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三坐标测量机在风电齿轮箱行星架加工中的运用研究

发布时间:2023-04-17 | 来源:中国设备工程 | 作者:王鑫
   在我国社会经济高速发展过程中,机械设计与生产中各种先进的自动化技术手段应用日益广泛。三坐标测量机作为一种高精度的仪器,在风电齿轮箱行星架加工中应用可以充分地保障产品的质量,可以提升精准度,降低成本,达到提升零部件应用率的目的。基于此,本文主要对三坐标测量机在风电齿轮箱行星架加工中的运用进行了简单的分析研究。

  三坐标测量机在风电齿轮箱行星架加工中的应用具有一定实践性,可以有效地提升行星架机械零件的整体质量,在实践中要根据科学化管理的需求,通过信息化的方式进行质量控制管理,达到提升零件检测工作质量的目的。因此,在实践中要对三坐标测量机在风电齿轮箱行星架中的具体应用进行系统全面的分析。

  一、三坐标测量机在风电齿轮箱行星架加工中应用特点

  风电齿轮箱行星架孔系加工是一项复杂的工作,在实践中最关键的就是进行角度尺寸的可靠控制管理,应用高精度的回转工作台,可以充分地进行误差控制,将位置精度控制在 φ0.04 以内。

  行星架孔系加工中要做好质量控制管理,要充分的保障各个环节定位平面加工之间的匹配关系,充分的保障行星架轴孔位置的精准度。进行精度控制管理中,要将公共轴线作为主要的参考内容,在试加工环节处理后要合理的应用三坐标检测,这样则可以充分地了解具体的设计位置与实际位置之间的差异性,综合偏差的方向与数值对其进行调整优化。

  三坐标测量仪器设备具有高精度的特征,在风电齿轮箱行星架加工中应用,可以提升测量数据的精准性。在实践中三坐标测量仪器主要就是将 XYZ 轴作为主要的坐标系统,共含有 3 个运动轨迹,分别是不同轴的实际运动轨迹。同时,三坐标测量仪器设备也包括硬件设备、数据处理以及侧头设备等,其主要有主机机械系统与相关系统共同构成,通过三坐标测量仪器设备实现对风电齿轮箱行星架加工的各个部位的检测,在计算机上对其进行系统的分析,则可以合理地进行三坐标的数据信息处理。

  但是,在风电齿轮箱行星架加工处理中受到多种因素的作用与影响,导致其运行状态具有一定的复杂性。在测量以及检验中要在特定的测量空间中对其设置,通过规范性的测量物体设置,综合物体测量点,则可以获得精准的几何形状的数据值、尺寸数据以及位置公差等相关数据值。

  通过三坐标测量机在风电齿轮箱行星架加工的精度控制管理,可以有效提升整体的精准度。行星架是风电齿轮箱的重要构建,在系统加工处理中行星架会承受不同程度的外力矩,而受到工作环境、地理因素、工作强度以及应力集中等多种因素的影响,要求行星架的结构设计方案以及制造精度要符合实际的需求,满足实际的承载力、振动性能以及荷载分配水平等多种不同的需求。通过分析三坐标测量机在风电齿轮箱行星架加工中的运用,了解具体的控制与处理方式,可以有效地保障行星架加工中精准度。

  风电齿轮箱行星架加工中相对传统的测量设备来说,三坐标测量仪器设备效率高、耗时小,可以有效地提升各项数据监测的精准度,具有扩宽应用范围与渠道的优势,可以有效地解决在风电齿轮箱行星架加工中出现的技术性问题,提升了加工的精确度。

  二、风电齿轮箱行星架加工中三坐标测量仪器设备的应用要点

  为了提升风电齿轮箱行星架加工质量,在实践中要综合具体的需求合理应用三坐标测量仪器设备,制定完善合理的计划,进而达到提升工作质量的目的。在实践中其主要应用措施如下。

  合理选择三坐标测量仪器

  在风电齿轮箱行星架加工中,根据实际的需求选择仪器设备的型号。一般状况下,测量范围要控制在参数 3000×3000mm 的区间范围中;合理控制精准度,将系统精度基础误差控制在 0.005mm 的范围中,则可以充分提升风电齿轮箱行星架加工精准性。

  在加工处理中,要严格执行行星架机械零件检测的各项操作要求,通过 CAD 进行测量数据信息的计算分析,做好精确控制,充分保障数据结果符合设计的要求。同时,根据三坐标测量仪获得的数据信息进行行星架机械零件装配图的模拟处理,分析风电齿轮箱行星架加工的需求,再根据实际的因素,综合设备应用的各个流程,对其进行完善调整。

  测量中管理

  根据实际的操作顺序,应用三坐标测量仪设备进行处理,完善操作的各项要求。因此,在实践中其主要管理要点如下:

  (1)创建新的检测工作文件。在进行风电齿轮箱行星架加工处理前根据要求进行准备工作。在系统上做好档案菜单管理,在测量前对其进行全面分析。

  (2)调整处理光源。合理进行光源的调整处理,严格控制各项内容是在行星架加工中较为关键的流程。三坐标测量仪器设备配置的高清摄像头对于应用期间的光源要求严格。因此,在处理中要根据实际状况合理进行摄录图像内容的设置处理,做好光源的调控。将风电齿轮箱行星架加工零部件划分为不同的内容与部分,对每个部分的光源都要严格地调整。通过三坐标测量仪器设备对风电齿轮箱行星架加工的零部件进行测量处理,通过软件对其进行系统识别。一般状况下,对风电齿轮箱行星架加工零部件进行测量处理,要对表面的明暗度进行调整处理,保障外部区域光亮充足,进而达到提升测量精准度的要求。

  (3)测量基准点定位处理。根据要求进行风电齿轮箱行星架加工机械零部件的测量基准点定位处理,通过三坐标测量仪器设备进行坐标体系的创建,将行星架机械零件下方区域作为主要的基准点,将其与外表轮廓的相交点进行接触处理,并且将其作为主要的基准点进行定位处理。

  (4)程序的编辑处理。对相关基准点进行处理,将其作为三维坐标体系的原点,通过 X 轴作为轮廓线的主要内容,对其进行程序的编辑处理,同时,要重视坐标系命令的选择处理。

  (5)侧面部分进行测量处理。对于风电齿轮箱行星架加工零部件的侧面部分进行测量处理,根据实际状况进行光源的调整处理,做好表面亮度的严格调整控制,明确具体测量位置,在融入相关元素。

  (6)数据信息计算处理。做好系统的创建处理后,要进行数据信息的计算处理,导出获得的结果参数,同步绘制测量图,通过 CAD 进行数据有效识别分析,保存结果,做好测量图细节内容完善,调整格式,绘制测量图。通过对一体化的风电齿轮箱行星架加工零部件的测量处理,对各项信息数据进行有效检验处理,最终完成绘图工作,进行效果检验。

  注意事项

  应用三坐标测量机进行行星架加工处理,要综合实际状况做好质量控制管理,这样才可以充分地保障行星架的加工质量。在实践中应用三坐标测量机进行行星架的加工处理其主要要点如下:

  (1)要对行星架加工机床周边的环境温度进行严格的控制管理。如果有需要,可以在恒温加工车间中进行施工作业。要将车间中的温度控制在 20℃左右,误差不超过一度。

  (2)要对三坐标测量机的环境温度进行严格的控制。通过恒温测量车间进行加工作业,可以有效的提升精准度。常温车间的环境温度也要控制在 20℃ 左右,误差不超过一度。同时,被测的零件要根据要求在测量车间中放置 24h 以上,零部件的温度稳定后,与 恒温车间一致后在根据要求进行三坐标的位置度测量分析。

  (3)进行行星架的加工处理中,要做好机床上相关加工零件的调整处理,在调整处理后避免随意的改动;如果需要改动则要通过三坐标检测系统对其进行程度补偿处理。

  (4)进行行星架的各个孔加工以及检测过程中要固定具有的程序,避免随意更改。

  三、三坐标测量机在风电齿轮箱行星架加工中的运用实践

  根据风电齿轮箱行星架加工要求,综合实际加工环节等多种因素,在三坐标测量机的支持下,实现对行星架加工优化处理,通过程序补偿等方式合理影响,则可以达到提升加工精准性的目的。在实践中以兆瓦级风电齿轮箱的二级行星架为例 ( 如图 1 所示 ),对其运用实践进行了简单的论述,其具体如下。

图 1  风电齿轮箱行星架示意图

  程序补偿

  通过三坐标检测获得结果,综合数据实现对数控加工中心的程序补偿处理。三坐标测量机进行零件的检测主要就是应用坐标测量方式开展。在测量中要根据零部件的检测基准进行处理,通过测量机自动建立三维校正坐标系,这样则可以更加便捷地测量零件上不同孔位的位置坐标,并且对其进行精准的计算分析。

  三坐标测量机在进行位置度的测量时具有高精准性的特征,可以对各个孔的坐标偏差的数值参数、具体方向等进行精准的测量;进而达到指导风电齿轮箱行星架加工的目的。

  (1)位置度误差值计算。在风电齿轮箱行星架加工中孔的轴线位置度误差值是根据被测的轴线理想位置进行定位处理,其获得的数据可以作为实际线轴的最小包容区域,也就是圆柱面。其最小区域直径则就是孔位置度的实际误差值。

  (2)位置度误差值分析。风电齿轮箱行星架 ( 如图 1 所示 ) 加工处理中,通过三坐标测量机进行处理,可以有效地分析位置的误差值。

  通过三坐标测量机进行风电齿轮箱行星架的分析,首先,要在数控加工中心上根据图样要求对各个孔的理论位置进行试加工处理,可以根据实际状况进行各个孔的留量处理。然后,要做好加工后的行星架的三坐标检测分析。根据图样对基准进行 AB 坐标系的建立,获得信息数据,进行三坐标位置度结果分析。

  综合各项数据信息则可以获得实际位置与理想位置之间的偏差参数,进而获得偏差数值以及具体的方向。为了增强实际指导意义,在进行行星架的加工处理时,要通过三坐标测量机对其进行多次测量,通过分析各项数据信息为实际的加工提供有效的参考。

  通过对各项数据信息的分析,则可以确定具体的测量结果,确定偏差的数值以及方向。综合一致性则可以了解具体的误差因素,这样则可以为实际的加工生产提供程序补偿参数,达到提升加工精准度的目的。

  对数控加工中心程序补偿

  获得各个孔的补偿数据信息后,要综合实际状况实现对机床程序的补偿处理。通过对补偿后的程序处理,进行行星架的验证处理,根据成品尺寸对其进行加工处理,在通过三坐标测量机对其进行位置度检测分析。通过三坐标行星架加工程度补偿的方式,可以有效地提升行星架位置精准度。

  优化方法

  (1)定位最小区域准则。位置度就是要将被测的实际轴线的理想位置进行固定处理,将其作为实际轴线数值的最小的包容区域范围,在此区域中其直径则为孔的具体位置度误差数值。

  位置度则要求其包容区域属于最小的状态,因此,可以将其定义为“定位最小区域准则”。在进行行星架的处理中,通过三坐标测量机进行坐标系的建立,确定实际中心点则可以直接获得检测结果。但是,在实践中要对各项数据系统进行全面细致的处理。要根据位置度的公差,三坐标测量基础结果对其进行优化分析,获得符合工艺以及图样的位置度测量的结果。

  (2)检测结果优化过程。通过对数据信息的分析,判断各个孔的位置度测量值,是否可以在初始坐标系下符合公差的实际要求;行星架是风电齿轮箱中关键的零部件,在对其加工处理中对位置度的误差要求严格。而通过三坐标测量机处理,实现程序补偿,则可以充分地提升行星架位置的精准度,提升合格率的同时有效地降 低了成本。

  通过程序补偿处理,但是,一次检测位置度还是存在不合格的零件,则可以利用初始坐标系统旋转以及优化测量结果等方式获得误差最小条件的数据信息,提升了资源的利用效率,达到了提升风电齿轮箱行星架加工质量的目的。

  四、结语

  在风电齿轮箱行星架加工中,应用传统的测量模式无法满足实际的需求。在实践中,综合风电齿轮箱行星架加工行星架机械零件的特点以及规律,利用三坐标测量仪器设备处理,可以充分地提升风电齿轮箱行星架加工处理的精准性,达到提升数据信息整体应用效果的目的。

  参考文献略

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