�？怂箍禍y量機在模具制造業應用

“唯一的辦法是從現有模具上采集大量數據用來產生CAD模型，再反過來用它制造出零件，從而完成維修。”ABCO銷售經理Art DeBonville說。  

　　采用傳統的平板測量儀器，例如高度規和卡尺等來做這個工作是不可能的。DeBonville補充說，“這樣做要用很長時間，而且其數據要用來產生CAD模型也不夠可靠。”  

　　ABCO決定利用三坐標測量機把模具尺寸數字化。該公司用這種方法對模型進行數字化已經有一些經驗。最近有一個項目就需要復制模具，也是因為設計數據有些問題，從模具收集精確的尺寸數據，ABCO的工程師們才有可能正確地復制出已有的模具。  

　　“至少，在那個項目中，我們還有些設計數據可供使用。”DeBonville說，“而這次做的模具項目簡直可以說是‘白手起家’，任何數據都沒有。”  

將掃描技術融為一體  

　　為了做好此項目，要參考以往的經驗，DeBonville和在羅德島州North Kingstown的Brown & Sharpe精密計量中心聯系，該中心答應提供全方位的技術支持，包括技術應用、基于合約的檢驗和編程等服務。  

　要對模具的擋板尺寸進行數字化。Brown & Sharpe的應用工程師使用的是配用QUINDOS®測量檢驗軟件的CHAMELEON三坐標測量機，CHAMELEON采用單點探測技術采集大量的數據，完成對棱柱形零件的尺寸測量，并用掃描技術來精確定義曲面的其形狀。 

　　CHAMELEON的控制系統包括了可支持連續高速對模擬開環和閉環掃描，以及進行精確數據評價的模擬算法，，數據傳輸速度達到120點/秒。這項功能，結合了獲得專利的在線溫度補償系統和先進的全鋁機器結構，能夠減少由于整機結構上的彎曲和振動所產生的影響，并賦予了CHAMELEON超高的精度。   

　　為了ABCO的這項工作，CHAMELEON配置了一個模擬式掃描測頭做連續順序掃描，并不斷把大量數據傳送回系統計算機。利用三坐標測量機進行掃描，是一種進行數據自動采集從而達到精確地定義工件的形狀的目地。這種方法最常用于快速做樣機時模具和模型的數字化，復雜的異形體表面要完全定義，并把數據傳送到CAD/CAM系統。 

 　　“光學墊片在這些模具中僅配有幾成的間隙。”DeBonville說，“所以，周邊和定位點上的數據需要有很高的準確度。數字化運作必須極其精確和詳細。”   

　　在這種連續掃描應用的場合中，Brown & Sharpe的應用工程師們使用所謂的閉環系統，其探針檢測部件表面朝向的變化、并自動調整以保持和部件表面的接觸。除了連續掃描之外，應用工程師們還使用一種叫做“密集掃描”的數據采集技術，即測頭離開部件的表面，輕輕移動并重新接觸部件，逐個點采集數據。密集掃描的運動軌跡是根據最后幾個數據收集點的方向變化來修正的。軟件根據最后的幾個數據計算方向變化的趨勢，作出收集下一個數據的點應當移到什么地方的假設。 

　　在掃描過程中收集的數據自動地被送到計算機里，由QUINDOS軟件來分析這些數字。ABCO將把測量結果直接上傳到Pro-Engineer的CAD系統。   

　　“我們要利用這些數據生成一個模型。利用此模型，我們可以對需要修理的地方準備一個程序來做線型EDM文件。我們還要使用這些數據來建立一個加工程序，生產破損區的替換補丁。”DeBonville說。   

精密光學表面的數字化   

　　項目的第二部分是收集尺寸數據來定義模具中的光學墊片。“光學墊片的表面是一種經過高質量的、非常精密的機加工和拋光的表面。”DeBonville說。 

　　一般地說，對于復雜形狀的工件，如光學墊片，需要用非接觸式傳感器，如激光測頭進行測量。然而，由于光學墊片表面高度拋光，激光被反射回到傳感器，會影響到數據的精度，替換的方法是，使用接觸表面的數據收集傳感器。又由于光學墊片對于即便是手指頭碰一下都十分敏感，接觸的方式還必須修改才能成功。  

　　光學墊片上的數據收集是在Brown & Sharpe PMM精密測量機上進行的，配用QUINDOS軟件。采用同樣的密集掃描技術。  

　　PMM是一種非常精密的三坐標測量機，可以從事各種測量和檢測工作，包括對棱柱形工件的點到點測量以及對已知和未知異形工件的精密掃描。 

　　“PMM測頭的探測力是可以編程。”DeBonville說，“和Brown & Sharpe應用工程師一道工作，我們可以調節探測力，使它不會在光學墊片上留下痕跡。”為了加速這個過程，用來定義墊片形狀所需采集的點也事先進行了定義。  

　　“數據點的數量可以幫助確定弧的精度。”DeBonville說，“在某些地方，我們需要比較高的采點頻率。我們在兩個方向每千分之五英寸取一個點，在其它不太重要的地方，則不需要那么高的點密度，大約每千分之十英寸取一個點。”  

　　用數字化過程收集到的信息，ABCO可以生成CAD文件和線型EDM文件，生產出全新的模具光學墊片。   

加工驗證   

　　ABCO最近在生產車間又添置了Brown & Sharpe GAGE 2000 R型測量站，它的操作界面易學易懂，使用戶能快速進行1、2、3維測量和檢驗工作，不必編程和做額外的鍵盤輸入工作。 

　　“我們用它來作為檢驗我們數控加工運作的工具，”DeBonville說，“并確保我們工件的編程或加工過程本身沒有什么問題。”  

　　 檢驗工作通常是在切削之后、拋光磨工序之前進行。在最后拋光完成后再來一遍檢驗。尺寸數據將會提供給客戶以供備案。  

　　“坐標測量技術給我們很大的幫助，不僅解決了客戶的問題，也保證了在自身設備能力不足的情況下，按設計要求完成工作”DeBonville說。