大型模具的測量

在加工大型模具時，其返工所受到的損失往往要高于小型模具返工時所受到的損失。
    當發現首批樣品不符合規格要求時，這就意味著模具需要重新返工，樣品零件需要退回，這會浪費大量的時間、資金和人力。必然會導致利潤降低，以及影響各種模具的按時交貨。然而，在加工大型模具時，重新返工時所受到的損失甚至更大。以下將從三大應用領域介紹大型模具檢驗和測量的成功案例。
    減少移動帶來的風險
    Triangle Tool公司專門從事注塑模、壓縮模、結構泡沫模和大型塑料件吹塑模的生產。為了防止推遲模具的交貨期延誤，以及防止重量10萬磅(1磅=0.454公斤)以上的模具出現問題，因而將模具夾持固定在CNC銑床上，并采用機載測量軟件對模具進行測量。Triangle公司采用接觸式探針來測量和更換刀具，并在精加工后，將銑床作為一臺三坐標測量機（CMM）使用。
    銷售工程經理Vic Baez先生說：“我們希望盡可能減少對些模具的移動。”在機床調試設置時，模具的移動會帶來很大的挑戰，增加造成誤差的風險。Baez先生繼續說：“我們對自己的工作質量和工程的水平充滿信心。然而，當其在一臺3000噸試樣壓力機上加工前，我們需要確認模具的質量。”運輸、裝卸和安裝調試并不是迫使車間推遲檢驗的唯一問題，樣品零件的模壓成型也會對其產生影響。這些模具非常大，無法在三坐標測量機的基座上進行測量。因此，模具制造商會借助于手工工具、量具和模板，盡最大的努力進行最少的測量。由于受到可接近性和時間的限制，手工檢驗增加了未被檢測到的誤差可能性，特別是對A級表面而言，例如保險杠、空氣阻尼器和擋泥板一類的成型汽車零件。
    為了完成早期的檢驗任務，Triangle公司采用了一種替代式機床檢測系統：便攜式三坐標測量機（簡稱“PCMM”）。正如其名稱所包含的意義，大型模具不動，而是由便攜式三坐標測量機移動到大型模具的所在位置進行測量。便攜式三坐標測量機為模具制造商快速采集大量測量值提供了方便，不需要編程時間，也不需要采用普通三坐標測量機所需的技術。
    針對數字模具的模型進行檢驗，測量過程則非常簡單，只需選取參考基準表面進行校準，然后選取模具表面任何地方上的幾個檢測點。每次測量只需幾秒鐘，并可立即獲得視覺反饋信息。
    復合零件的輪廓測量
    Delta Tooling模具公司使用便攜式三坐標測量機進行測量已有6年多的歷史。其便攜式三坐標測量機系統包括一個激光跟蹤器（API）和用于檢測標準模型和用于復合疊層模具的檢測軟件（Verisurf）。
    質量管理經理Darrel Mattsen先生列舉了一片35英尺(1英尺=0.3048米，下同)長的直升機螺旋槳葉片作為便攜式三坐標測量機的一個理想應用實例。該模具很長，由于所有葉片的表面對其性能都有影響，因此對復合零件的輪廓要求至關重要。
    在采用便攜式三坐標測量機之前，對原型模具及模具的測量采用傳統的模板測量法。對于直升機的螺旋槳葉片而言，Mattsen先生會在長度方向上選擇3～4個橫截面，而在寬度方向上只選擇幾個橫截面。因而每種輪廓的模板數量將有所削減，使其與模具匹配。Mattsen先生解釋說，“這種方法至少需要一天， 甚至兩天時間才能完成。”
    現在，Mattsen先生可以在檢驗軟件中繪制出一個網格的測量點圖表。跟隨著光標，他在每個網格的測量點上放置了一個鏡面反射目標，并采用激光跟蹤儀進行測量。采用該軟件的“智能點”功能后，當他經過網格測量點的上方時，就會自動觸發進行測量。由于所有測量值都會被記錄下來，因此它可以在監視器屏幕上實時顯示。
    “過去檢測需要兩天時間，現在只需2小時就可完成，并包括所有的調試設置檢測項目。”Mattsen先生說，他采集了1000多個測量點，“采用跟蹤器，我們可在模具離開工廠制造其第一個復合零件前，按照數字數據來檢測。”
    進廠前對模具進行檢測
    Wilbert Plastic Services公司利用其便攜式三坐標測量機來檢測用于大型真空成型設備制造的模具。該公司是一個專用產品的真空成型設備制造商，例如農業機械使用的門板。其模具通過外協合作加工，其尺寸大小可達到8英尺×14英尺。
    與Triangle公司和Delta公司不同，Wilbert公司的便攜式三坐標測量機可用于模具進貨時的就地檢驗。當每一個模具被運送到該公司的車間前，都需經過徹底的檢驗。“我們希望盡可能減少對這些大型和重型模具的搬運。”該公司的模具檢驗員Mike Axen先生說。
    在采用便攜式三坐標測量機之前，該公司一直使用量規、千分表和半徑量規來檢測進廠的模具。這種測量方法嚴重地限制了測量點的數量，因此模具的質量不能確定，直到樣品運行之后才可落實。但當發現外協加工的模具需要進一步返工時卻為時已晚，從而影響了整個周期。
    現在，Wilbert公司采用了一套長12英尺、帶有接觸式探頭的測量臂（Faro）和一個檢測軟件（Verisurf）。Axen先生說：“對于模具檢測來說，它使我們有了一個更好地選擇，讓我們更加放心。采用這種模具檢測系統我們可以生產出具有性能良好的真空成型零件。”
    在采用便攜式三坐標測量機之后，Wilbert公司可以在大型模具到達接收區之前發現質量問題。如果檢測到模具存在一定問題，那么Axen先生手頭擁有其所需的所有數據，從而決定該模具是否需要退回到模具制造商或在其內部車間返工維修。如果他選擇在其車間內部維修，那么他將使用便攜式三坐標測量機精確地采集問題區域上的數據，以確定需要更改的具體位置。
    當了解到小型加工車間在采用三坐標測量機可能會出現問題時，Axen先生表示：“該系統適合于各種用戶使用，能夠按照我們的需要進行測量。”Darrel Mattsen先生也同意這樣的說法。他指出，雖然便攜式三坐標測量機是一套強有力的測量工具，但學習使用極為容易。
    當他們的模具在用便攜式三坐標測量機檢測合格以后，Delta公司和Wilbert公司使用同一類便攜式檢測系統來檢驗他們首批生產的零件。“它為我們提供了所需要的測量工具，滿足并解決了客戶的檢驗問題，”Axen先生說。當檢驗軟件提出檢驗結果時，很少會有人感到驚奇，因為模具的徹底檢驗，一定會使樣品零件的生產達到要求。
    正如大型模具的檢驗一樣，這些大型零件的檢驗不再需要通過檢驗部門進行常規檢驗。Delta公司和Wilbert公司所測量的第一批樣品，從理論上來說，它們還是“剛剛從注塑壓力機上模壓出來的最新的產品。”