加工中心的更高柔性_CAM_技术信息化_信息化文库_e-works
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加工中心的更高柔性发表时间：&&&&来源：机床产业网关键字：&&&Visteon的底盘生产厂已经淘汰了大约一半的用于生产输入轴――助力转向阀的一个关键部件――的分度机床。CNC机床是一种可以减少某些加工问题的刀具控制装置. 　　针对该零件量身定做 　　Kapadia先生说：“主主轴带一根C轴，它可以方便地满足我们的需求：对零件进行分度以进行钻孔操作。另外，机床的综合龙门也通过自动装卸零件而满足了我们的需求。现货A-12可以如此完整地满足我们的工件加工需求，就像是专门为该零件量身定做的一样。”& 　　一开始，工厂计划在分度机床上继续加工输入轴，并以单独的工序在CNC机床上加工小孔。但是，CNC可以钻削所有的孔，通过用它钻孔，工厂可以避免用单独的工序钻削小孔。在输入轴钻削加工方面，CNC机床完全替代了分度机床。
　　当工厂接到一个小吨位载货卡车助力转向机构的定单时，这种情景再次重演。一开始，计划在工厂的分度机床上钻削新工件的输入轴。但是，进一步分析表明，给机床重新配备刀具以加工新工件将产生很高的成本，而在新CNC机床上钻削输入轴的成本效益则要好得多。因此，工厂为该加工任务购买了另外三台A-12型机床。& 　　类似地，工厂购买了第五台A-12机床来完成曾经用于生产维修件的旧分度机床的操作。两台旧机床被报废。CNC机床组给工厂提供了分度机床无法提供的生产灵活性。Kapadia先生解释说：“所有的CNC机床都是为加工我们所有的输入轴而编程设定的。这一点意味着我们可以在任何时候在任何机床上加工任何零件。”& 　　这些加工中心还可以用于加工临时性的工件。例如，在助力转向单元的设计变更要求缩短输入轴的长度时，把用于维修件的加工中心快速设置为进行这种“截短”操作。此外，当某特定工件任务需要在工件上铣削扁平面时，可以快速编程设定加工中心，并配置相应刀具而完成工件的加工。& 　　一名操作员照看五台机床 　　在Visteon，加工中心是成排布置的。所有五台机床都由一名操作员照看，他的主要任务是保持加工中心的圆盘中始终存有毛坯件。在我们参观该工厂的那天，大多数机床都在钻削输入轴中三个不同直径的孔：一个7.9mm通到零件一端平行、经过铣削加工的扁平体的孔；8个3mm直径、每两个沿外径彼此相隔90度分布的孔；2个1.5mm直径、彼此相隔180度的孔。所有的孔都通到零件长度方向的主孔。转塔分度三次，将合适的刀具用于加工输入轴，零件的总循环时间为55秒。&
　　工厂曾一度用六台分度机床来钻削输入轴中的孔。加工中心已经替代了这些机床中的三台。其余的机床依然在生产，但是当这些工件加工完或者设计发生变化时，将不再给它们重新配置刀具。它们将被更多加工中心所替代。 &&& 在加工中心上用测头自动调节刀具偏置 　　当Visteon的Indianapolis底盘厂从专用分度机床转向采用加工中心来钻削其助力转向单元的输入轴时，新技术使该工厂可以利用更高级的切削刀具控制装置。这些CNC机床每班钻削数以千计的孔，必须随时进行刀具偏置调节以补偿刀具磨损。工厂不想让其操作员负责这些变化。其中一个原因是，一名操作员操作所有5台CNC机床，没有时间进行刀具偏置补偿。此外，操作员犯的某个错误可能导致成批零件超差，或者甚至导致机床无法生产的事故。& 　　这个问题在工厂在每台加工中心上安装了一个Z-Nano测头后得到了解决。由该测头检测每把钻头并给机床控制器自动发送信号来补偿检测到的刀具磨损。Z-Nano测头由(位于肯塔基州Erlanger市)的Blum有限公司制造，将一个灵敏度非常高的测头(可以测量直径小至0.02mm的刀具)与(可以与各大CNC控制兼容、对各种必要的刀具定位变化提供指示的)软件融合为一体。测头的重复精度为0.001mm。测量数据通过被保护电缆直接从测头传送到机床控制器上。& 　　除了更好地控制孔尺寸和提高机床操作时间外，该测头还提供了大大节省刀具的机会。该工厂采用整体、带TiN涂层的硬质合金钻头来钻削输入轴上的孔。Visteon的Kapadia先生解释说：“此前，我们一直只用新钻头。其中一个原因是不想让我们的操作员调节偏置，以对重磨后钻头较小的尺寸进行补偿。现在，由于每台机床都安装了一个测头，可以测量钻头并自动进行必要的调节，因此我们在使用重磨钻头方面再也没有什么障碍了。一把新钻价格高达50美元，而重磨的成本却只有其几分之一，这样我们就可以大大节省开支。”&
　　Visteon的Kapadia先生正在检查从工厂五台加工中心上钻削的一个输入轴。& 　　龙门臂的下抓手刚刚从主轴上卸下一根钻好孔的输入轴，正在往主轴中装一根新的坯料(夹在上抓手中)，然后它会将钻好孔的轴返回到机床后面的输出传送带上。& 　　一个小钻头在钻削前被送到Z-Nano测头处进行检测的情景。如果测头感应到刀具磨损，则它会自动给加工中心控制装置发送信号，改变刀具偏置值，补偿磨损量。&&&&&&2&&&&&&共2页,当前第2页责任编辑：陈沁利用加工中心实现三坐标测量的反求建模研究--《中北大学》2012年硕士论文
利用加工中心实现三坐标测量的反求建模研究
【摘要】：本课题旨在探讨加工中心测量数据的处理方法。并运用imageware软件对其进行实际操作，具有很强的理论意义和使用价值。当前主流的三维软件在实体建模时主要是基于草图设计的。本文结合正向设计的思路，着重研究点云数据的处理以及三维模型的重建。本文研究的主要内容如下：
（1）论文着重阐述了零件原始的数据化。在零件的数据化这一领域内进行零件的空间坐标的测量与数据采样。并介绍了三坐标测量机的原理。
（2）论文对于零件的轮廓进行了较深入的分析并着重讲述点云的数据处理过程。分为：点云去噪、点云配准、点云精简、点云分割、点云融合、点云派生、点云排序与点云对齐等。并举例说明运用Imageware的点云处理过程。
（3）论文讲述了零件原形的三维模型重建。运用了鼠标的例子并结合imageware软件来实现曲线或曲面的创建与拟合。在实现过程中，附上了大量的图片加以说明。
（4）论文通过实验对工地上常用的安全帽进行了实际的测量，在测量时采用了合理的规划，对不同的曲面采取不同的测量方案，最后将数据输入imageware软件中，得到其测量点的示意图。
【关键词】：
【学位授予单位】：中北大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2012【分类号】：TB472;TP391.72【目录】：
摘要4-5Abstract5-81 绪论8-15 1.1 课题的来源8 1.2 本课题提出的目的8-10 1.3 国内外曲面重构技术研究现状10-14
1.3.1 国内外主要研究机构13
1.3.2 反求工程软件13-14 1.4 本文的主要研究内容14-152 零件原形的数字化15-28 2.1 数据采集15-18 2.2 三坐标测量机原理及其应用18-19 2.3 测量路径的规划19-21 2.4 测量的基本方法21-26 2.5 本章小结26-283 点云数据的预处理28-43 3.1 点云概念及分类28-29 3.2 影响点云的要素29 3.3 点云数据的预处理方法29-37
3.3.1 点云去噪30-31
3.3.2 噪声点处理31-34
3.3.3 点云配准34
3.3.4 点云精简34-35
3.3.5 点云分割35
3.3.6 点云融合35-36
3.3.7 点云派生36
3.3.8 点序云排36
3.3.9 点云对齐36-37 3.4 Imageware 的点云处理过程37-42 3.5 本章小结42-434 零件原形的三维模型重建43-62 4.1 曲线曲面拟合43-45 4.2 曲线和曲面的数学模型45-49
4.2.1 平面参数的最小二乘拟合46-48
4.2.2 直线段的拟合48
4.2.3 圆弧段的拟合48-49 4.3 Imageware 的曲线、曲面处理过程49-61
4.3.1 Imageware 曲线构造过程49-56
4.3.2 拉伸方向的确定56-57
4.3.3 Imageware 环境下的曲面构建57-61 4.4 本章小结61-625 测量实例62-66 5.1 实验设备62-63 5.2 测量步骤63-65 5.3 实验结果分析65 5.4 本章小结65-666 总结展望66-67参考文献67-71攻读硕士学位期间发表学术论文情况71-72致谢72
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