完成現(xiàn)場(chǎng)的大尺寸測(cè)量工作。在大尺寸測(cè)量領(lǐng)域，�？怂箍祿碛屑す飧檭x領(lǐng)域內(nèi)的翹首品牌LEICA激光跟蹤儀。該系統(tǒng)有如下特點(diǎn)：（1）測(cè)量精度高，堪稱“移動(dòng)的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)”；（2）測(cè)量范圍大，包容從幾米到160M的大場(chǎng)景；（3）同時(shí)支持觸發(fā)測(cè)量和激光掃描系統(tǒng)，不但能夠測(cè)量隱藏點(diǎn)，還能提供復(fù)雜曲面掃描測(cè)量。 在機(jī)測(cè)量系統(tǒng) 隨著測(cè)量技術(shù)的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)不僅體現(xiàn)在測(cè)量室和制造現(xiàn)場(chǎng)，同時(shí)還被創(chuàng)新性的應(yīng)用在與加工設(shè)備上，即在機(jī)測(cè)量系統(tǒng)。作為有效的過程控制手段，在機(jī)測(cè)量技術(shù)為機(jī)床加工操作人員提供了實(shí)時(shí)的加工質(zhì)量反饋，在避免不必要加工錯(cuò)誤的同時(shí)，顯著提升了模具尤其是大型模具的制造效率。在機(jī)測(cè)量系統(tǒng)包括工件在機(jī)測(cè)量系統(tǒng)和刀具的在機(jī)測(cè)量系統(tǒng)。 一套完整的工件在機(jī)測(cè)量系統(tǒng)包含安裝在機(jī)床上的機(jī)床測(cè)頭及其信號(hào)接收器、機(jī)床控制系統(tǒng)中灌入的測(cè)量宏程序和與機(jī)床控制系統(tǒng)相連接的安裝有三維測(cè)量軟件的電腦。標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量宏程序一般包括點(diǎn)位、孔位、孔直徑、長度等測(cè)量程序，能夠完成高精度的自動(dòng)化找正（分中）任務(wù)和基本的尺寸測(cè)量工作；若配備了三維測(cè)量軟件則能夠?qū)崿F(xiàn)類似于專業(yè)三坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備所能提供的測(cè)量功能，如全面、專業(yè)的形位尺寸檢測(cè)及尺寸報(bào)告功能，甚至擁有專業(yè)的質(zhì)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析功能。刀具在機(jī)測(cè)量系統(tǒng)包括了在機(jī)及其測(cè)量宏程序。在機(jī)測(cè)量系統(tǒng)是及時(shí)發(fā)現(xiàn)加工中問題非常有效的手段，如工藝參數(shù)不合適、裝夾定位偏差、因刀具磨損等原因?qū)е碌募庸こ叽缙畹�；尤其是某些工件易變形、不能二次加工修�?fù)，或某些大型工件移動(dòng)到專業(yè)測(cè)量設(shè)備上有難度，在機(jī)測(cè)量手段使得這些問題迎刃而解。 通常模具訂單基本都為單件或小批量訂單，對(duì)交貨期要求比較嚴(yán)格，且精度要求較高，又往往牽扯到復(fù)雜型面型線的加工，工藝比較復(fù)雜，刀具磨損嚴(yán)重，因此，初步加工完的模具必須經(jīng)過修模才能合格，而其后期修模環(huán)節(jié)工作比較繁瑣，這是模具制造中影響交貨期的一個(gè)重要原因。在模具加工工序中引入在機(jī)測(cè)量技術(shù)，一方面可以對(duì)模具的定位進(jìn)行自動(dòng)化高精度的找正，尤其是可以使用最佳擬和坐標(biāo)系功能，革命性的提高模具加工原始坐標(biāo)系（即工作偏置）的精度，從基準(zhǔn)上提高了加工的精度；另一方面可以對(duì)工序加工中的尺寸進(jìn)行實(shí)時(shí)在機(jī)檢測(cè)，然后根據(jù)實(shí)測(cè)的加工結(jié)果直接對(duì)工序加工余量進(jìn)行補(bǔ)償，從而有效地提高工件的加工精度和機(jī)床的加工能力，大大縮短了修模環(huán)節(jié)進(jìn)而縮短了加工周期，減少企業(yè)在質(zhì)量、工時(shí)及原料方面投入的成本。目前，在機(jī)測(cè)量技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為以模具行業(yè)為典型的制造業(yè)廣為流行的低成本、高回報(bào)過程控制手段。
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