CNC車床工件在線測量組成及工作原理

CNC車床工件在線測量組成及工作原理
　　在數控機床上對被加工工件進行在線自動測量是提高數控機床自動化加工水平和保證工件加工精度的有效方法，因此，數控機床工件在線自動測量系統是衡量數控機床技術水平的重要特征之一，已成爲購置數控機床必不可少的基本選件。
測量系統的組成及工作原理

　　用于CNC車床的工件自動測量系統一般均采用觸發式測頭測量系統（如英國Renishaw公司的LP2觸發式測頭測量系統）。一般可將觸發式測頭假設作爲一把刀具安裝在刀架的某一刀位上，用于測量工件尺寸。當移動刀架，測頭接觸工件時則觸發數控系統記下測頭位置，數控系統通過相應的測量軟件計算出工件尺寸。在CNC車床上，觸發式測量系統可以測量回轉體零件的外徑、內徑、長度及槽寬等。觸發式測頭測量系統通常由觸發式測頭、信號傳輸和接收器、聯接CNC系統的控制器接口裝置、坐標位置數據采銑床集、處理和測量誤差補償系統、測量結果自動反饋補償系統等幾部分組成，其工作原理如圖1所示。

CNC車床觸發式測量系統工作原理框圖

　　觸發式測頭爲常閉觸點式整體單元測頭，其內部爲三組等分串聯觸點觸發機構。工作時可將測頭作爲一把刀具安裝在轉塔刀架的某一刀位上，當移動刀架，測頭接觸到工件時，測杆出現微量偏移，使三等分觸點中的一個或二個觸點脫開，由三個觸點構成的串聯電路出現斷路而在瞬間産生一個階躍信號，此信號通過信號傳輸器用有線（連線）方式或無線（電磁耦合、紅外輻射）方式傳送至控制器接口，控制器接口將觸發時産生的帶有不規則振蕩的信號經整形後傳輸至數控系統，數控系統接到觸發信號後發出中斷信號，機床停止移動並記下此時測頭的位置坐標，數控系統自動將數據送至相應的參數單元，作爲變量進行運算處理，此時數控系統通過數據處理軟件和測量誤差處理軟件計算出工件的尺寸，並及時反饋回數控系統進行刀具自動補償或工件CNC銑床坐標調整，以保證工件的加工精度。

采用在線自動測量系統，在加工前可協助操作者進行工件的裝夾找正，自動完成工件坐標系的設定，從而可簡化工裝夾具，節省夾具費用，縮短中古機械輔助時間，提高加工效率；在加工中和加工後可自動對工件尺寸進行在線測量，並能根據測量結果自動生成誤差補償數據反饋到數控系統，以保證工件的尺寸精度及批量工件的尺寸一致性；采用機內在線測量還可避免將工件移至測量機測量所帶來的二次誤差，從而可提高加工精度及精度保持性，通過一次切削即可獲得合格産品，大大增強數控機床的智能化程度。