在线测量是一种基于计算机自动控制的测量技术，其测量过程由数控程序来控制。在数控机床上对被加工工件进行在线自动测量是提高数控机床自动化加工水平和保证工件加工精度的有效方法，因此，数控机床工件在线自动测量系统是衡量数控机床技术水平的重要特征之一，已成为购置高精度数控机床必不可少的可选配置。
零件加工工艺性分析
乘用电动汽车的变速箱前端盖是电动机总成的关键部件，有着严格的装配尺寸要求和较高的形位公差精度。零件是典型的压铸件，材料为ZL104，零件重量2.3KG，年需求量为8万件，零件最大外形尺寸φ321×78。
根据零件的结构，零件机加工分三道工序进行加工:OP10数控车，加工端面和φ72e6。OP20数控车加工A基准端面和φ321e6、φ62S7，OP30加工中心，采用带A轴回转的加工中心夹具，以A基准端面和φ288h8定位夹紧，机床采用在线自动测量系统，在加工前协助操作者以φ62S7为定位基准，进行工件的找正，自动完成工件坐标系的设定，以保证两个面的4-φ7.6H7对基准C的位置度0.05MM的加工技术要求。图1是零件OP30工序加工简图。
图1
OP10，OP20机床选用日本产TAKISAWA（泷泽）TC350E数控车床，OP30机床选用LGMAZAK（小巨人） 510C立式数控加工中心，为保证零件的加工精度要求，对零件的加工的外部空间环境的温度和切削液的温度，进行了有效的控制，使用了中央空调控制外部空间环境的温度，温度要求为20°±1°，各工序机床选配了专用的切削液恒温循环控制系统，温度要求为20°~25°，最大限度的降低了连续切削加工过程中， 产生的热量对零件加工精度的影响。
数控机床在线测量的工作原理
数控机床的在线检测系统由硬件和软件组成。硬件部分通常由以下机床本体，CNC数控系统，伺服系统和在线测量系统几部分组成。
1.在线测量系统的组成
在OP30工序LGMAZAK 510C立式数控加工中心机床选用的在线测量系统是选用的意大利MARPOSS(马波斯)的产品，采用的是红外线传输主轴测量系统，触发式测头系统在机床里的工作安装如图2所示。
图2
在线测量系统有触发式测头、信号传输系统和数据采集系统组成，是数控机床在线测量系统的关键部分，直接影响着在线测量的精度。其中关键部件为触发式测头，使用触发式测头可在加工过程中进行尺寸测量，根据测量结果自动修改加工程序，改善加工精度，使得数控机床既是加工设备，又兼具测量机的某种功能。
2.数控机床在线测量系统的工作原理
回转夹具4位于图3所示位置，操作工将零件按要求将零件装入回转夹具4中，打开手动两位四通液压开关控制阀（图中未画出），液压油通过和回转夹具4相连的配油器6，推动回转夹具4上的液压转角缸8，压紧零件2，然后，启动机床程序工作，机床按程序通过A轴1和尾座5带动回转夹具4回转180°，机床按程序要求用机床机械手（图中未画出）将触发式测头7从刀库中调至机床主轴上，执行在线测量宏程序，测量出零件φ62S7基准C的坐标位置，将此坐标位置通过在线测量宏程序设定为零件加工程序的初始原点，机床按宏程序自动完成零件坐标系的设定。机床继续按零件加工程序要求，调用刀具3按图纸进行零件加工，直至一个加工循环完毕。为保证加工和测量过程中A轴1和尾座5的定位精度，A轴1和尾座5都采用了液压刹车锁紧功能，确保了在高速加工和运动过程中，夹具的整体刚性。图3是零件OP30工序加工中心回转夹具示意图。
图3
结语
采用在线自动测量系统，在加工前可协助操作者进行工件的找正，自动完成工件坐标系的设定，缩短辅助时间，提高加工效率；在加工中和加工后可自动对工件尺寸进行在线测量，并能根据测量结果自动生成误差补偿数据反馈到数控系统，以保证工件的尺寸精度及批量工件的尺寸一致性。采用机内在线测量还可避免将工件移至测量机测量所带来的二次误差，从而可提高加工精度及精度保持性，通过一次切削即可获得合格产品，大大增强数控机床的智能化程度。
根据零件的加工工艺要求，机床安装了使用在线测量系统。经过约6个月的使用，加工了约3万件产品，使用效果圆满的达到了初始的设计要求，其主要关键尺寸特性，全部达到CPK≥1.67的技术要求，圆满的达到了初始的质量设计要求，目前产品已经顺利的投入批量的生产供货中。
