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摘要：論述工件測頭的功用，保護，標定和實際當中的應用舉例，在當前技術高速發展的時代，機械設備對智能化求越來越高的情況下，自動測量等裝置在設備中的關鍵應用也更好的體現出來了。我就介紹一下雷尼紹的工件測頭如何在機床上的應用。

1.工件測頭的功用綜述

刀具測頭及相關軟件的結合使用為用戶提供了以下功用：

..內外圓尺寸、位置測量

..凸臺及凹槽尺寸、位置測量

..單一平面位置測量

..內拐角位置測量

..外拐角位置測量

..自我保護定位移動

工件測頭系統的特點如下：

..精確的測量，找正工件位置，自動修正工件坐標系

..快捷找正夾具位置，減少手工調整時間

..簡化夾具設計，降低夾具費用

..進行首件在機測量檢查，不需脫機

..提高生產率及批量加工尺寸的一致性

..進行循環中測量，監控工件的尺寸和位置，自動修正偏置量

..縮短機床的輔助時間，提高生產率

..增強無人化加工的信心

..自動操作，避免了對操作者可能引起的傷害

2.為何要對工件測頭進行標定

將測頭裝在機床主軸上進行測量時，并不要求測頭的中心線與主軸的中心線重合，允許有一定的安裝誤差，但需要有良好的裝配操作以減少對主軸和刀具定向誤差的影響。使用沒有標定的測頭進行測量會得到不正確的結果。經過標定，測頭的安裝誤差將自動的考慮在測量結果里。

因為每一套測頭都是唯一的，因此在下列情況下必須對其進行標定：

..新測頭安裝好后

..測頭被損壞或測頭被碰撞后

..重新安裝測頭的探針后

標定測頭有以下三種不同的操作

..用一個鏜孔進行標定

..用一個環規進行標定

..標定測頭的長度

3.測頭的保護

當測頭在機床里移動時，保護測頭避免一些與工件、安裝物碰撞是很重要的，因此可以使用宏程序L9810建立對測頭的保護，在測頭上的探針發生碰撞時可以使測頭停止移動。

格式：R24=XR25=YR26=ZR9=f

R13=m 

L9810

解釋：X=目標位置的X軸坐標

Y=目標位置的Y軸坐標

Z=目標位置的Z軸坐標

f=測頭移動的速度

m=觸發報警點“noPATHOBSTRUCTED”.

RENC[48]=0；沒有測頭觸發信號

RENC[48]=7；測頭錯誤觸發

例子：G1G54X20Y50；移動到測頭的上方

T1Z100；移動到安全平面100mm

M19；主軸定向

M59；開啟工件測頭測量

L9800

R26=10R9=3000；移動到測量平面10mm

L9810；帶著測頭保護進行測量

R26=0R19=1

L9811；單邊測量程序

4.標定測頭

在測頭使用前，對其進行正確的標定是很重要的。

L9801是測頭長度的標定；

L9802是探針與主軸圓心偏差的標定

L9803是探針半徑偏差的標定

設定參數：

RENP[4]=1；語言選擇為英語

RENP[7]=1；第一測頭并為常開輸入

1）探針與主軸圓心偏差的標定：使用宏程序L9802在一個鏜孔中對測頭進行標定

為了測量的精確，必須考慮到探針與主軸中心線的偏差。為解決這個問題，必須在一個使用單刃鏜刀鏜出的圓孔中對測頭進行標定。

為避免機床移動所產生的溫差影響，鏜孔結束后盡可能的立即進行測頭的標定。

標定所獲得的數值是一個恒定的值，只有在更換測頭或探針的情況下才需重新標定。

標定宏程序自動確定探針與主軸中心線的偏差。偏差值在每次測量宏程序中都會運用到，機床斷電后依舊能保持此值。

標定步驟如下：

A.在主軸上放置工件測頭的標準刀柄，用手輪方式移動X、Y

軸到鏜孔中心上方，移動Z軸將探針進入孔中心5mm處。

B.在MDA方式下輸入程序：

M19；主軸定向，使測頭發生器對應接受器

M59；開啟測頭接收

L9800；程序清空

R07=(標準鏜孔直徑)；R參數

L9802；標定宏程序

M30；程序結束

C.動作執行：探針分別在前后左右四個方向，以快速和慢速兩次碰撞測頭。執行完畢后值寫入RENP[2]和RENP[3]中。

RENP[2]為X軸方向中心線偏差值

RENP[3]為Y軸方向中心線偏差值

2）探針半徑偏差的標定：使用宏程序L9803在一個鏜孔中對測頭進行標定

標定步驟如下：

A.在主軸上放置工件測頭的標準刀柄，用手輪方式移動X、Y

軸到鏜孔中心上方，移動Z軸將探針進入孔中心5mm處。

B.在MDA方式下輸入程序：

M19；主軸定向，使測頭發生器對

應接受器

M59；開啟測頭接收

L9800；程序清空

R07=(標準鏜孔直徑)；R參數

L9803；標定宏程序

M30；程序結束

C.動作執行：探針分別在前后左右四個方向，以快速和慢速

兩次碰撞測頭。執行完畢后值寫入RENP[0]和RENP[1]

3）測頭長度的標定：使用宏程序L9801在一個已知平面上對測頭進行標定測頭長度的標定與設置一把刀具的長度一樣。標定所獲得的數值是一個恒定的值，只有在更換測頭或探針的情況下才需重新標定。

標定步驟如下：

A.將測頭的近似長度設置在相應的刀具長度偏置表中。必須確認標準量塊的Z軸高度是精確的。

B.用手輪方式移動X、Y軸到標準量塊的上方，移動Z軸，使探針與工件表面接近（離標準量塊平面上方1mm處）。把此時的X、Y、Z軸的坐標系的值設定在工件坐標系G54中。

C.在MDA方式下輸入程序：

M19；主軸定向

G01G54X0Y0F1000；測頭X、Y移到工件的中心位置

Z100D01；Z軸移到工件上100mm的安全高度

M59；開啟測頭接收

L9800；程序清空

R26=10(安全距離)R9=500(運動進給率)

L9810；測頭保護宏程序

R26=0(Z軸距工件表面的距離)R20=1（當前主軸刀號）

L9801

R26=100

L9810；標定宏程序

M30；程序結束

D.動作執行：探針在標準量塊上方，以快速和慢速兩次碰撞測頭。執行完畢后值寫入刀具長度表中相應刀具的磨損量中。

5.測頭在實際工作中的主要應用

..測量工件角坐標宏程序L9811

..凸臺或鍵槽的測量和設定宏程序L9812

..圓孔或圓臺的測量及圓心的設定宏程序L9814

..內角測量宏程序L9815 

..外角測量宏程序L9816

(1)測量工件角坐標L9811的應用

該宏程序L9811沿X軸、Y軸或Z軸方向測量工件的單個平面，或所成角的坐標值，并確定其位置誤差。該誤差可設定成一個工件坐標系，或是刀具補償。它的大小由公差控制。

可以將測頭移動到待測工件的附近，也可將其移動到目標平面的上方，測量結束后，測頭返回起始點。

舉例：分別測量出1-4的夾角坐標值，并輸入到G55的工件坐標系中。

步驟：

1）將工件測頭放置在主軸上。手動移動X、Y、Z軸坐標將探針放置在工件的三軸頂角處。

2）記錄當前的坐標值輸入到G54中。

3）將Z軸向上移動，離工件大約100mm。

4）如圖測量角1：在MDA或AUTO方式下輸入程序：

G54G90G01X0Y0F1000

Z20

X10Y10；XY軸移開尖角

M19；準停

M59；工件測頭開啟

L9800；程序清除

R24=-10R9=1000；X軸負向移動10mm，以1000RPM的速度

L9810；測頭保護程序

R26=-8；Z軸往下移動8mm

L9810；測頭保護程序

R24=0R19=2；X軸移動，探針碰撞，值記錄到G55中。

L9811；執行測量程序

L9800；程序清除

R25=-20R9=1000；Y軸負向移動20mm，以1000RPM的速度

L9810

R24=10；X軸正向移動10mm

L9810

R25=0R19=2；Y軸移動，探針碰撞，值記錄到G55中

L9811；執行測量程序

L9800

Z20；Z軸提升

M60；結束刀具測頭指令

M30；結束程序

（2）凸臺或鍵槽的測量和設定L9812的應用

宏程序L9812測量凸臺或鍵槽工件沿X、Y方向的寬度及確定的位置。測量結果可以修正刀具補償偏置值，也可以設定一個工件坐標系。 

關于凸臺：在程序指令中如果包括Z軸變量則表明是一個凸臺，否則認為是一個鍵槽工件。測頭按程序指令移動到預設的凸臺中心，而且是在工件的上方。執行完自動測量凸臺指令后，測頭返回初始位置。關于鍵槽：測頭按程序指令移動到預設的鍵槽中心，并且下到一定的深度。執行完自動測量鍵槽指令后，測頭返回初始位置。

舉例：測量出一個凸臺中心線的坐標值，并輸入到G55的工件坐標系中。

步驟：

1）通過換刀指令將工件測頭放置在主軸上。

2）手動移動X、Y、Z軸坐標將探針放置在所測工件凸臺大致中心線的位置。

3）記錄當前的坐標值輸入到G54中。Z軸向上移動，離工件大約100mm。

4）在MDA或AUTO方式下輸入程序：

T3M6；當前主軸上為工件測頭刀具

G54G90G01X0Y0F1000；移動到G54坐標位置

Z100D1；Z軸距離凸臺平面100mm，用D1刀沿。

M19；主軸準停

M59；開啟工件測頭

L9800；程序清除

R26=10R9=1000；Z軸到達安全距離，以1000Rpm的速度

L9810；測頭保護程序

R24=50R26=-10R19=2；X軸移到凸臺的外端，Z軸下深10mm，值將記錄到G55中。

L9812；自動執行測量。

R26=100；Z軸測量完畢升到100mm處。

L9810；測頭保護程序

M60；關閉工件測頭指令

M30；程序結束

（3）圓孔或圓臺的測量程序L9814的應用

宏程序L9814測量圓臺或圓孔的直徑和中心位置。測量結果可以修正刀具補償偏置值，也可以設定一個工件坐標系。 

關于圓臺：在程序指令中如果包括Z軸變量則表明是一個圓臺,否則認為是一個圓孔工件。測頭按程序指令移動到預設的圓臺中心，而且是在工件的上方。執行完自動測量圓臺指令后，測頭返回初始位置。

關于圓孔：測頭按程序指令移動到預設的圓孔中心，并且下到一定的深度。執行完自動測量圓孔指令后，測頭返回初始位置。

舉例：測量圓臺直徑為50mm的中心坐標值，并輸入到G55的工件坐標系中。

步驟：

1）通過換刀指令將工件測頭放置在主軸上。

2）手動移動X、Y、Z軸坐標將探針放置在所測工件圓臺大致中心線的位置。

3）記錄當前的坐標值輸入到G54中。Z軸向上移動，離工件大約100mm。

4）在MDA或AUTO方式下輸入程序：

T3M6；當前主軸上為工件測頭刀具。

G54G90G01X0Y0F1000；移動到G54坐標位置。

Z20D1；Z軸距離凸臺平面20mm，用D1刀沿。

M19；主軸準停。

M59；開啟工件測頭。

L9800；程序清除。

R26=10R9=1000；Z軸到達安全距離，以1000mm/min的速度移動。

L9810；測頭保護程序。

R7=50R26=-10R19=2；測量圓臺直徑為50mm，Z軸向下移動10mm，值將記錄到G55中。

L9814；自動執行測量。

R26=50；Z軸上升到50mm的安全距離。

L9810；測頭保護程序。

M60；關閉工件測頭指令。

M30；程序結束。

6.結語

測頭在機床或其它設備上現在有著廣泛的應用，能實現多種人工不能達到的效率和精準度，為所有高精度設備提供基礎零件的高精度加工，提高產品的智能化層度。