摘要：論述工件測頭的功用，保護，標(biāo)定和實際當(dāng)中的應(yīng)用舉例，在當(dāng)前技術(shù)高速發(fā)展的時代，機械設(shè)備對智能化求越來越高的情況下，自動測量等裝置在設(shè)備中的關(guān)鍵應(yīng)用也更好的體現(xiàn)出來了。我就介紹一下雷尼紹的工件測頭如何在機床上的應(yīng)用。

1.工件測頭的功用綜述

刀具測頭及相關(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、位置測量

..凸臺及凹槽尺寸、位置測量

..單一平面位置測量

..內(nèi)拐角位置測量

..外拐角位置測量

..自我保護定位移動

工件測頭系統(tǒng)的特點如下：

..精確的測量，找正工件位置，自動修正工件坐標(biāo)系

..快捷找正夾具位置，減少手工調(diào)整時間

..簡化夾具設(shè)計，降低夾具費用

..進行首件在機測量檢查，不需脫機

..提高生產(chǎn)率及批量加工尺寸的一致性

..進行循環(huán)中測量，監(jiān)控工件的尺寸和位置，自動修正偏置量

..縮短機床的輔助時間，提高生產(chǎn)率

..增強無人化加工的信心

..自動操作，避免了對操作者可能引起的傷害

2.為何要對工件測頭進行標(biāo)定

將測頭裝在機床主軸上進行測量時，并不要求測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主軸和刀具定向誤差的影響。使用沒有標(biāo)定的測頭進行測量會得到不正確的結(jié)果。經(jīng)過標(biāo)定，測頭的安裝誤差將自動的考慮在測量結(jié)果里。

因為每一套測頭都是唯一的，因此在下列情況下必須對其進行標(biāo)定：

..新測頭安裝好后

..測頭被損壞或測頭被碰撞后

..重新安裝測頭的探針后

標(biāo)定測頭有以下三種不同的操作

..用一個鏜孔進行標(biāo)定

..用一個環(huán)規(guī)進行標(biāo)定

..標(biāo)定測頭的長度

3.測頭的保護

當(dāng)測頭在機床里移動時，保護測頭避免一些與工件、安裝物碰撞是很重要的，因此可以使用宏程序L9810建立對測頭的保護，在測頭上的探針發(fā)生碰撞時可以使測頭停止移動。

格式：R24=XR25=YR26=ZR9=f

R13=m 

L9810

解釋：X=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=測頭移動的速度

m=觸發(fā)報警點“noPATHOBSTRUCTED”.

RENC[48]=0；沒有測頭觸發(fā)信號

RENC[48]=7；測頭錯誤觸發(fā)

例子：G1G54X20Y50；移動到測頭的上方

T1Z100；移動到安全平面100mm

M19；主軸定向

M59；開啟工件測頭測量

L9800

R26=10R9=3000；移動到測量平面10mm

L9810；帶著測頭保護進行測量

R26=0R19=1

L9811；單邊測量程序

4.標(biāo)定測頭

在測頭使用前，對其進行正確的標(biāo)定是很重要的。

L9801是測頭長度的標(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；語言選擇為英語

RENP[7]=1；第一測頭并為常開輸入

1）探針與主軸圓心偏差的標(biāo)定：使用宏程序L9802在一個鏜孔中對測頭進行標(biāo)定

為了測量的精確，必須考慮到探針與主軸中心線的偏差。為解決這個問題，必須在一個使用單刃鏜刀鏜出的圓孔中對測頭進行標(biāo)定。

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

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

標(biāo)定宏程序自動確定探針與主軸中心線的偏差。偏差值在每次測量宏程序中都會運用到，機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頭的標(biāo)準(zhǔn)刀柄，用手輪方式移動X、Y

軸到鏜孔中心上方，移動Z軸將探針進入孔中心5mm處。

B.在MDA方式下輸入程序：

M19；主軸定向，使測頭發(fā)生器對應(yīng)接受器

M59；開啟測頭接收

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.動作執(zhí)行：探針分別在前后左右四個方向，以快速和慢速兩次碰撞測頭。執(zhí)行完畢后值寫入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在一個鏜孔中對測頭進行標(biāo)定

標(biāo)定步驟如下：

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

軸到鏜孔中心上方，移動Z軸將探針進入孔中心5mm處。

B.在MDA方式下輸入程序：

M19；主軸定向，使測頭發(fā)生器對

應(yīng)接受器

M59；開啟測頭接收

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.動作執(zhí)行：探針分別在前后左右四個方向，以快速和慢速

兩次碰撞測頭。執(zhí)行完畢后值寫入RENP[0]和RENP[1]

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

標(biāo)定步驟如下：

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

B.用手輪方式移動X、Y軸到標(biāo)準(zhǔn)量塊的上方，移動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；開啟測頭接收

L9800；程序清空

R26=10(安全距離)R9=500(運動進給率)

L9810；測頭保護宏程序

R26=0(Z軸距工件表面的距離)R20=1（當(dāng)前主軸刀號）

L9801

R26=100

L9810；標(biāo)定宏程序

M30；程序結(jié)束

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

5.測頭在實際工作中的主要應(yīng)用

..測量工件角坐標(biāo)宏程序L9811

..凸臺或鍵槽的測量和設(shè)定宏程序L9812

..圓孔或圓臺的測量及圓心的設(shè)定宏程序L9814

..內(nèi)角測量宏程序L9815 

..外角測量宏程序L9816

(1)測量工件角坐標(biāo)L9811的應(yīng)用

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

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

舉例：分別測量出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）將工件測頭放置在主軸上。手動移動X、Y、Z軸坐標(biāo)將探針放置在工件的三軸頂角處。

2）記錄當(dāng)前的坐標(biāo)值輸入到G54中。

3）將Z軸向上移動，離工件大約100mm。

4）如圖測量角1：在MDA或AUTO方式下輸入程序：

G54G90G01X0Y0F1000

Z20

X10Y10；XY軸移開尖角

M19；準(zhǔn)停

M59；工件測頭開啟

L9800；程序清除

R24=-10R9=1000；X軸負向移動10mm，以1000RPM的速度

L9810；測頭保護程序

R26=-8；Z軸往下移動8mm

L9810；測頭保護程序

R24=0R19=2；X軸移動，探針碰撞，值記錄到G55中。

L9811；執(zhí)行測量程序

L9800；程序清除

R25=-20R9=1000；Y軸負向移動20mm，以1000RPM的速度

L9810

R24=10；X軸正向移動10mm

L9810

R25=0R19=2；Y軸移動，探針碰撞，值記錄到G55中

L9811；執(zhí)行測量程序

L9800

Z20；Z軸提升

M60；結(jié)束刀具測頭指令

M30；結(jié)束程序

（2）凸臺或鍵槽的測量和設(shè)定L9812的應(yīng)用

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

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

舉例：測量出一個凸臺中心線的坐標(biāo)值，并輸入到G55的工件坐標(biāo)系中。

步驟：

1）通過換刀指令將工件測頭放置在主軸上。

2）手動移動X、Y、Z軸坐標(biāo)將探針放置在所測工件凸臺大致中心線的位置。

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

4）在MDA或AUTO方式下輸入程序：

T3M6；當(dāng)前主軸上為工件測頭刀具

G54G90G01X0Y0F1000；移動到G54坐標(biāo)位置

Z100D1；Z軸距離凸臺平面100mm，用D1刀沿。

M19；主軸準(zhǔn)停

M59；開啟工件測頭

L9800；程序清除

R26=10R9=1000；Z軸到達安全距離，以1000Rpm的速度

L9810；測頭保護程序

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

L9812；自動執(zhí)行測量。

R26=100；Z軸測量完畢升到100mm處。

L9810；測頭保護程序

M60；關(guān)閉工件測頭指令

M30；程序結(jié)束

（3）圓孔或圓臺的測量程序L9814的應(yīng)用

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

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

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

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

步驟：

1）通過換刀指令將工件測頭放置在主軸上。

2）手動移動X、Y、Z軸坐標(biāo)將探針放置在所測工件圓臺大致中心線的位置。

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

4）在MDA或AUTO方式下輸入程序：

T3M6；當(dāng)前主軸上為工件測頭刀具。

G54G90G01X0Y0F1000；移動到G54坐標(biāo)位置。

Z20D1；Z軸距離凸臺平面20mm，用D1刀沿。

M19；主軸準(zhǔn)停。

M59；開啟工件測頭。

L9800；程序清除。

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

L9810；測頭保護程序。

R7=50R26=-10R19=2；測量圓臺直徑為50mm，Z軸向下移動10mm，值將記錄到G55中。

L9814；自動執(zhí)行測量。

R26=50；Z軸上升到50mm的安全距離。

L9810；測頭保護程序。

M60；關(guān)閉工件測頭指令。

M30；程序結(jié)束。

6.結(jié)語

測頭在機床或其它設(shè)備上現(xiàn)在有著廣泛的應(yīng)用，能實現(xiàn)多種人工不能達到的效率和精準(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。