缸孔在線測量系統(tǒng)在加工中心的應(yīng)用

石小琳 劉樹喜 鄭波

摘要：本文主要介紹了FANUC數(shù)控系統(tǒng)的加工中心使用的缸孔在線檢測系統(tǒng)——Marposs E9066測量系統(tǒng)工作原理，并對E9066系統(tǒng)各組成部分進行介紹。并對如何通過NC程序?qū)崿F(xiàn)在線測量技術(shù)進行詳細(xì)介紹。

關(guān)鍵詞：Marposs;E9066;在線測量;NC程序

中圖分類號：TG659 ? ? 文獻標(biāo)識碼：A

1 引言

數(shù)控加工中心加工的汽車發(fā)動機缸孔精度都比較高，為了保證尺寸精確度，同時對下工序的加工不產(chǎn)生影響，所以在機床上增加了缸孔直徑的在線測量技術(shù)。在線測量技術(shù)可以實現(xiàn)加工、檢測、補償?shù)裙δ埽谏a(chǎn)過程中對工件、刀具等進行實時檢測，并給與補償。這種技術(shù)既能保證工件加工質(zhì)量，又能降低了廢品率，給制造企業(yè)帶來了非?？捎^的經(jīng)濟效益[1]。

本文主要介紹了缸孔直徑在線測量系統(tǒng)—E9066在加工中心中的應(yīng)用。

2 缸孔直徑在線測量系統(tǒng)工作原理

發(fā)動機工廠加工中心使用的缸孔在線測量工具是Marposs的E55測頭。通過紅外線傳輸?shù)姆绞胶蜋C床的接收器實現(xiàn)信號互通，然后把信號傳輸?shù)紼9066系統(tǒng)中，從而實現(xiàn)缸孔直徑在線監(jiān)測的功能。同時，將缸孔直徑的偏差通過NC程序指令對精鏜缸孔刀具進行補償。

缸孔在線測量系統(tǒng)的硬件連接圖 [2]（如圖1）：

缸孔直徑在線測量系統(tǒng)的工作原理：

1） 利用NC程序激活測頭代碼M171將E55測頭測量功能激活，馬波斯接收器上的START/STOP接通。

2） 機床控制探頭進入缸孔內(nèi)，通過NC程序代碼M173（打開壓縮空氣）和M174（關(guān)閉壓縮空氣）控制機床壓縮空氣，對缸孔內(nèi)部探測點進行表面清潔，從而保證測量的準(zhǔn)確度。然后通過探針接觸缸孔表面進行測量，發(fā)射器通過一定的角度向外發(fā)射紅外線信號，接收器將接收的信號傳輸?shù)紺NC[3]。

3） 測量結(jié)束后，需要在NC程序內(nèi)使用M170（關(guān)閉測頭）來結(jié)束測量。

4） 數(shù)據(jù)通過機床NCU被傳輸?shù)紼9066系統(tǒng)中，測量數(shù)據(jù)和理論數(shù)據(jù)進行對比分析。然后將對比結(jié)果反饋到機床，通過NC程序?qū)Ω卓准庸さ毒哌M行尺寸補償。以保證下一工件的加工尺寸在合格范圍內(nèi)。

3 E55測頭硬件結(jié)構(gòu)

缸孔直徑測量刀具E55測頭主要由Marposs探針、探針調(diào)整法蘭、壓縮空氣管、發(fā)射器、電池蓋等部分組成（如圖2）：

在測量缸孔直徑前需要對E55測頭進行標(biāo)定，需要根據(jù)標(biāo)定的數(shù)據(jù)，通過法蘭對探針進行調(diào)整。

4 基于NC程序的缸孔直徑在線補償功能的實現(xiàn)

在NC程序的基礎(chǔ)上，在線測量系統(tǒng)可以實現(xiàn)缸孔直徑測量、補償?shù)裙δ堋Ｏ旅婧唵谓榻B缸孔直徑在線測量系統(tǒng)如何通過NC程序探測結(jié)果對刀具實現(xiàn)自動補償?shù)墓δ堋?/p>

a） 通過NC程序讀取精鏜缸孔刀具之前的刀具補償值，并且計算得出新的刀具補償值。

#15=#8401（TOOL IN SPDLE NO）

#8=#12002（OLD TOOL WEAR R2）

#9=#8-[#22/2]（ NEW WEAR）

b） 利用機床夾具上的調(diào)整夾爪夾緊精鏜缸孔刀具前端法蘭，通過主軸旋轉(zhuǎn)調(diào)整精鏜缸孔刀具的直徑。

G1Z0F5000（ TOOL IN GRIPR）

M122（GRIPPER CLOSE）

G53P1

M123（GRIPPER OPEN）

G1Z50F5000（TOOL OUT GRPR）

M39（TOOL COMPENSATION FINISH）

c） 將補償值寫入宏變量#9中，然后寫入精鏜缸孔刀具的補償值中，對下一個工件進行補償[5]。

G10L75P2（ ACTIVATE DATA INPUT）

N#15（TOOL NO.）

P29R[#9*1000]（NEW WEAR RADIUS 2）

G11（DEACTIVATE DATA INPUT）

5 總結(jié)

利用NC程序和PMC程序，缸孔直徑在線測量系統(tǒng)很容易地實現(xiàn)其測量功能，并可以對工件的加工質(zhì)量做到動態(tài)補償，實現(xiàn)全閉環(huán)的控制，降低工件的報廢率，是自動化生產(chǎn)線 ? ? ? ? ? ? ? ? 上不可或缺的一部分[6]。

[參考文獻]

[1] 馮艷，羅良玲，夏林.基于軟測量技術(shù)的刀具磨損的在線監(jiān)測[J].機床與液壓， 2006，12：87～89.

[2]馬波斯E9066產(chǎn)品介紹.

[3]劉利劍，李仕華，岳彥芳，魏澤鼎.加工中心在線測量功能的實現(xiàn)[J].機械工程師，2002，12：19～21.

[4]Marposs E55產(chǎn)品介紹.

[5]FANUC用戶宏程序手冊.

[6]石小琳，許可會，王松鋒. 淺析基于FANUC數(shù)控系統(tǒng)的加工中心的在線測量系統(tǒng)[J].機床與液壓，2014：14.

石小琳， 1986年出生，女，山東青島，上汽通用五菱汽車股份有限公司青島分公司發(fā)動機工廠 ?中級工程師，數(shù)控程序，碩士學(xué)位.