浅谈航空航天领域测量检测技术

Delcam作为唯一能同时为加工和检测行业提供专业软件的公司，集近30年的先进技术经验推出了两套可控制加工制造全过程中产品质量的解决方案。他们是OMV --“在机检测” 和 NC PartLocator --“自适应加工”。 通过这两套解决方案可以为机械加工企业节省大量生产成本、减少重复装夹时间、减少机器空闲时间、提高成品率，大大的提升了现有加工工序的生产力，全面提升了企业在加工制造过程中的质量控制能力。OMV-“在机检测”方案为机床操作者提供了在机床上发现问题并解决问题，全程监控被加工零件质量，实时监控机床的生产等多方面能力。自适应加工则提供了一个可全程无人看守自动软件装夹零件，可帮助提高加工过程控制，提高加工零件质量的解决方案。

OMV&NC PartLocator航空航天制造过程质量控制全系解决方案

OMV就是在数控机床上加装测头，就使一台数控加工设备具备了三座标检测能力。这不仅能够减少工件在反复装卡过程中出现的误差，同时由于大部分检测工作在机床上完成，减少了工件的搬运和装卡时间，显著提高了生产效率，企业也不需要再投入资金购买更多的检测设备。

OMV系统的工作流程非常简单，首先输入零件的数学模型，在PowerINSPECT中对数学模型进行脱机编程，并对程序进行仿真校验以确保测量路径安全无误，然后生成测量程序，传给机床进行测量，在机床按照事先编好的路径完成检测后，会自动在机床内生成一个测量结果文件，将结果文件输入PowerINSPECT后即可一键生成测量报告，并最终完成测量。

目前Delcam的OMV支持几乎所有主流控制器以及测头。我们已经在多家航空航天企业成功实施OMV，囊括Siemens、Fanuc、Heidenhain等多种控制器。

NC PartLocator是一个离线或在线的软件装夹解决方案，通过对已知零件名义值和测量得到的实际数据进行自动计算和分析得出新的机床坐标系，使之对齐当前零件的实际位置。

NC PartLocator能够为那些不好固定的零件、大型零件、不规则零件、易变形零件节省大量的装夹成本。 对这些零件的装夹工作，相比过去花费的几天时间而现在只需要几十分钟就可以完成。NC PartLocator为加工制造全过程节省大量装夹成本、减少机床闲置时间而且提高了加工精确度和信心。

NC PartLocator工作流程:

1、大致放置工件在机床上的准确位置

2、通过OMV输出的NC程序检测当前零件

3、通过先进的计算方法算出零件当前实际坐标系

4、通过与原始坐标系（CAD坐标系）比对算出坐标系偏移量

5、输出坐标系偏移量到机床

6、机床执行调整坐标系，继续加工。

OMV&NC PartLocator能为您带来什么帮助？

通过OMV检测一批零件的相同元素特征，并定义第一个零件为标准的办法，可以监控整批被加工零件的质量趋势。分析该趋势可以提前预测错误加工的发生，并可及时做出矫正或者预报以避免加工出废品。

再把已加工零件从机床上卸载下来之前用OMV检测该零件可以大大降低由于零件质量问题发现太迟而造成的成本损失，从而保护了工序的生产力。

当加工机床发生故障的时候（如：刀具损坏），所造成的零件损坏，是可以通过OMV在机检测及时判断损坏部分是否可以修补。最大程度的减少了这类事件发生后所造成的成本和时间损失。

用NC PartLocator装夹零件可以减少通常装夹方法的80%的时间。而且可以大大减少机床闲置时间，以提高机床生产力。

通过NC PartLocator装夹后，完全不需要再用机床测头验证被装零件位置的准确性。可以节省工序中占用机床的无用时间，提高机床效率。

NC PartLocator拥有友好简洁的用户界面，每一步骤的向导界面之需要2、3个按键即可操作。大大的减少了对高技术装夹工人的需求，一般来说一个普通机床操作者通过简单培训就可以完成装夹工作。节省了公司的人员成本。

对于那些生产大型零件的企业来说，把大型零件从机床搬运到测量设备上的整个过程，会消耗非常大的成本。用“在机检测”或“自适应加工”即可以节省搬运成本，还可以节省大量的时间。

对于那些生产高精度且又昂贵的零件的企业来说，废品是企业最大的成本损耗。应用“在机检测”或“自适应加工”可以帮助控制加工过程，提高成品率最大程度上确保机床不制造出废品。

下面我们以在国内某大型航空企业为例，简单讲述在Heidenhain530控制系统上如何实施OMV。

1、首先确定机床型号、各运动轴之间的运动关系以及测头开关指令，我们确认后处理器是否正确：

机床型号：Hermle C600U；

运动轴：X、Y、Z、A、C；

测头打开指令：自动打开，延时134秒关闭。

2、向机床内装入定义文件：

通过网线、RS232串口或者DNC系统向机床内传入OMV所需的定义文件。

3、校准测头；

通过校正宏实现测头的精确标定。

4、PowerINSPECT脱机编制测量程序；

通过PowerINSPECT对事先输入的数学模型进行脱机编程，并对测量路径进行仿真校验。

5、在机床上运行测量程序；

6、将测量结果导入PowerINSPECT并输出测量报告。

由此我们可以看到，OMV的实施过程非常简单，并且不会更改任何机床参数。

在此基础之上，结合NC PartLocator对于该企业原始加工工序流程也做了很好的改进。

原始加工工序：

1、固定在夹具上

2、人工调整校准到精确位置

3、机械加工

4、翻转零件以加工另一面过多的人工操作，需要大量时间。

5、固定在三个附加的夹具上

6、人工调整校准到精确位置

7、机械加工

应用自适应加工后新的工序：

1、将零件悬垂固定在真空夹具上以保证在不需要翻转的情况下加工到上下两面

2、运行在机检测软件编辑好的检测路径检测零件

3、NC PartLocator读取检测数据并计算零件实际位置 电脑全自动完成，仅需几分钟。

4、传输坐标系移位命令到控制系统

5、操作者需要检查确保零件没有多余移动

6、运行调整坐标系指令，执行正常加工程序

应用自适应加工解决方案后，该航空企业不仅从原始的生产工序上减少了5道工序，还从整个加工工序中节省了大量的时间、人力、物力成本，极大的提高了生产效率与产品效益。

我们来听一下客户的评价：通过实施Delcam公司的OMV，大大的提高我们的生产效率，原先我们的产品在首件加工以后，需要送到计量部门去进行检验，而机床由于事先固定的卡具等原因只能停机等待检测结果，从而确定是否进行以后的加工，在实施OMV以后，我们的首件可以直接在机床上进行检测，如果发现由于种种原因引起的误差可以直接在机床上进行修改，无需转到计量部门，并避免了由于重复装恰可能造成的误差。这样我们在整个制造过程中每一道工序间的传递都是非常有信心的。

由此可以看出：Delcam软件的良好品质及售服，在客户那里不光带来了Delcam公司美誉度，同时影响了他周围的客户购买行为，当然也为公司带来了更好的经济效益、更大的市场知名度。 这是一个双赢的结果。

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