蔡司三坐標測量機應用之電極自動化檢測方案

日期:2020-11-16 / 人氣:

日常生活中,產品豐富多彩。手機,平板電腦,筆記本電腦,電飯鍋,攪拌器,電動工具,電視機,冰箱,洗衣機,汽車內飾等等。那么這些產品間有什么內在的關聯性嗎?關聯在于構成這些產品的零件,可能使用模具成型生產。要制作一副模具,中間會涉及到加工機床(Milling Machine),線切割機(Wirecut Machine),電火花機(Sinking Machine)等諸多設備,其中電極(Electrode)就是使用在電火花機進行電弧腐蝕加工出需要的形狀。
從樣式上看,電極(Electrode)可以分為標準電極(四面分中)和非標準電極(圓形或其他形狀)從放電材料上看,電極(Electrode)主要分為銅電極和石墨電極。
1 為什么需要檢測電極(Electrode)?

第一 電極在火花機進行放電加工,需要獲取電極和夾具中心坐標以及旋轉偏差值。
  
第二 電極放電會不斷損耗,需要獲取火花位偏差用于調整放電間隙(spark gap)或者判定電極狀態。
2 為什么關注電極(Electrode)檢測?

第一 模具成型過程,放電加工是一個重要環節。電極的品質管控就顯得尤為重要
第二 電極的種類樣式繁多,數量基數大。電極編程檢測會占用很大部分設備檢測能力。這會凸顯產能問題
第三 要實現模具自動化,電極自動化檢測必不可少

3 電極編程檢測復雜嗎?
 
電極檢測主要測量點偏差,并不復雜。

假設平均每個電極完成檢測需要7分鐘
常規編程檢測過程:
耗時-次序-內容
30″  - 1  -  導入CAD模型(IGES,UG,PROE等等格式)
1′     - 2  -  建立基本坐標系
1′     - 3  -  模型上定義測量點
1′     - 4  -  輸出點偏差特性
30″  - 5  -  定義安全參數
2′     - 6  -  運行程序
1′     - 7  -  打印輸出檢測結果,進行判定分析
由上可以引出兩個推論:
第一 假設1天有100個電極要檢測,耗費的時間700分鐘,約等于12小時
第二 同時需要經驗豐富,熟悉三坐標編程人員完成

4 為什么需要提高電極檢測效率?
 
如果一天的電極數量200個,就需要24小時。三坐標需要一直不停才剛好全部檢測完成。如果更多,就意味著1臺三坐標無法滿足要求。
實際工作中還需要檢測產品或者鋼料,這也會需要用到三坐標而占用部分時間。
同時需要有若干個熟練的三坐標操作人員。如果有經驗的人員因事無法進行檢測,而又沒有合適的后備人選,那么檢測工作就可能停滯。造成現場其他部門工作無法順利開展

5 怎么提高電極的編程檢測效率?

讓我們分析一下整個編程檢測過程中各項內容所占時間
7%   - 30″  - 導入CAD模型      
14% - 1′     - 建立基本坐標系
14% - 1′     - 模型上定義測量點
14% - 1′     - 輸出點偏差特性
8%   - 30″  - 定義安全參數
28% - 2′     - 運行程序
15% - 1′    - 打印輸出檢測結果,進行判定分析
其中程序運行時間(就是三坐標自動檢測部分時間)所占平均比重不到30%,而測量的準備工作以及報告處理時間近70%
這就意味著70%的時間,三坐標處于無法檢測狀態。
提高電極編程檢測效率,主要就是降低“70%”這部分工作的時間

6 電極自動化檢測方案思考

編程工作和三坐標檢測分開,三坐標只進行程序檢測。 是否可以實現?
1 UG電腦(非三坐標電腦)完成每個電極檢測點位置定義
2 三坐標電腦和UG電腦連接,實現共網
3 三坐標電腦端讀取到相應電極數據,自動導入到Calypso軟件生成檢測程序
4 運行程序完成檢測
5 數據生成后自動上傳服務器,選擇接受或者不接受
和常規方法相比,整個過程中三坐標閑置和測量時間分析
30″  - 1 導入CAD模型(IGES,UG,PROE等等格式)
1′     - 2 建立基本坐標系
1′     - 3 模型上定義測量點
1′     - 4 輸出點偏差特性
30″  - 5 定義安全參數
2′     - 6 運行程序
1′    - 7 打印輸出檢測結果,進行判定分析
  • 綠色部分常規方法耗時2.5′,目前假設依然耗時2.5′。但是當前不占用三坐標時間
  • 藍色部分常規方法耗時3.5′,目前自動導入生成程序時間定義為30″,測量時間為2′,共計時間為2.5′
  • 黃色部分常規方法耗時1′,目前實現自動判定與上傳,占用三坐標時間30″
常規方法:   閑置時間/測量時間
  ———>                5′ / 2′
自動化方案:閑置時間/測量時間
  ———>                1′ / 2′
從上面數據可以看出,
測量一個電極平均耗時從7′ 降低到 3′,效率提升130%
測量一個電極,三坐標閑置時間從 5′ 降低到 1′ ,大大提高了三坐標使用效率

7 電極自動化檢測方案優勢
 
優勢1:提升了檢測效率,釋放產能,節約成本
舉例來說:
  • 如果一天100個電極,300分鐘,約等于5小時。相較常規方法,節約了近6個小時
  • 如果一天200個電極,600分鐘,約等于10小時。相較常規方法,節約了近12小時
優勢2:簡化了檢測流程。三坐標用戶端工作從繁雜的編程過程中解脫出來,只需選擇電極信息,就可以實現自動檢測
優勢3:電極UG選點工作,由更了解電極的人員完成。避免了因檢測位置不合理而導致的重復檢測工作。節約了資源

8 蔡司三坐標電極自動化方案

蔡司提供的電極自動化檢測方案:e-Power System Solution
 
第一部分:UG選點

  • 根據電極3D顏色公差標準或客戶特定原則,自動生成檢測點位。自動提醒未提取點位的面塊
  • 支持手動校正選擇功能
  • 根據每個點位自動選擇適用的探針及測尖、自動選擇適用的檢測角度、自動檢測接近距離和回退距離
  • 支持后臺自動電極及工件編程、以及現場即時編程
  • 完全支持規則電極、偏心電極、鋼料工件、非標銷件等檢測需求
  • 快速智能編程(15秒/程序編程),支持手動、條形碼、芯片選擇工件
  • 自動導出夾具系統中心及轉角偏差修正數據,同時兼容CNC與EDM火花機修正
  • 第二部分 自動生成程序并實現結果上傳和判定
     
    • 支持手動、條形碼、芯片選擇程序
    • 后臺自動檢測程序排序及自動啟動檢測程序
    • 即時判斷檢測結果及數據共享傳輸需求
    • 所有檢測結果(包括原始文檔)自動上傳數據庫,支持隨時查看
     
    I  自動生成程序
    II 結果上傳和判定
     
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