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摘要：論述工件測(cè)頭的功用，保護(hù)，標(biāo)定和實(shí)際當(dāng)中的應(yīng)用舉例，在當(dāng)前技術(shù)高速發(fā)展的時(shí)代，機(jī)械設(shè)備對(duì)智能化求越來(lái)越高的情況下，自動(dòng)測(cè)量等裝置在設(shè)備中的關(guān)鍵應(yīng)用也更好的體現(xiàn)出來(lái)了。我就介紹一下雷尼紹的工件測(cè)頭如何在機(jī)床上的應(yīng)用。

1.工件測(cè)頭的功用綜述

刀具測(cè)頭及相關(guān)軟件的結(jié)合使用為用戶提供了以下功用：

..內(nèi)外圓尺寸、位置測(cè)量

..凸臺(tái)及凹槽尺寸、位置測(cè)量

..單一平面位置測(cè)量

..內(nèi)拐角位置測(cè)量

..外拐角位置測(cè)量

..自我保護(hù)定位移動(dòng)

工件測(cè)頭系統(tǒng)的特點(diǎn)如下：

..精確的測(cè)量，找正工件位置，自動(dòng)修正工件坐標(biāo)系

..快捷找正夾具位置，減少手工調(diào)整時(shí)間

..簡(jiǎn)化夾具設(shè)計(jì)，降低夾具費(fèi)用

..進(jìn)行首件在機(jī)測(cè)量檢查，不需脫機(jī)

..提高生產(chǎn)率及批量加工尺寸的一致性

..進(jìn)行循環(huán)中測(cè)量，監(jiān)控工件的尺寸和位置，自動(dòng)修正偏置量

..縮短機(jī)床的輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率

..增強(qiáng)無(wú)人化加工的信心

..自動(dòng)操作，避免了對(duì)操作者可能引起的傷害

2.為何要對(duì)工件測(cè)頭進(jìn)行標(biāo)定

將測(cè)頭裝在機(jī)床主軸上進(jìn)行測(cè)量時(shí)，并不要求測(cè)頭的中心線與主軸的中心線重合，允許有一定的安裝誤差，但需要有良好的裝配操作以減少對(duì)主軸和刀具定向誤差的影響。使用沒(méi)有標(biāo)定的測(cè)頭進(jìn)行測(cè)量會(huì)得到不正確的結(jié)果。經(jīng)過(guò)標(biāo)定，測(cè)頭的安裝誤差將自動(dòng)的考慮在測(cè)量結(jié)果里。

因?yàn)槊恳惶诇y(cè)頭都是唯一的，因此在下列情況下必須對(duì)其進(jìn)行標(biāo)定：

..新測(cè)頭安裝好后

..測(cè)頭被損壞或測(cè)頭被碰撞后

..重新安裝測(cè)頭的探針后

標(biāo)定測(cè)頭有以下三種不同的操作

..用一個(gè)鏜孔進(jìn)行標(biāo)定

..用一個(gè)環(huán)規(guī)進(jìn)行標(biāo)定

..標(biāo)定測(cè)頭的長(zhǎng)度

3.測(cè)頭的保護(hù)

當(dāng)測(cè)頭在機(jī)床里移動(dòng)時(shí)，保護(hù)測(cè)頭避免一些與工件、安裝物碰撞是很重要的，因此可以使用宏程序L9810建立對(duì)測(cè)頭的保護(hù)，在測(cè)頭上的探針發(fā)生碰撞時(shí)可以使測(cè)頭停止移動(dòng)。

格式：R24=XR25=YR26=ZR9=f

R13=m 

L9810

解釋?zhuān)篨=目標(biāo)位置的X軸坐標(biāo)

Y=目標(biāo)位置的Y軸坐標(biāo)

Z=目標(biāo)位置的Z軸坐標(biāo)

f=測(cè)頭移動(dòng)的速度

m=觸發(fā)報(bào)警點(diǎn)“noPATHOBSTRUCTED”.

RENC[48]=0；沒(méi)有測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)

RENC[48]=7；測(cè)頭錯(cuò)誤觸發(fā)

例子：G1G54X20Y50；移動(dòng)到測(cè)頭的上方

T1Z100；移動(dòng)到安全平面100mm

M19；主軸定向

M59；開(kāi)啟工件測(cè)頭測(cè)量

L9800

R26=10R9=3000；移動(dòng)到測(cè)量平面10mm

L9810；帶著測(cè)頭保護(hù)進(jìn)行測(cè)量

R26=0R19=1

L9811；單邊測(cè)量程序

4.標(biāo)定測(cè)頭

在測(cè)頭使用前，對(duì)其進(jìn)行正確的標(biāo)定是很重要的。

L9801是測(cè)頭長(zhǎng)度的標(biāo)定；

L9802是探針與主軸圓心偏差的標(biāo)定

L9803是探針半徑偏差的標(biāo)定

設(shè)定參數(shù)：

RENP[4]=1；語(yǔ)言選擇為英語(yǔ)

RENP[7]=1；第一測(cè)頭并為常開(kāi)輸入

1）探針與主軸圓心偏差的標(biāo)定：使用宏程序L9802在一個(gè)鏜孔中對(duì)測(cè)頭進(jìn)行標(biāo)定

為了測(cè)量的精確，必須考慮到探針與主軸中心線的偏差。為解決這個(gè)問(wèn)題，必須在一個(gè)使用單刃鏜刀鏜出的圓孔中對(duì)測(cè)頭進(jìn)行標(biāo)定。

為避免機(jī)床移動(dòng)所產(chǎn)生的溫差影響，鏜孔結(jié)束后盡可能的立即進(jìn)行測(cè)頭的標(biāo)定。

標(biāo)定所獲得的數(shù)值是一個(gè)恒定的值，只有在更換測(cè)頭或探針的情況下才需重新標(biāo)定。

標(biāo)定宏程序自動(dòng)確定探針與主軸中心線的偏差。偏差值在每次測(cè)量宏程序中都會(huì)運(yùn)用到，機(jī)床斷電后依舊能保持此值。

標(biāo)定步驟如下：

A.在主軸上放置工件測(cè)頭的標(biāo)準(zhǔn)刀柄，用手輪方式移動(dòng)X、Y

軸到鏜孔中心上方，移動(dòng)Z軸將探針進(jìn)入孔中心5mm處。

B.在MDA方式下輸入程序：

M19；主軸定向，使測(cè)頭發(fā)生器對(duì)應(yīng)接受器

M59；開(kāi)啟測(cè)頭接收

L9800；程序清空

R07=(標(biāo)準(zhǔn)鏜孔直徑)；R參數(shù)

L9802；標(biāo)定宏程序

M30；程序結(jié)束

C.動(dòng)作執(zhí)行：探針?lè)謩e在前后左右四個(gè)方向，以快速和慢速兩次碰撞測(cè)頭。執(zhí)行完畢后值寫(xiě)入RENP[2]和RENP[3]中。

RENP[2]為X軸方向中心線偏差值

RENP[3]為Y軸方向中心線偏差值

2）探針半徑偏差的標(biāo)定：使用宏程序L9803在一個(gè)鏜孔中對(duì)測(cè)頭進(jìn)行標(biāo)定

標(biāo)定步驟如下：

A.在主軸上放置工件測(cè)頭的標(biāo)準(zhǔn)刀柄，用手輪方式移動(dòng)X、Y

軸到鏜孔中心上方，移動(dòng)Z軸將探針進(jìn)入孔中心5mm處。

B.在MDA方式下輸入程序：

M19；主軸定向，使測(cè)頭發(fā)生器對(duì)

應(yīng)接受器

M59；開(kāi)啟測(cè)頭接收

L9800；程序清空

R07=(標(biāo)準(zhǔn)鏜孔直徑)；R參數(shù)

L9803；標(biāo)定宏程序

M30；程序結(jié)束

C.動(dòng)作執(zhí)行：探針?lè)謩e在前后左右四個(gè)方向，以快速和慢速

兩次碰撞測(cè)頭。執(zhí)行完畢后值寫(xiě)入RENP[0]和RENP[1]

3）測(cè)頭長(zhǎng)度的標(biāo)定：使用宏程序L9801在一個(gè)已知平面上對(duì)測(cè)頭進(jìn)行標(biāo)定測(cè)頭長(zhǎng)度的標(biāo)定與設(shè)置一把刀具的長(zhǎng)度一樣。標(biāo)定所獲得的數(shù)值是一個(gè)恒定的值，只有在更換測(cè)頭或探針的情況下才需重新標(biāo)定。

標(biāo)定步驟如下：

A.將測(cè)頭的近似長(zhǎng)度設(shè)置在相應(yīng)的刀具長(zhǎng)度偏置表中。必須確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)量塊的Z軸高度是精確的。

B.用手輪方式移動(dòng)X、Y軸到標(biāo)準(zhǔn)量塊的上方，移動(dòng)Z軸，使探針與工件表面接近（離標(biāo)準(zhǔn)量塊平面上方1mm處）。把此時(shí)的X、Y、Z軸的坐標(biāo)系的值設(shè)定在工件坐標(biāo)系G54中。

C.在MDA方式下輸入程序：

M19；主軸定向

G01G54X0Y0F1000；測(cè)頭X、Y移到工件的中心位置

Z100D01；Z軸移到工件上100mm的安全高度

M59；開(kāi)啟測(cè)頭接收

L9800；程序清空

R26=10(安全距離)R9=500(運(yùn)動(dòng)進(jìn)給率)

L9810；測(cè)頭保護(hù)宏程序

R26=0(Z軸距工件表面的距離)R20=1（當(dāng)前主軸刀號(hào)）

L9801

R26=100

L9810；標(biāo)定宏程序

M30；程序結(jié)束

D.動(dòng)作執(zhí)行：探針在標(biāo)準(zhǔn)量塊上方，以快速和慢速兩次碰撞測(cè)頭。執(zhí)行完畢后值寫(xiě)入刀具長(zhǎng)度表中相應(yīng)刀具的磨損量中。

5.測(cè)頭在實(shí)際工作中的主要應(yīng)用

..測(cè)量工件角坐標(biāo)宏程序L9811

..凸臺(tái)或鍵槽的測(cè)量和設(shè)定宏程序L9812

..圓孔或圓臺(tái)的測(cè)量及圓心的設(shè)定宏程序L9814

..內(nèi)角測(cè)量宏程序L9815 

..外角測(cè)量宏程序L9816

(1)測(cè)量工件角坐標(biāo)L9811的應(yīng)用

該宏程序L9811沿X軸、Y軸或Z軸方向測(cè)量工件的單個(gè)平面，或所成角的坐標(biāo)值，并確定其位置誤差。該誤差可設(shè)定成一個(gè)工件坐標(biāo)系，或是刀具補(bǔ)償。它的大小由公差控制。

可以將測(cè)頭移動(dòng)到待測(cè)工件的附近，也可將其移動(dòng)到目標(biāo)平面的上方，測(cè)量結(jié)束后，測(cè)頭返回起始點(diǎn)。

舉例：分別測(cè)量出1-4的夾角坐標(biāo)值，并輸入到G55的工件坐標(biāo)系中。

步驟：

1）將工件測(cè)頭放置在主軸上。手動(dòng)移動(dòng)X、Y、Z軸坐標(biāo)將探針?lè)胖迷诠ぜ娜S頂角處。

2）記錄當(dāng)前的坐標(biāo)值輸入到G54中。

3）將Z軸向上移動(dòng)，離工件大約100mm。

4）如圖測(cè)量角1：在MDA或AUTO方式下輸入程序：

G54G90G01X0Y0F1000

Z20

X10Y10；XY軸移開(kāi)尖角

M19；準(zhǔn)停

M59；工件測(cè)頭開(kāi)啟

L9800；程序清除

R24=-10R9=1000；X軸負(fù)向移動(dòng)10mm，以1000RPM的速度

L9810；測(cè)頭保護(hù)程序

R26=-8；Z軸往下移動(dòng)8mm

L9810；測(cè)頭保護(hù)程序

R24=0R19=2；X軸移動(dòng)，探針碰撞，值記錄到G55中。

L9811；執(zhí)行測(cè)量程序

L9800；程序清除

R25=-20R9=1000；Y軸負(fù)向移動(dòng)20mm，以1000RPM的速度

L9810

R24=10；X軸正向移動(dòng)10mm

L9810

R25=0R19=2；Y軸移動(dòng)，探針碰撞，值記錄到G55中

L9811；執(zhí)行測(cè)量程序

L9800

Z20；Z軸提升

M60；結(jié)束刀具測(cè)頭指令

M30；結(jié)束程序

（2）凸臺(tái)或鍵槽的測(cè)量和設(shè)定L9812的應(yīng)用

宏程序L9812測(cè)量凸臺(tái)或鍵槽工件沿X、Y方向的寬度及確定的位置。測(cè)量結(jié)果可以修正刀具補(bǔ)償偏置值，也可以設(shè)定一個(gè)工件坐標(biāo)系。 

關(guān)于凸臺(tái)：在程序指令中如果包括Z軸變量則表明是一個(gè)凸臺(tái)，否則認(rèn)為是一個(gè)鍵槽工件。測(cè)頭按程序指令移動(dòng)到預(yù)設(shè)的凸臺(tái)中心，而且是在工件的上方。執(zhí)行完自動(dòng)測(cè)量凸臺(tái)指令后，測(cè)頭返回初始位置。關(guān)于鍵槽：測(cè)頭按程序指令移動(dòng)到預(yù)設(shè)的鍵槽中心，并且下到一定的深度。執(zhí)行完自動(dòng)測(cè)量鍵槽指令后，測(cè)頭返回初始位置。

舉例：測(cè)量出一個(gè)凸臺(tái)中心線的坐標(biāo)值，并輸入到G55的工件坐標(biāo)系中。

步驟：

1）通過(guò)換刀指令將工件測(cè)頭放置在主軸上。

2）手動(dòng)移動(dòng)X、Y、Z軸坐標(biāo)將探針?lè)胖迷谒鶞y(cè)工件凸臺(tái)大致中心線的位置。

3）記錄當(dāng)前的坐標(biāo)值輸入到G54中。Z軸向上移動(dòng)，離工件大約100mm。

4）在MDA或AUTO方式下輸入程序：

T3M6；當(dāng)前主軸上為工件測(cè)頭刀具

G54G90G01X0Y0F1000；移動(dòng)到G54坐標(biāo)位置

Z100D1；Z軸距離凸臺(tái)平面100mm，用D1刀沿。

M19；主軸準(zhǔn)停

M59；開(kāi)啟工件測(cè)頭

L9800；程序清除

R26=10R9=1000；Z軸到達(dá)安全距離，以1000Rpm的速度

L9810；測(cè)頭保護(hù)程序

R24=50R26=-10R19=2；X軸移到凸臺(tái)的外端，Z軸下深10mm，值將記錄到G55中。

L9812；自動(dòng)執(zhí)行測(cè)量。

R26=100；Z軸測(cè)量完畢升到100mm處。

L9810；測(cè)頭保護(hù)程序

M60；關(guān)閉工件測(cè)頭指令

M30；程序結(jié)束

（3）圓孔或圓臺(tái)的測(cè)量程序L9814的應(yīng)用

宏程序L9814測(cè)量圓臺(tái)或圓孔的直徑和中心位置。測(cè)量結(jié)果可以修正刀具補(bǔ)償偏置值，也可以設(shè)定一個(gè)工件坐標(biāo)系。 

關(guān)于圓臺(tái)：在程序指令中如果包括Z軸變量則表明是一個(gè)圓臺(tái),否則認(rèn)為是一個(gè)圓孔工件。測(cè)頭按程序指令移動(dòng)到預(yù)設(shè)的圓臺(tái)中心，而且是在工件的上方。執(zhí)行完自動(dòng)測(cè)量圓臺(tái)指令后，測(cè)頭返回初始位置。

關(guān)于圓孔：測(cè)頭按程序指令移動(dòng)到預(yù)設(shè)的圓孔中心，并且下到一定的深度。執(zhí)行完自動(dòng)測(cè)量圓孔指令后，測(cè)頭返回初始位置。

舉例：測(cè)量圓臺(tái)直徑為50mm的中心坐標(biāo)值，并輸入到G55的工件坐標(biāo)系中。

步驟：

1）通過(guò)換刀指令將工件測(cè)頭放置在主軸上。

2）手動(dòng)移動(dòng)X、Y、Z軸坐標(biāo)將探針?lè)胖迷谒鶞y(cè)工件圓臺(tái)大致中心線的位置。

3）記錄當(dāng)前的坐標(biāo)值輸入到G54中。Z軸向上移動(dòng)，離工件大約100mm。

4）在MDA或AUTO方式下輸入程序：

T3M6；當(dāng)前主軸上為工件測(cè)頭刀具。

G54G90G01X0Y0F1000；移動(dòng)到G54坐標(biāo)位置。

Z20D1；Z軸距離凸臺(tái)平面20mm，用D1刀沿。

M19；主軸準(zhǔn)停。

M59；開(kāi)啟工件測(cè)頭。

L9800；程序清除。

R26=10R9=1000；Z軸到達(dá)安全距離，以1000mm/min的速度移動(dòng)。

L9810；測(cè)頭保護(hù)程序。

R7=50R26=-10R19=2；測(cè)量圓臺(tái)直徑為50mm，Z軸向下移動(dòng)10mm，值將記錄到G55中。

L9814；自動(dòng)執(zhí)行測(cè)量。

R26=50；Z軸上升到50mm的安全距離。

L9810；測(cè)頭保護(hù)程序。

M60；關(guān)閉工件測(cè)頭指令。

M30；程序結(jié)束。

6.結(jié)語(yǔ)

測(cè)頭在機(jī)床或其它設(shè)備上現(xiàn)在有著廣泛的應(yīng)用，能實(shí)現(xiàn)多種人工不能達(dá)到的效率和精準(zhǔn)度，為所有高精度設(shè)備提供基礎(chǔ)零件的高精度加工，提高產(chǎn)品的智能化層度。