在纺织机械领域,有必要使用表面质量非常光滑的陶瓷零件作为导丝。在传统陶瓷毛坯磨削减薄过程中,需要人工去除工件并测量其厚度。在达到所需的尺寸公差的过程中,每件工件往往需要2~3次重复测量,且效率较低。
为了提高加工效率,有必要解决加工尺寸的自动控制问题。目前有多种厚度检测方法,如电磁检测、声发射传感器和激光测距仪。但上述方法存在只能检测金属零件或抗冲击、振动能力差、检测精度不高、设备成本高等缺点。目前使用这种磨床很困难。因此,寻找一种相对简单、实用、能满足精度要求的自动检测与控制方法具有十分重要的意义。
陶瓷工件的尺寸规格较多,各种工件所要求的精度等级也较高,本文以图1所示工件为例进行说明,图中a为磨削过程中所需减薄尺寸。测量尺寸的方法可以分为直接测量法和间接测量法。
工件加工尺寸
1.1直接测量法
(1)手工离线测量手工取下工件并测量工件尺寸,在批量生产过程中,反复的加工与检测,工人劳动强度大。
(2)磨床在线主动测量装置测量
该装置只能测量工件外圆,获得工件的直径尺寸数据,无法获得工件厚度尺寸,无法解决工件厚度尺寸在线检测与实时显示的问题。
1.2间接测量法
通过检测元件检测其与工件被加工面之间的相对距离也可以间接获得工件的厚度尺寸。可以实现间接测量的方法主要包括以下几种:
(1)自动测头
数控机床在工件尺寸检测中常用到自动测头。该类型测头的优点是检测精度高,但缺点是需要在停机状态下使用。该类型测头在批量自动减薄加工过程中并不适用。
(2)激光测距传感器
激光测距传感器用于产品厚度检测、相对距离检测等场合,其精度可以达到7 μm、20 μm、40μm等。其优点有:测量精度较高、量程大、体积小、安装调试方便、在线式连续测量等。
(3)其他方法
除以上的常用测距方法外,还有超声波检测法、磁性测厚法、涡流测厚法、电解测厚法等。以上各种常见方法中7μm级激光测距传感器可以达到检测要求的精度。但该检测元件抗振性较差,并且在不停机状态下在线检测对机床机座的刚性要求非常高,如果中间停机检测又降低了加工效率,而且切削液的存在也对该方法的检测精度产生影响,不适合用于该型专用磨床的场合。其他方法由于不耐振或者精度较低、价格昂贵等原因也不适于在本磨床场合应用。
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