数控探头功能的创新运用

摘 要：数控探头功能的创新运用，实现在机床上对高铁车轮实施位置度检测，将检测数据保存到文本文档中，不仅提高了测量精度，而且降低了劳动强度，节约了大量时间，是数字化制造技术的重要体现。

关键词：数控探头；位置度检测

一、数控探头主要功能

数控探头作为机床的一种加工辅助附件，主要是：

（1） 测量内外圆的中心坐标及直径，其中心坐标可以用来自动设定工件坐标系，可根据其直径的测量结果修正刀具偏置量。

（2） 凸台及凹槽尺寸、位置测量，其中心坐标可以用来自动设定工件坐标系，其宽度测量值可以用来监测尺寸超差情况、修正刀具偏置量等。

（3） 内外拐角测量，测量直角拐角的顶点坐标，修正工件坐标系。

（4） 单一平面位置测量，根据测得的表面坐标位置，用来自动设定工件坐标系，修正工件坐标系等等这些功能。

这些功能是数控加工人员经常使用的，也是数控加工人员必须要掌握的基本功能，大多数加工人员只是局限于用数控探头用来测量标定工件的加工零点，或者是用来测量工件的加工尺寸精度、修正刀具偏置量，对数控探头一些深层次功能是不清楚的。数控探头深层次功能，是要在工作中不断摸索并且通过实践得到的。本文通过对探头诸多功能进行整合、编程，最终实现了车轮位置度的机床在线检测。

二、原先检测方法及存在的问题

高铁车轮质量关系到广大旅客的生命安全，加工精度要求非常高，不仅需要高精度的机床，而且还需要对10%的产品抽样，进行位置度检测。

以往车轮交验完成后，随机抽取的车轮便会由工人推入计量室，使用三坐标进行检测。但是这种检测方式存在以下三个方面的问题：

1、 由于很多精密计量仪器的要求，计量室需恒温在20℃，跟车间温差比较大，车轮热胀冷缩现在很严重，对测量精度有一定影响。

2、 工件放置时很难保证辐板面的水平，需要使用三坐标先确定工件水平面，也会影响测量结果。

3、 如果产量增大，计量室就会出现超负荷工作的情况。

如果使用机床探头进行位置度在线检测，这些问题将会得到很好的解决。

三、如何实现数控探头在线检测

首先要先了解数控探头在线检测的机床系统的识别的几个关键代码指令：

⑴ G46 是测量圆，将中心存储在点存储器中，将半径存储在参数存储器中

⑵ G326 读出实际轴位置值并在相应的 E 参数中存储

⑶ G27 激活探头测量功能

⑷ G28 关闭探头测量功能

⑸ G351 将测量数据写入文本文档

另外，检测中还需使用机床系统中的点存储器P和变量存储器E。熟悉好以上这些指令后，就要根据车轮工件坐标值编写在线检测程序，保证探头在线检测程序可执行性。探头在线检测程序和我们平时的加工程序编写是一样的，检测程序如下：

N100

N1 G17 M55

N2 G53

N3 G802

N4 G7

N5 G54 I1

N6

N7 E15=0.1

N8 E17=266.11+E15

N9 G150 N1=54.01 Z7=E17

N10 （ji zhun 106.5mm）

T99 M6

N10 G0 B0 C0 M3

N11 M11

；*******************************************************

G0 X560 Y0 C0

G46 X560 Y0 Z-74.5 I+1 J+1 R12.5 F3000 N=251 E231 （将坐标点存储到点存储器P231处）

G0 Z-50

G1 P231 F10 （探头移动到P存储器中的P231点）

G326 X7=51 Y7=151 （将点存储器中的点坐标XY分别存储到变量存储器中）

E201=（E51-280）*（E51-280）+E151*E151 （通过公式运算得出辐板孔位置度，且存储到变量存储器中）

；*******************************************************

……

；*******************************************************

G351 N1=0010 I1=0 （将存储器中的位置度数值输入到文本文档）

G0 Z0

G0 Z100

N73 T0 M6

N78 G37

N79 M30 （程序结束）

通过在线检测程序的执行，就可以得到动车车轮每个辐板孔的位置度关系，如果合格，则可以继续加工，如果不合格便需要重新测量机床回转中心，这些数值将会保存到机床“position error.txt”文本文档中，需要的话还可以进行打印。

四、结语

通过数控探头在线检测功能程序实施，不仅保证了测量精度，而且节约了大量的时间和劳动力，提高了机床的使用率，以前检测一片车轮大概需要30分钟，现在5分钟便可完成，大大提高了测量效率，降低了测量成本，真正实现了数字化制造和现代化检测。

参考文献

[1] 胡学雄 李振刚.数控轧辊磨床测量臂探头数据超差分析[J].《设备管理与维修》， 2009，（05）.

[2] RENLSHAN探头在柔性制造系统中的应用[J].《制造技术与机床》，1991，（06）.

[3] 《BH-ZH-V530》，2008，（04）

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