OMS-10型数控机床在线测量系统在汽车车桥加工中的应用

摘 要：本文介绍了OMS-10型数控机床在线测量系统在汽车车桥加工中的应用。中国一汽解放汽车有限公司车桥分公司通过采用OMS-10型数控机床在线测量系统测量单个车桥的加工基准来保证每个工件的加工位置精度，提高了产品质量和生产效率，降低了废品率。 1 引言 车桥是整车的主要关键总成部件，其质量精度水平直接决定着整车的性能和运载能力。随着我国城镇道路和高速公路的大力发展，人们对大型客车、卡车的运载能力要求越来越强，对性能要求越来越好。中国一汽解放有限公司车桥分公司（以下简称一汽车桥）是大型客车、卡车车桥的专业生产厂家之一，在车桥的加工过程中存在着一个长期没有得到很好解决的技术难点，即车桥的主销孔与锁销孔的几何位置精度保证问题。一汽车桥最近两年通过采用OMS-10型数控机床在线测量系统（以下简称OMS-10在线测量系统），改变传统的加工工艺，从根本上避免了传统加工工艺上的不足，彻底地解决了生产上的这个问题。 2 OMS-10在线测量系统的结构特点 OMS系列在线测量系统是哈尔滨先锋机电技术科技开发有限公司（以下简称哈先锋）生产的产品，将其安装到数控机床上，通过测量定位部位后，可以直接反馈给数控机床精确的加工数据，有效降低了由工装夹具故障引起的工件废品率高问题，提高工件的加工精度，提升机床的加工速度。OMS系列在线测量系统分OMS-10和OMS-50等很多种类的产品。OMS-10在线测量系统专门用于加工中心，数控镗、铣床等数控设备；OMS-50在线测量系统专门用于数控车床，车削中心等数控设备。现主要将OMS-10在线测量系统的结构特点作一介绍。 2.1 OMS-10在线测量系统的组成[align=center]图1 OMS-10在线测量系统的组成[/align] 该系统主要包含硬件和软件两个部分（见图1）。硬件部分：TP6C红外通讯触发测头、SRA红外信号接收器、SCA系统控制器、连接线缆、安装架和工具包；软件部分：标准型测量软件包SPA或增强型测量软件包SPA+。 2.2 OMS-10在线测量系统的功能与特点 （1）TP6C测头的机械功能：测针三维运动，高精度复位，测针可更换，锥柄可更换，测针上测球的位置可精确调整，主体防护等级达IP67；电子功能为可选择的休眠方式，瞬时低速旋转启动，多种红外编码信号（联络、触发、低压报警），多种灯光指示信号，内置充电电源，超低功耗技术。 （2）SRA红外信号接收器的功能：多种信号（联络、触发、低压报警）接收及抗干扰功能，多路信号接收，多种声、光指示信号，安装架可万向调节。 （3）SCA系统控制器的功能：输出SSR两种工作逻辑的开关量信号，一套系统可选用两只SRA红外信号接收器，系统具有多种信号指示，可对测头进行智能充电，快速连接的接口面板，适合多种安装位置的安装。 （4）软件系统的功能：测头多种自动标定模式，测头移动触发保护功能，内、外圆的测量，凹槽、凸台的测量，单一平面的测量，内、外拐角的测量，第四轴的测量，X-Y平面角度的测量，三点测量圆，孔中心距测量等。 该系统的主要特点是适用范围比较广阔，工件测量实现完全自动化，机床操作者使用方便。 3 OMS-10在线测量系统在车桥加工过程中的应用 在大型客车、卡车车桥的加工过程中，主销孔与锁销孔的位置精度是一个难以保证的问题。第一，主销孔与锁销孔是同一零件上空间异面（见图2）且要求位置精度比较高的二个孔，不能在常规数控机床上实现一次装夹加工完成；第二，零件尺寸比较大，形状比较复杂；所以采用传统的加工工装定位时很难保证主销孔和锁销孔之间的空间位置精度。[align=center] 图2 锁销孔与主销孔空间位置关系[/align] 一汽车桥在20多年的大型车桥生产过程中采用过不同的生产工艺，无论是先加工主销孔后加工锁销孔，还是先加工锁销孔后加工主销孔都很难更好的保证二孔之间的位置精度问题和加工效率问题。传统的加工工艺是在锁销孔中插入定位销，依靠长直销圆柱面与V型座的V型面配合定位（见图3）来控制锁销孔与主销孔之间的距离长度为28±0.2mm的位置精度。加工过程中操作者需要在更换工件之前及时的清理配合面之间的铁屑、油泥等，机床夹具容易出现故障，定时对夹具进行检测校正。导致加工单个零件时间过长，降低了生产效率，增加了生产成本。[align=center] 图3 传统加工工艺示意图[/align] 为了解决以上问题，一汽车桥工程人员经过充分的验证，大胆地改革，改变传统的加工工艺，在加工中心上安装OMS-10在线测量系统，在加工主销孔之前利用TP6C测头带直角测针实际测量锁销孔的中心坐标（见图4），根据锁销孔的中心坐标值自动的计算出主销孔的中心位置，从而确保了主销孔与锁销孔之间的空间位置精度。由于采用了OMS-10在线测量系统，不需要操作者使用其他辅助方法节省了大量的辅助操作时间，缩短了加工时间，从而提高了机床的使用效率，提高了生产效率，有效的降低了生产成本。现在一汽车桥的几台加工中心上均安装了OMS-10在线测量系统，实现了机床由刚性到柔性的转变，加工工件的尺寸大小变化不受限制，大小批量均可生产加工的理想规模。 一汽车桥对哈先锋的评语是：在“直角测量”之前，车间是靠插入锁销孔的长直销与机床夹具的V型座上的V型配合定位，来控制锁销孔与主销孔的长度尺寸28±0.2mm，实际加工工件时定位不可靠（夹具常出现故障、工件靠不严、有时夹铁屑等），通过中国骄子——哈先锋的不懈努力，解决了我公司定位不准的加工难题。[align=center] 图4 现在加工工艺示意图[/align]4 结语 竞争激烈的制造业中数控机床的使用普及率越来越广，如何提高机床的使用效率，降低生产厂家的生产成本，提高企业的竞争力已经是最主要的问题。在数控机床上使用OMS系列在线测量系统，可以从根本上解决这一问题。安装OMS系列在线测量系统是提高质量控制方法的一个行之有效的手段。