蔡司三坐标测量机应用之电极自动化检测方案

日常生活中，产品丰富多彩。手机，平板电脑，笔记本电脑，电饭锅，搅拌器，电动工具，电视机，冰箱，洗衣机，汽车内饰等等。那么这些产品间有什么内在的关联性吗？关联在于构成这些产品的零件，可能使用模具成型生产。要制作一副模具，中间会涉及到加工机床（Milling Machine），线切割机（Wirecut Machine），电火花机(Sinking Machine)等诸多设备，其中电极（Electrode）就是使用在电火花机进行电弧腐蚀加工出需要的形状。

从样式上看，电极（Electrode）可以分为标准电极（四面分中）和非标准电极（圆形或其他形状）从放电材料上看，电极（Electrode）主要分为铜电极和石墨电极。

第一 电极在火花机进行放电加工，需要获取电极和夹具中心坐标以及旋转偏差值。

第二 电极放电会不断损耗，需要获取火花位偏差用于调整放电间隙（spark gap）或者判定电极状态。

第一 模具成型过程，放电加工是一个重要环节。电极的品质管控就显得尤为重要
第二 电极的种类样式繁多，数量基数大。电极编程检测会占用很大部分设备检测能力。这会凸显产能问题
第三 要实现模具自动化，电极自动化检测必不可少

3 电极编程检测复杂吗？

电极检测主要测量点偏差,并不复杂。

假设平均每个电极完成检测需要7分钟
常规编程检测过程：
耗时-次序-内容
30″  - 1  -  导入CAD模型（IGES，UG，PROE等等格式）
1′     - 2  -  建立基本坐标系
1′     - 3  -  模型上定义测量点
1′     - 4  -  输出点偏差特性
30″  - 5  -  定义安全参数
2′     - 6  -  运行程序
1′     - 7  -  打印输出检测结果，进行判定分析
由上可以引出两个推论：
第一 假设1天有100个电极要检测，耗费的时间700分钟，约等于12小时
第二 同时需要经验丰富，熟悉三坐标编程人员完成

4 为什么需要提高电极检测效率？

如果一天的电极数量200个，就需要24小时。三坐标需要一直不停才刚好全部检测完成。如果更多，就意味着1台三坐标无法满足要求。
实际工作中还需要检测产品或者钢料，这也会需要用到三坐标而占用部分时间。
同时需要有若干个熟练的三坐标操作人员。如果有经验的人员因事无法进行检测，而又没有合适的后备人选，那么检测工作就可能停滞。造成现场其他部门工作无法顺利开展

5 怎么提高电极的编程检测效率？

让我们分析一下整个编程检测过程中各项内容所占时间
7%   - 30″  - 导入CAD模型      
14% - 1′     - 建立基本坐标系
14% - 1′     - 模型上定义测量点
14% - 1′     - 输出点偏差特性
8%   - 30″  - 定义安全参数
28% - 2′     - 运行程序
15% - 1′    - 打印输出检测结果，进行判定分析
其中程序运行时间（就是三坐标自动检测部分时间）所占平均比重不到30%，而测量的准备工作以及报告处理时间近70%
这就意味着70%的时间，三坐标处于无法检测状态。
提高电极编程检测效率，主要就是降低“70%”这部分工作的时间

6 电极自动化检测方案思考

编程工作和三坐标检测分开，三坐标只进行程序检测。 是否可以实现？
1 UG电脑（非三坐标电脑）完成每个电极检测点位置定义
2 三坐标电脑和UG电脑连接，实现共网
3 三坐标电脑端读取到相应电极数据，自动导入到Calypso软件生成检测程序
4 运行程序完成检测

5 数据生成后自动上传服务器，选择接受或者不接受

和常规方法相比，整个过程中三坐标闲置和测量时间分析
30″  - 1 导入CAD模型（IGES，UG，PROE等等格式）
1′     - 2 建立基本坐标系
1′     - 3 模型上定义测量点
1′     - 4 输出点偏差特性
30″  - 5 定义安全参数
2′     - 6 运行程序
1′    - 7 打印输出检测结果，进行判定分析

• 绿色部分常规方法耗时2.5′，目前假设依然耗时2.5′。但是当前不占用三坐标时间
• 蓝色部分常规方法耗时3.5′，目前自动导入生成程序时间定义为30″，测量时间为2′，共计时间为2.5′
• 黄色部分常规方法耗时1′，目前实现自动判定与上传，占用三坐标时间30″

常规方法：   闲置时间/测量时间
  ———>                5′ / 2′
自动化方案：闲置时间/测量时间
  ———>                1′ / 2′
从上面数据可以看出，
测量一个电极平均耗时从7′ 降低到 3′，效率提升130%
测量一个电极，三坐标闲置时间从 5′ 降低到 1′ ，大大提高了三坐标使用效率

7 电极自动化检测方案优势

优势1：提升了检测效率，释放产能，节约成本
举例来说：

• 如果一天100个电极，300分钟，约等于5小时。相较常规方法，节约了近6个小时
• 如果一天200个电极，600分钟，约等于10小时。相较常规方法，节约了近12小时

优势2：简化了检测流程。三坐标用户端工作从繁杂的编程过程中解脱出来，只需选择电极信息，就可以实现自动检测
优势3：电极UG选点工作，由更了解电极的人员完成。避免了因检测位置不合理而导致的重复检测工作。节约了资源

8 蔡司三坐标电极自动化方案

蔡司提供的电极自动化检测方案:e-Power System Solution

• 根据电极3D颜色公差标准或客户特定原则，自动生成检测点位。自动提醒未提取点位的面块
• 支持手动校正选择功能
• 根据每个点位自动选择适用的探针及测尖、自动选择适用的检测角度、自动检测接近距离和回退距离
• 支持后台自动电极及工件编程、以及现场即时编程
• 完全支持规则电极、偏心电极、钢料工件、非标销件等检测需求
• 快速智能编程(15秒/程序编程)，支持手动、条形码、芯片选择工件
• 自动导出夹具系统中心及转角偏差修正数据，同时兼容CNC与EDM火花机修正

• 支持手动、条形码、芯片选择程序
• 后台自动检测程序排序及自动启动检测程序
• 即时判断检测结果及数据共享传输需求
• 所有检测结果（包括原始文档）自动上传数据库，支持随时查看

II 结果上传和判定