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技術(shù)文章
淺談刀具測(cè)量裝置的使用方法
閱讀：1643 發(fā)布時(shí)間：2012-11-8
隨著加工中心的廣泛使用，許多用戶也開(kāi)始使用刀具測(cè)量裝置。它不僅可以檢測(cè)刀具的磨損情況，而且可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)償（通過(guò)修改刀補(bǔ)值實(shí)現(xiàn)），極大的提高了加工效率和精度。另外，同時(shí)使用其刀具破損檢測(cè)功能與刀具壽命管理功能，還可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)尋找同組刀具的功能，節(jié)約了刀具檢查和更換的時(shí)間。
但由于用戶對(duì)測(cè)量原理不是很了解，使用時(shí)容易產(chǎn)生誤區(qū)，有時(shí)補(bǔ)償后的精度反而不如補(bǔ)償前，這就使用戶產(chǎn)生了迷惑，限制了測(cè)量裝置的廣泛使用。本文以英國(guó)雷尼紹（RENISHAW）公司TS27R測(cè)頭的安裝調(diào)試為例，就如何更好的使用刀具測(cè)量裝置做一詳細(xì)介紹，供讀者參考借鑒。
刀具測(cè)量的基本原理是利用系統(tǒng)的跳步功能（G31）：在程序中指令“G31ZxxxFxxx”（與GO1的動(dòng)作相同）。但此時(shí)如果SKIP信號(hào)由“0”變?yōu)?ldquo;1”時(shí)，Z軸將停止運(yùn)動(dòng)，再用宏程序控制坐標(biāo)軸后退，然后再次碰觸量塊，反復(fù)測(cè)量并運(yùn)算后得出刀具的實(shí)際長(zhǎng)度和直徑，zui后修改系統(tǒng)宏變量從而達(dá)到修改刀補(bǔ)值的目的。
刀具測(cè)量裝置的使用主要包括三個(gè)步驟：安裝和接線；標(biāo)定；測(cè)量。
1安裝和接線
刀具側(cè)量裝置通常包括測(cè)頭和信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置（硬件）及相關(guān)的測(cè)量程序（軟件包）。測(cè)頭（TS27R）安裝在工作臺(tái)上，并盡量遠(yuǎn)離加工區(qū)域，外部應(yīng)加防護(hù)裝置，使用前先將防護(hù)裝置打開(kāi)并將刀具用風(fēng)吹干凈（用M代碼控制氣動(dòng)元件可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)），確保刀具表面無(wú)雜物，測(cè)量完成后關(guān)閉防護(hù)。
測(cè)頭安裝完成后，首先要調(diào)整測(cè)頭接觸面的平行度和直線度。將一只百分表（或千分表DTI）吸在主軸頭上，表頭打在量塊（圓形或方形）的上表面；用手輪控制X軸沿量塊表面來(lái)回移動(dòng)，觀察表針變化，同時(shí)調(diào)整測(cè)頭上的調(diào)節(jié)螺釘，使X向的直線度保證在0.010mm，調(diào)整好后緊固螺釘。再控制Y軸沿量塊表面來(lái)回移動(dòng)，同時(shí)調(diào)整測(cè)頭上的調(diào)節(jié)螺釘，使Y向的直線度也保證在0.010mm，調(diào)整好后緊固螺釘。
轉(zhuǎn)換裝置（MI8-4）用35mm標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌安裝在電氣柜里。需要注意的是，給轉(zhuǎn)換裝置提供DC24V的穩(wěn)壓電源是單獨(dú)的，盡量不要和電磁閥或中間繼電器共用電源，如果必須共用，就要考慮信號(hào)的抗*力，否則可能會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。
安裝結(jié)束后，正確接線。
2測(cè)頭的標(biāo)定
為了確定測(cè)頭在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置，需要對(duì)測(cè)頭進(jìn)行標(biāo)定。以下情況進(jìn)行測(cè)量前，都必須首*行測(cè)頭的標(biāo)定：①使用前；②更換新量塊后；③懷疑量塊扭曲或測(cè)頭安裝松動(dòng)；④意外碰撞后。
測(cè)頭的標(biāo)定步驟如下（手動(dòng)標(biāo)定）：
量塊Z向坐標(biāo)值的確定執(zhí)行機(jī)床返回參考點(diǎn)的操作，確認(rèn)機(jī)床參考點(diǎn)；再選擇一把標(biāo)準(zhǔn)刀具（已知該刀具的長(zhǎng)度和直徑，如主軸檢棒），手動(dòng)使刀具運(yùn)行到距離量塊上表面10mm的地方（起始位置），選擇MDI方式，執(zhí)行如下程序：G65P9851K149.536（K：代表標(biāo)定循環(huán)，輸入所選標(biāo)準(zhǔn)刀具的長(zhǎng)度），結(jié)束后就建立了量塊的Z向坐標(biāo)值。
量塊X,Y
向坐標(biāo)值的確定（以圓形量塊為例）在系統(tǒng)變量#530中設(shè)定“1”（沿X軸方向測(cè)量），手動(dòng)使標(biāo)準(zhǔn)刀具移動(dòng)到距離量塊中心表面約10mm的地方，執(zhí)行程序：G65P9852S20.001K12.7。［S：標(biāo)準(zhǔn)刀具直徑，需輸入值；K：表示標(biāo)定循環(huán)，輸入量塊的理論尺寸（理論尺寸φ2.7mm）］，結(jié)束后就建立了量塊在X方向的中心位置（循環(huán)結(jié)束后，主軸返回距離量塊表面10mm的初始位置，準(zhǔn)備進(jìn)行下一次Y向的測(cè)量循環(huán)）。
修改方向變量#530＝2，再次執(zhí)行G65P9852S20.001K12.7，則可建立Y向的位置以及量塊的尺寸。循環(huán)結(jié)束后主軸返回初始位置。標(biāo)定的坐標(biāo)值和量塊的尺寸被存儲(chǔ)到宏變量中（斷電保持型），以便在以后的測(cè)量宏程序中使用。
以上是手動(dòng)標(biāo)定量塊位置的方法。還可以通過(guò)一些的標(biāo)定程序自動(dòng)標(biāo)定。
但由于用戶對(duì)測(cè)量原理不是很了解，使用時(shí)容易產(chǎn)生誤區(qū)，有時(shí)補(bǔ)償后的精度反而不如補(bǔ)償前，這就使用戶產(chǎn)生了迷惑，限制了測(cè)量裝置的廣泛使用。本文以英國(guó)雷尼紹（RENISHAW）公司TS27R測(cè)頭的安裝調(diào)試為例，就如何更好的使用刀具測(cè)量裝置做一詳細(xì)介紹，供讀者參考借鑒。
刀具測(cè)量的基本原理是利用系統(tǒng)的跳步功能（G31）：在程序中指令“G31ZxxxFxxx”（與GO1的動(dòng)作相同）。但此時(shí)如果SKIP信號(hào)由“0”變?yōu)?ldquo;1”時(shí)，Z軸將停止運(yùn)動(dòng)，再用宏程序控制坐標(biāo)軸后退，然后再次碰觸量塊，反復(fù)測(cè)量并運(yùn)算后得出刀具的實(shí)際長(zhǎng)度和直徑，zui后修改系統(tǒng)宏變量從而達(dá)到修改刀補(bǔ)值的目的。
刀具測(cè)量裝置的使用主要包括三個(gè)步驟：安裝和接線；標(biāo)定；測(cè)量。
1安裝和接線
刀具側(cè)量裝置通常包括測(cè)頭和信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置（硬件）及相關(guān)的測(cè)量程序（軟件包）。測(cè)頭（TS27R）安裝在工作臺(tái)上，并盡量遠(yuǎn)離加工區(qū)域，外部應(yīng)加防護(hù)裝置，使用前先將防護(hù)裝置打開(kāi)并將刀具用風(fēng)吹干凈（用M代碼控制氣動(dòng)元件可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)），確保刀具表面無(wú)雜物，測(cè)量完成后關(guān)閉防護(hù)。
測(cè)頭安裝完成后，首先要調(diào)整測(cè)頭接觸面的平行度和直線度。將一只百分表（或千分表DTI）吸在主軸頭上，表頭打在量塊（圓形或方形）的上表面；用手輪控制X軸沿量塊表面來(lái)回移動(dòng)，觀察表針變化，同時(shí)調(diào)整測(cè)頭上的調(diào)節(jié)螺釘，使X向的直線度保證在0.010mm，調(diào)整好后緊固螺釘。再控制Y軸沿量塊表面來(lái)回移動(dòng)，同時(shí)調(diào)整測(cè)頭上的調(diào)節(jié)螺釘，使Y向的直線度也保證在0.010mm，調(diào)整好后緊固螺釘。
轉(zhuǎn)換裝置（MI8-4）用35mm標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌安裝在電氣柜里。需要注意的是，給轉(zhuǎn)換裝置提供DC24V的穩(wěn)壓電源是單獨(dú)的，盡量不要和電磁閥或中間繼電器共用電源，如果必須共用，就要考慮信號(hào)的抗*力，否則可能會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。
安裝結(jié)束后，正確接線。
2測(cè)頭的標(biāo)定
為了確定測(cè)頭在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置，需要對(duì)測(cè)頭進(jìn)行標(biāo)定。以下情況進(jìn)行測(cè)量前，都必須首*行測(cè)頭的標(biāo)定：①使用前；②更換新量塊后；③懷疑量塊扭曲或測(cè)頭安裝松動(dòng)；④意外碰撞后。
測(cè)頭的標(biāo)定步驟如下（手動(dòng)標(biāo)定）：
量塊Z向坐標(biāo)值的確定執(zhí)行機(jī)床返回參考點(diǎn)的操作，確認(rèn)機(jī)床參考點(diǎn)；再選擇一把標(biāo)準(zhǔn)刀具（已知該刀具的長(zhǎng)度和直徑，如主軸檢棒），手動(dòng)使刀具運(yùn)行到距離量塊上表面10mm的地方（起始位置），選擇MDI方式，執(zhí)行如下程序：G65P9851K149.536（K：代表標(biāo)定循環(huán)，輸入所選標(biāo)準(zhǔn)刀具的長(zhǎng)度），結(jié)束后就建立了量塊的Z向坐標(biāo)值。
量塊X,Y
向坐標(biāo)值的確定（以圓形量塊為例）在系統(tǒng)變量#530中設(shè)定“1”（沿X軸方向測(cè)量），手動(dòng)使標(biāo)準(zhǔn)刀具移動(dòng)到距離量塊中心表面約10mm的地方，執(zhí)行程序：G65P9852S20.001K12.7。［S：標(biāo)準(zhǔn)刀具直徑，需輸入值；K：表示標(biāo)定循環(huán)，輸入量塊的理論尺寸（理論尺寸φ2.7mm）］，結(jié)束后就建立了量塊在X方向的中心位置（循環(huán)結(jié)束后，主軸返回距離量塊表面10mm的初始位置，準(zhǔn)備進(jìn)行下一次Y向的測(cè)量循環(huán)）。
修改方向變量#530＝2，再次執(zhí)行G65P9852S20.001K12.7，則可建立Y向的位置以及量塊的尺寸。循環(huán)結(jié)束后主軸返回初始位置。標(biāo)定的坐標(biāo)值和量塊的尺寸被存儲(chǔ)到宏變量中（斷電保持型），以便在以后的測(cè)量宏程序中使用。
以上是手動(dòng)標(biāo)定量塊位置的方法。還可以通過(guò)一些的標(biāo)定程序自動(dòng)標(biāo)定。