在模具制造過程中，采用5軸檢驗(yàn)?zāi)軌蛟跍y量速度和精度方面帶來同樣的好處嗎？

在測量具有多種特點(diǎn)的零件（如傳動(dòng)系統(tǒng)中的元件和復(fù)雜的雙曲面零件，其中包括機(jī)翼和渦輪機(jī)葉片等零件）時(shí)，采用5軸測量頭和探針測量系統(tǒng)可以給人們帶來意想不到的測量結(jié)果。例如，在測量一個(gè)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)零件時(shí)，其所耗費(fèi)的時(shí)間已經(jīng)從原來的46min降低到4.5min，而檢測汽車12個(gè)閥座和汽缸蓋導(dǎo)向孔所需的時(shí)間從原來的30min減少到不足3min。在看到這些檢測結(jié)果以后，許多模具制造商提出了這樣一個(gè)問題：采用5軸檢測能否為他們的公司在檢測速度和精度方面帶來同樣的好處嗎？

快速檢測的含義

為了回答這個(gè)問題，首先要了解在實(shí)際生產(chǎn)操作中是如何達(dá)到快速檢測的，這一點(diǎn)十分重要。采用普通3軸掃描測量法的主要限制是在非迪卡爾軌道測量中，任何想要快速移動(dòng)大質(zhì)量坐標(biāo)測量機(jī)（CMM）的企圖，可能會(huì)因?yàn)榧铀俣群蜏p速度而導(dǎo)致慣性誤差。因此，唯一可以保持測量精度的方法是降低檢測速度。

1. 5軸檢驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)

在5軸檢驗(yàn)中，節(jié)約時(shí)間的關(guān)鍵是必須要能夠克服上述這種限制。該技術(shù)采用同步化測量頭，并在掃描過程中讓測量機(jī)運(yùn)動(dòng)，允許測量探針隨著零件幾何形狀的變化而迅速移動(dòng)，這樣就不會(huì)帶來動(dòng)態(tài)誤差。因此，在這種情況下CMM坐標(biāo)測量機(jī)就能夠以恒定的速度運(yùn)動(dòng)，并同時(shí)進(jìn)行測量，不會(huì)對測量的精度產(chǎn)生影響。

采用5軸檢測的第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，由于其使用了尖端傳感式測量探針，因此使其測量精度有所提高。大部分模具制造商都熟悉采用5軸加工的方法，而且也了解使用較短刀具的好處。

由于5軸加工機(jī)床能夠使加工頭降低到零件的位置，然后使刀具針對工件表面的方向，因此使其有可能達(dá)到上述目標(biāo)。在3軸加工中，必須采用較長的刀具，才能到達(dá)工件的表面，因此其測量精度較低。而采用同樣的方法，5軸檢驗(yàn)的測量非常接近于零件的表面。這意味著在這里可以使用較短的測量探針，因此其所獲得的檢驗(yàn)精度也相對較高。

2.應(yīng)用軟件

由于這里需要采用最新的掃描技術(shù)，因此5軸檢測的成功應(yīng)用也要求使用適當(dāng)?shù)臋z測軟件/程序，以支持新型探針的使用，并驗(yàn)證各主要CMM坐標(biāo)測量機(jī)制造過程中所需的各種幾何形狀和自由形狀。

支持探針檢測的檢驗(yàn)程序用來驗(yàn)證各主要CMM坐標(biāo)測量機(jī)制造過程中的幾何形狀和自由形狀

多年來，在生產(chǎn)移動(dòng)測量臂系統(tǒng)的過程中，由于取得了相當(dāng)豐富的經(jīng)驗(yàn)。因此，CMM坐標(biāo)測量機(jī)5軸檢驗(yàn)所需的開發(fā)從中吸取了很多寶貴的經(jīng)驗(yàn)。由于測量臂具有靈敏的伸縮性，測量探針能夠不斷地改變它們的方向，所以這些測量裝置能夠進(jìn)行多軸檢測，支持其檢驗(yàn)的軟件需要有能力處理由探針?biāo)鶛z測到的測量值。同樣，激光掃描器在這些測量臂上的使用也要求配置適當(dāng)?shù)能浖?，以便能夠?qū)Ξa(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。這類測量系統(tǒng)可應(yīng)用5軸檢測來處理由CMM坐標(biāo)測量機(jī)獲取的大量測量數(shù)據(jù)。

5軸檢驗(yàn)程序的開發(fā)也采用了起初用于支持5軸加工的相關(guān)技術(shù)。同時(shí)，也使用了類似的程序驅(qū)動(dòng)5軸運(yùn)動(dòng)，由于在加工系統(tǒng)中，能夠結(jié)合采用經(jīng)過驗(yàn)證的5軸模擬技術(shù)和防碰撞檢測技術(shù)，因此這種新的檢驗(yàn)軟件也從這里吸取了不少經(jīng)驗(yàn)。同樣，還可以采用計(jì)算機(jī)模型來模擬加工工藝，從而開發(fā)了大量的通用型CMM坐標(biāo)測量機(jī)，以便對整個(gè)系統(tǒng)的操作進(jìn)行監(jiān)控，而不只是對零件周圍探針運(yùn)動(dòng)的監(jiān)控。這一切能夠使其在CMM坐標(biāo)測量機(jī)上運(yùn)行之前進(jìn)行全面的檢驗(yàn)，并在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行脫機(jī)測試。因此，用戶可以確信，檢驗(yàn)程序?qū)⒛軌虬踩胤浅Ｓ行У剡\(yùn)行，不會(huì)發(fā)生任何碰撞，從而導(dǎo)致探針和零件的損壞。

模具的應(yīng)用

模具制造商能否像復(fù)雜的航空航天和汽車零件制造商那樣從5軸檢驗(yàn)方法中獲得同樣的好處，將取決于模具的大小和復(fù)雜程度。對于制造大型模具，特別是型腔很深的模具制造商而言，由于能夠使用較短的尖端傳感式探針，因此采用5軸檢測方法可以獲得更精確的測量結(jié)果。對于制造小型和比較簡單的模具制造商而言，采用3軸CMM坐標(biāo)測量機(jī)就可以提供比較完美、合適的檢驗(yàn)報(bào)告。但隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不同，也可能會(huì)發(fā)生很大的變化。因此，至少也應(yīng)該對5軸測量技術(shù)進(jìn)行調(diào)研，以確定是否有可能增加其測量速度。

凡是制造設(shè)計(jì)復(fù)雜的零件的模具制造商，和那些對表面需要特別精密加工的企業(yè)而言，采用5軸測量系統(tǒng)可以獲取更多的測量值，其測量的速度也更為快捷，從而可以為他們的客戶完成更全面的檢驗(yàn)報(bào)告。這對于那些生產(chǎn)大型模具和復(fù)合元件，如生產(chǎn)風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)或卡車駕駛艙和擋板的制造商而言，采用這樣的檢驗(yàn)方法也是特別重要的。

模具的整體檢驗(yàn)

對于需要生產(chǎn)帶有咬邊的零件的企業(yè)而言，采用這樣的測量工具也有很大的一個(gè)好處。因?yàn)?/span>3軸CMM坐標(biāo)測量機(jī)只能測量模具中的單一元件，當(dāng)整個(gè)模具組裝以后，它就無法達(dá)到咬邊區(qū)域進(jìn)行測量。而采用5軸方法進(jìn)行檢測，可以達(dá)到模具的任何測量部位，這樣有利于公司為客戶提供更全面的檢驗(yàn)報(bào)告。