蔡司三坐標測量機應用之電極自動化檢測方案

日常生活中，產品豐富多彩。手機，平板電腦，筆記本電腦，電飯鍋，攪拌器，電動工具，電視機，冰箱，洗衣機，汽車內飾等等。那么這些產品間有什么內在的關聯性嗎？關聯在于構成這些產品的零件，可能使用模具成型生產。要制作一副模具，中間會涉及到加工機床（Milling Machine），線切割機（Wirecut Machine），電火花機(Sinking Machine)等諸多設備，其中電極（Electrode）就是使用在電火花機進行電弧腐蝕加工出需要的形狀。

從樣式上看，電極（Electrode）可以分為標準電極（四面分中）和非標準電極（圓形或其他形狀）從放電材料上看，電極（Electrode）主要分為銅電極和石墨電極。

第一 電極在火花機進行放電加工，需要獲取電極和夾具中心坐標以及旋轉偏差值。

第二 電極放電會不斷損耗，需要獲取火花位偏差用于調整放電間隙（spark gap）或者判定電極狀態。

第一 模具成型過程，放電加工是一個重要環節。電極的品質管控就顯得尤為重要
第二 電極的種類樣式繁多，數量基數大。電極編程檢測會占用很大部分設備檢測能力。這會凸顯產能問題
第三 要實現模具自動化，電極自動化檢測必不可少

3 電極編程檢測復雜嗎？

電極檢測主要測量點偏差,并不復雜。

假設平均每個電極完成檢測需要7分鐘
常規編程檢測過程：
耗時-次序-內容
30″  - 1  -  導入CAD模型（IGES，UG，PROE等等格式）
1′     - 2  -  建立基本坐標系
1′     - 3  -  模型上定義測量點
1′     - 4  -  輸出點偏差特性
30″  - 5  -  定義安全參數
2′     - 6  -  運行程序
1′     - 7  -  打印輸出檢測結果，進行判定分析
由上可以引出兩個推論：
第一 假設1天有100個電極要檢測，耗費的時間700分鐘，約等于12小時
第二 同時需要經驗豐富，熟悉三坐標編程人員完成

4 為什么需要提高電極檢測效率？

如果一天的電極數量200個，就需要24小時。三坐標需要一直不停才剛好全部檢測完成。如果更多，就意味著1臺三坐標無法滿足要求。
實際工作中還需要檢測產品或者鋼料，這也會需要用到三坐標而占用部分時間。
同時需要有若干個熟練的三坐標操作人員。如果有經驗的人員因事無法進行檢測，而又沒有合適的后備人選，那么檢測工作就可能停滯。造成現場其他部門工作無法順利開展

5 怎么提高電極的編程檢測效率？

讓我們分析一下整個編程檢測過程中各項內容所占時間
7%   - 30″  - 導入CAD模型      
14% - 1′     - 建立基本坐標系
14% - 1′     - 模型上定義測量點
14% - 1′     - 輸出點偏差特性
8%   - 30″  - 定義安全參數
28% - 2′     - 運行程序
15% - 1′    - 打印輸出檢測結果，進行判定分析
其中程序運行時間（就是三坐標自動檢測部分時間）所占平均比重不到30%，而測量的準備工作以及報告處理時間近70%
這就意味著70%的時間，三坐標處于無法檢測狀態。
提高電極編程檢測效率，主要就是降低“70%”這部分工作的時間

6 電極自動化檢測方案思考

編程工作和三坐標檢測分開，三坐標只進行程序檢測。 是否可以實現？
1 UG電腦（非三坐標電腦）完成每個電極檢測點位置定義
2 三坐標電腦和UG電腦連接，實現共網
3 三坐標電腦端讀取到相應電極數據，自動導入到Calypso軟件生成檢測程序
4 運行程序完成檢測

5 數據生成后自動上傳服務器，選擇接受或者不接受

和常規方法相比，整個過程中三坐標閑置和測量時間分析
30″  - 1 導入CAD模型（IGES，UG，PROE等等格式）
1′     - 2 建立基本坐標系
1′     - 3 模型上定義測量點
1′     - 4 輸出點偏差特性
30″  - 5 定義安全參數
2′     - 6 運行程序
1′    - 7 打印輸出檢測結果，進行判定分析

• 綠色部分常規方法耗時2.5′，目前假設依然耗時2.5′。但是當前不占用三坐標時間
• 藍色部分常規方法耗時3.5′，目前自動導入生成程序時間定義為30″，測量時間為2′，共計時間為2.5′
• 黃色部分常規方法耗時1′，目前實現自動判定與上傳，占用三坐標時間30″

常規方法：   閑置時間/測量時間
  ———>                5′ / 2′
自動化方案：閑置時間/測量時間
  ———>                1′ / 2′
從上面數據可以看出，
測量一個電極平均耗時從7′ 降低到 3′，效率提升130%
測量一個電極，三坐標閑置時間從 5′ 降低到 1′ ，大大提高了三坐標使用效率

7 電極自動化檢測方案優勢

優勢1：提升了檢測效率，釋放產能，節約成本
舉例來說：

• 如果一天100個電極，300分鐘，約等于5小時。相較常規方法，節約了近6個小時
• 如果一天200個電極，600分鐘，約等于10小時。相較常規方法，節約了近12小時

優勢2：簡化了檢測流程。三坐標用戶端工作從繁雜的編程過程中解脫出來，只需選擇電極信息，就可以實現自動檢測
優勢3：電極UG選點工作，由更了解電極的人員完成。避免了因檢測位置不合理而導致的重復檢測工作。節約了資源

8 蔡司三坐標電極自動化方案

蔡司提供的電極自動化檢測方案:e-Power System Solution

• 根據電極3D顏色公差標準或客戶特定原則，自動生成檢測點位。自動提醒未提取點位的面塊
• 支持手動校正選擇功能
• 根據每個點位自動選擇適用的探針及測尖、自動選擇適用的檢測角度、自動檢測接近距離和回退距離
• 支持后臺自動電極及工件編程、以及現場即時編程
• 完全支持規則電極、偏心電極、鋼料工件、非標銷件等檢測需求
• 快速智能編程(15秒/程序編程)，支持手動、條形碼、芯片選擇工件
• 自動導出夾具系統中心及轉角偏差修正數據，同時兼容CNC與EDM火花機修正

• 支持手動、條形碼、芯片選擇程序
• 后臺自動檢測程序排序及自動啟動檢測程序
• 即時判斷檢測結果及數據共享傳輸需求
• 所有檢測結果（包括原始文檔）自動上傳數據庫，支持隨時查看

II 結果上傳和判定