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单螺杆智能制造 | 智能制造解决方案

面临的挑战:
来自海克斯康的解决方案:

单螺杆压缩机由一个圆柱螺杆和两个对称布置的平面星轮组成啮合副,装在机壳内。动力传到螺杆轴上,由螺杆带动星轮旋转。主要用于石油、化工、能源、交通、机械、冶金、矿山、建筑、医药、食品等领域。如气动工具、气动夹具、自动控制、精密测量、喷砂、喷漆、散状物料(水泥、煤粉、药粉等)气力输送等。

海克斯康推出的单螺杆解决方案,可以实现多种规螺杆和星型轮的全尺寸一键式测量。参数化检测界面,全封装的软件编程,行业领先的专业算法和定制化图形报告,为客户带来最简易便捷的操作方案。


I.行业检测难点 

单螺杆作为压缩机的主要动力传动部件,其制造和安装精度要求都比较高,细微的误差也极可能造成较大的质量问题。所以,为保证螺杆的制造精度,必须对其各项几何形状误差指标进行有效监控。

在单螺杆的制造过程中,经常面临以下难点:

•工件种类多:单螺杆类型较多,传统单螺杆检测软件很难覆盖所有型号,要想检测全部类型,可能需要采购多个模块;

•专用的检测局限性大、价格昂贵专业检测设备,例如克林贝格等,此类专机只能检测齿廓、导程等参数,而对于单螺杆本身长度,同轴度等参数检测,局限性比较大,且造价昂贵;

•扫描性能要求高:95%以上的测量项目需要扫描,对扫描精度和性能提出了严格的要求;

•特殊型面检测困难:压缩机转子属于回转体类工件,表面轮廓曲率变化大,测针配置复杂,检测困难;

•编程复杂:使用通用检测软件编程极度复杂,必须分段测量,对检测人员要求很高;

•检测效率低:单螺杆生产节拍高,对于检测效率有严格要求;

•测量报告格式单一 :测量报告格式单一,无法满足企业定制化的需求,后期处理优化困难;

•“信息孤岛” :设计、制造及检测数据无法进行统一的有效分析,实现生产制造过程的闭环及质量监控,进而实现企业的综合质量管理系统。 


II.单螺杆智能制造解决方案

本项目是海克斯康提供的单螺杆一键式检测方案,以专业的测量设备和权威的测量软件为平台,加之针对工件定制化开发的装夹、自动检测、结果判定、定制报告等一体化的解决方案,提供涉及工件设计与工程、生产加工、计量检测和智能数据监控与分析等丰富的选项,打造贯穿产品全制造周期的综合性解决方案。

适用行业:单螺杆压缩机行业

适用零部件:螺杆、星轮

检测项目:槽底、左右面轮廓度,槽底直径、最低点到中心孔距离等

系统功能:自动建立坐标系、自动生成测量路径、一键式检测、自动识别合格件、定制化报告输出

方案效益:

1)高柔性:兼容螺杆及星轮等关键工件的智能检测,集成的参数化界面,可根据用户需求定制开发;

2)提高编程效率:封装的指令,用户只需简单的一条指令即可完成测量工作,操作简单;编程程效率提高5倍以上; 

3)提升测量效率:自动生成测量路径,采用转台分动方式,自动生成分段安全点;;使用转台四轴联动测量,测量时测针始终保持贴紧工件,一根测针即可完成转子所有项目检测,大大缩短检测时间,相比无转台方案,检测效率提高30%;

4)减少成本:一键式的测量,降低用户的编程时间和人力成本;

5)定制化报告:提供定制化报告,满足各种个性化需求;

6)加工中心接口:提供可供机加机床读取的测量结果数据,反馈至机床,及时补偿加工参数,打破“信息孤岛”。


A.专业的单螺杆检测方案 

a)适用范围广

•针对单螺杆压缩机包括一个螺杆和一对星轮的完整检测方案

•实现槽底、左右面轮廓度,槽底直径、最低点到中心孔距离等参数的检测

除此外,我们也可以根据客户的特殊需求进行个性化定制,以满足不同用户的不同需求。

b)超高速四轴联动扫描

Hexagon超高速四轴扫描完美地解决回转体的测量问题,自动计算转台角度算法,根据当前转台角度计算需要移动的高度和旋转的角度对滚道内孔安全避让。

高精度无极旋转转台,允许工件以任意角度进行测量,有效减少测头转换角度或者测针配置数量,并能根据工件曲率变化,自动调整转台运行速度,极大的简化了测针配置方式,采用四轴联动扫描方式一根测针即可完成测量。

c)自动找正坐标系

应用曲面迭代功能建立第二轴向坐标系,对工件摆放位置没有限制。用户无需加工定位孔,无需将零件摆放到指定位置,可角向自由摆放。 

d)槽底检测

单螺杆槽底为圆环面,圆环面测量模块能够自动计算圆环面的内、外圆半径。      

e)集成的参数化界面

集成的参数化界面,封装的测量程序,极大简化了测量程序,只需根据图纸将工件的几何参数输入到模块界面中即可完成测量与评价,同时提供可选的评价项目,更加人性化。

合理规划测量路径,同时自动进行测针更换,无须人工操作,方便快捷。

f)定制化图形报告

图形化的检测报告,可根据用户自身需求专业定制不同样式,获得权威具有校验资格机构认可的参数误差评价算法,配搭专业化的图形报告,让检测变得更加智能直观。

      

B.方案组成

a)检测专机

专为解决最复杂的计量问题而设计,具有有效扫描功能的活动桥式测量机。 

独特的TRICISIONTM式(精密三角梁)横梁设计,提供了良好的刚性质量比。轻合金桥架,与传统设计相比较刚性提高了25%,X向导轨重心降低50%,从而保证了平稳、精确的运动。移动桥上轴承跨距更宽,降低了由于桥架自转而引起的误差,从而保证了整机空间精度更高,降低了重复性误差,提高了加速和减速性能,使得测量效率更高。 

经过精密加工的整体燕尾型导轨,提高了机器的精度和重复性。非接触式光栅尺避免了摩擦,装配时一端固定,另一端可随温度变化而调整,光栅热膨胀系数获得PTB认证。

适用于测量箱体类工件,包括各种形状以及对叶片、齿轮和螺旋转子等复杂几何元素的测量,同时还包括了自由曲面。

技术特色:

①超强刚性的全铝结构并配以TRICISION桥架设计

②花岗石工作台,配以燕尾形导轨

③各轴预应力空气轴承

④高分辨率钢光栅尺,具有PTB认证的热膨胀系数

⑤模块化设计的微处理器控制系统,并获CE认证

⑥三轴方向可同时高速扫描测量的三维矢量测头

⑦伺服电机并配以强化同步带传动,降低高速扫描时的机器振动

⑧设置模式下提供探测系统的防撞保护

⑨各轴及工件的自动温度补偿系统

探测系统

专为高速、高精度测量机设计而成。此测头系统的每个轴均由高精度的LVDT(线性可变微分传感器)组成,从而允许携带长达800 mm以及重达650 g的探针和加长杆。其探测模式包括单点触发测量、自定中心和高速扫描,可完成各种复杂的测量任务,包括复杂轮廓和外形的扫描。

能够兼容各种附件,包括各种探针、加长杆、连接座和关节,从而可完成任何测量任务。能够直接通过具备高度重复性的探针吸盘更换测针,而不需重新校正,仍保持测量精度。

超高速四轴联动转台

回转体类零件的检测难点在于扭曲的复杂型面,Hexagon高精度转台完美地解决了这个问题,实现高速联动扫描。

测量软件根据工件曲率变化自动计算出每个测量点的转台角度和测针进出安全点的位置,节约了大量的编程时间。

b)专业测量软件

海克斯康集团拥有功能强大的计量软件。基于特征进行检测,程序编辑直观,人机良好互动,适合各种操作水平的测量人员使用。支持最新的Windows 10操作系统,具有CAD功能,I++接口,嵌入式界面和可订制的用户界面,便捷的操作,给操作者带来简单明了的操作体验。

目前世界上功能最强大的计量软件之一,其基本测量特征包括点、线、圆弧、椭圆、抛物线、平面、球、圆柱、圆锥、双曲面、椭球、抛物面等。可以对测量元素进行相交投影等多种处理。根据ISO几何产品规范进行形位公差的评价,提供图文并茂的检测报告。

①所有标准几何元素的测量和处理

②联机/脱机自动生成元素探测点

③自由编制子程序和循环

④用户自定义区域的图形化软件包

⑤形状和位置误差评定(按ISO R1101的标准,包括最大实体原则处理)

⑥3D数模导入,IGES和STEP格式,在CAD几何特征上生成测量点

针对专业的计量需求,开发出了多种类型的可选配的测量模块,可完成包括齿轮、齿轮刀具、蜗轮蜗杆、凸轮及凸轮轴、叶片、螺纹、螺旋单螺杆、齿条等在内的多种复杂形状工件的检测。海克斯康测量软件在专业计量领域,具有难以比拟的经验优势。

c)单螺杆应用检测模块

海克斯康专业的单螺杆模块,实现单螺杆的智能化检测,并可根据客户需求进行开发定制,成本低且十分灵活。

基于海克斯康强大的计量检测软件,整合自动找正坐标系算法、三维矢量算法、三维空间补偿算法、转台角度自动生成功能和多线程运行架构等,有效测量单螺杆、星轮等关键部件,过程专业化,满足单螺杆测量高精度、高效率和全扫描的检测需求。

d)加工中心接口模块(选项)

可选的加工中心接口模块,可提供可供机加机床识别的测量数据格式,有效通讯加工机床,将测量结果反馈至机加环节。


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