翟培明

摘要：數控機床是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機床，三維測頭是一個觸發(fā)式的探頭，產品測量是數控加工的重要工作環(huán)節(jié)，數控加工過程中三維觸發(fā)式測頭的應用，能夠有效的提高數控機床的準確性，提高數控機床的性能，節(jié)省企業(yè)資源，保證良好的工作效率。文章主要針對數控加工中三維觸發(fā)式測頭的應用進行研究，希望可以提高數控機床的質量。

關鍵詞：在線測量 三維測頭 數控加工

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）12-0015-01

數控加工工作中，積極的對產量進行測量是產品質量的根本保證，在實際的工作過程中，傳統(tǒng)的測量方式所獲取的數據存在一定的誤差較大，并且測量工具的量程也很小，嚴重限制了測量工作的開展，不能保證機床性能的最大化。三維觸發(fā)式測頭的應用能夠打破傳統(tǒng)測量工作的弊端，提高測量工作的質量。

1 三維測頭的工作原理分析

三維測頭是一個觸發(fā)式的探頭，存在一根很長的探針，并且在探針上還存在較小的紅寶石球，在實際工作過程中，將該小球固定到產品的表面，該小球就可以感受到很小位移，也被稱之為一個跳躍信號；系統(tǒng)控制中心如果接收到信號，就可以及時的采取相應的措施，保證刀具可以及時停止，并且還能對加工尺寸進行精確計算，能夠及時的和數控裝置進行結合，從而能夠完成一系列的特殊指令以及測量工作。

2 數控機床的跳躍功能分析

在工作開展過程中，如果要使用在線檢測，不僅需要對測頭、控制系統(tǒng)接收脈沖系統(tǒng)進行相應的物理連接，并且還需要控制系統(tǒng)具有一定的跳躍功能。在FANUC系統(tǒng)中，G31屬于跳躍功能，也是非模態(tài)下一個G指令，通常情況下都應用在測頭的測量中，具體的指令格式為：G31 （G90/G91） IP_F_，其中IP可以是x、y、z三個軸中任意一個軸。在命令執(zhí)行過程中，如果不存在SKIP輸入信號，那么就和G10完全相同；如果存在外部的SKIP輸入信號，就可以不同執(zhí)行指令中沒有完成的部分，可以直接開始下一個程序。

3 型腔的檢測

在檢測過程中，測頭首先接觸的是產品的上表面以及腔底，從而實現對產品深度的測量。如果發(fā)生脈沖，Z坐標存在差值就是腔的深度，利此種方式還可以對腔的長度以及深度進行測量。

4 孔中心的尋找

在工作過程中，對于已經存在孔的產品，相應的程序都是以孔為基礎進行編寫。在傳統(tǒng)的工作方式中，不僅工作較為復雜，而且相應的數據還存在一定的誤差。三維測頭的應用，簡化了造成過程，保證了數據的準確性。例如：孔中心位于任意兩弦的交互點的垂直平分線上，工作人員可以先將三維測頭放置在孔內的熱任意位置，然后在對三維測頭對宏進行調整，將測頭移動到孔的中心位置，及時設定相應的坐標。在上述的基礎上編寫的宏，可以用來確定矩形產品的中心。

5 調整磨損補償

在加工工作開展過程中，如果機床外表面的刀具出現一定的破損，就會使得所加工產品的外表面尺寸出現較大的誤差；反之，如果內表面的刀具存在磨損情況，內表面的尺寸就會減小，對于此種問題，工作人員可以通過幾何調整補償解決相應的問題。但是，在實際的處理過程中，如果將破損的刀片更換成為新刀片，需要對原有的幾何補償量進行利用，如果不能找到最初數值，工作人員需要嚴格按照之前的方式從新對最初數值進行測量確定，造作較為復雜，所以，在實際的工作過程中不推薦此種做法。在工作過程中，由于新刀具都是從無磨損開始，然后依據刀具磨損的相關情況進行及時的調整，在刀具更換以后，初始值為零，不用對相應的幾何值進行修改，能夠有效避免補償值的從新設定，都能夠避免重新幾何值進行設定。在應用過程中，由于控制系統(tǒng)所應用的是幾何補償和磨損補償的代數總和，在產品加工過程中，磨損補償呈現負值，幾何補償呈現正值，如果 應用直徑值編程，則所有補償尺寸均為磨損量的二倍。在加工過程中內表面以及外表面刀具的補償方式相同，如圖1所示。

在圖1中，主要是對數控車削補償校正外表面刀具的加工方法，尺寸所處位置的誤差基本相同，所以，在實際工作中，可以選擇任意部分的尺寸作為校正誤差。

圖1中，Z負向25 mm 處，Φ20可以以此作為選擇對象。

6 結語

綜上所述，在數控機床加工中三維觸發(fā)式測頭的應用能夠保證刀具以及各項數據的準確性，從而能夠有效提高數控機床產品的質量。在實際應用過程中，工作人員應該及時的對各方面的細節(jié)進行控制，只有這樣才能三維觸發(fā)式測頭應用效果最大化。

參考文獻

[1]仲興國.三維測頭在數控加工中的應用[J].機床與液壓，2015，43（4）：165-167.

[2]李志渤.一種基于壓電薄膜的三維諧振觸發(fā)測頭系統(tǒng)設計[D].合肥工業(yè)大學，2014.

[3]崔寧寧，蔡永林，趙滿懷，等.數控機床在線檢測系統(tǒng)觸發(fā)式測頭的預行程誤差實驗研究[J].機械制造與自動化，2016，（03）：5-7.