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用于EDM和激光加工的3D测量

测量系统:SURFACEINSPECT™系列
关键词:精密加工,电火花加工,线切割加工,电火花开模,激光加工孔、槽、腔室。

精密加工中的严格公差和自动化要求

在高精度加工操作中,必须根据严格的规范验证带有电火花加工(EDM)或激光切割的工件。随着精度要求的提高,对提高我们测量加工工件的尺寸和光洁度特性能力的需求也越来越大。

此外,在许多高精度机加工车间,快速和自动化3D测量现在至关重要,过程中检测越来越成为常态。

接触式坐标测量机和手动测量仪的局限性

使用常用的接触式坐标测量机(CMM)或手动量规(例如销钉或塞规),检测精密加工特征会产生以下限制:

        · 检测缓慢且需要很多劳动力,因此通常只检测一定比例的工件;

        · 使用物理接触式探针或显微镜型仪表很难或不可能达到许多狭窄的EDM或激光加工腔体;

        · 通常不会立即检测到缺陷,影响生产周期。 当在与精密加工站分开的区域中进行检测时,任何所需的校正都会比将检测集成在精密加工站中或紧邻精密加工站时更显着地影响生产周期。

        · 可能无法足够快地检测到加工工具的问题,以防止不必要的缺陷延伸。例如,应立即解决模具电火花加工中石墨电极的任何损坏,以便首先防止加工缺陷。

使用SURFACEINSPECT™系列进行非接触式检测

与接触方法的上述限制相比,SURFACEINSPECT™系列非接触式3D测量系统为加工操作提供了提高生产率和质量控制的选项。SURFACEINSPECT™系列可高速采集测量而不会影响表面,可对加工工件进行全面和自动化的质量控制。

快速介绍 - SURFACEINSPECT™系列

· 提供非接触式微米级精密表面测量;   

· 以逐点方式光栅模式进行光学测量(参见右图);

· 获取得在高达每秒2100至100,000的3D点测量;

· 捕获用于在相同扫描序列中计算尺寸(GD&T参数),粗糙度和缺陷的数据。

由于其设计的模块化和基于光纤的特性,SURFACEINSPECT™系列还提供了业内独一无二的安装功能(稍后将详细介绍)。

测量EDM加工的密封槽

作为喷气发动机涡轮机的一部分,定子叶片(如右图所示)采用EDM加工的密封槽,长约30mm,宽0.4mm,深1.8mm。

根据特征所需的测量类型 - 无论是几何形状,粗糙度,缺陷还是半透明材料的厚度, 用户可以根据扫描路径,速度和采集密度配置SURFACEINSPECT™系列采集参数。几何尺寸和公差(GD&T)检测通常需要最少的时间和点,而线性或区域粗糙度测量或自动缺陷检测可能需要长时间,更高密度的扫描。为了便于说明,图示定子叶片上的一个盲槽被扫描两次,每次都有不同的扫描参数:


    扫描剖面密度剖面总数每个剖面的点数总点数   所用的时间

    #1

    每1mm

    三十

    400

    12000

    1.5秒

    #2

    每10微米

    3000

    400

    1200000

    33秒

如上表所示,更快,低密度的扫描提供了 12,000 3D点,较慢,较高密度的扫描提供了 1,200,000个3D点作为表面分析的基础。

两次扫描的10mm长的部分在下面显示为微米精度偏差图。

微信截图_20190424000559.png

卓越的测量功能,包括工具状态诊断

与上面的接触测量方法相比,SURFACEINSPECT™系列

· 提供的采样速度是接触式CMM的数千倍。因此,加工表面的GD&T检测周期通常缩短2到4倍,而获得的数据密度要高得多;

· 自动捕获三种数据格式 - 同一扫描中的3D点云,高度图和灰度图(右侧显示的示例)。这三种数据格式相结合,有助于对加工工件进行快速缺陷检测;

· 是能够扫描高纵横比特征,例如非常窄的加工腔(槽、孔等)的内部;

· 可以集成到加工站的内部或旁边,从而可以快速反馈工件尺寸并降低缺陷修复成本(参见下面的部署多功能性);

· 帮助快速诊断工具问题,防止错误延伸。工具质量检测可以通过两种方式完成。当扫描仪直接集成在过程中时,即使测量表面上的小幅度不合格也可能表明该工具存在问题; 或者,可以直接扫描工具尖端(例如,在EDM开模中的石墨电极)以查找损坏迹象(开裂等),以诊断是否需要修整或更换工具尖端。


使用相同仪器选择自动或实验室检测

使用SURFACEINSPECT™系列,检测自动化完全由系统功能支持,例如基准校准,自动合格/不合格报告和可导出报告。

可以根据用户定义的标准(GD&T,线性粗糙度,表面粗糙度和缺陷检测)评估获取的点云,或者与参考CAD模型进行比较。

对于实验室内检测,PC上附带的计量软件(例如,PolyWorks®)可以将获取的点云完全查看和分析为3D交互式图形。偏差图等视图提供了对精密加工过程的关键洞察力。


部署的多功能性

与所有诺飞勘计量系统一样,SURFACEINSPECT™系列使用低相干干涉测量(LCI)技术它也是一种基于光纤的模块化系统,这意味着它的振镜扫描仪连接到一个信号处理探测器盒(干涉仪),光纤可以长达千米。因此,基于光纤的振镜扫描仪:

· 可安装在检测台上,并可倾斜以适应大多数工件特征;

· 可轻松集成为机器人手臂末端执行器或作为工厂车间自动或半自动系统中的3D视觉组件;

· 提供在单个扫描序列中获取几乎任何几何图形所需的多功能性和自由度 - 无需合成图像。


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