大型回轉支承在線測量方法研究

戴克芳+鮑治國+曹國蘭

摘要：在線測量方法在現代化生產中的應用越來越重要。文章在5米數控立車的基礎上，利用MARPOSS的TT25測頭觸發裝置和Siemens 802D SL系統的特點，針對3米以上的大型回轉支承內孔、外圓的測量提出了在線測量的新方法。

關鍵詞：在線測量；TT25測頭；觸發裝置；回轉支承；數控立車 文獻標識碼：A

中圖分類號：TH133 文章編號：1009-2374（2016）36-0040-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.36.020

1 概述

目前公司大型回轉支承外圓、內孔尺寸測量是用大型游標卡尺測量的，尤其是3米以上的游標卡尺，不僅價格昂貴、重、不易操作，而且尺子越長剛性越弱，尺子中部會變形下垂，造成測量尺寸準確性大幅度下降，給實際加工帶來了一定的困擾。本文介紹了一種捕捉數控系統實際運行位置的間接測量方法，有效地將意大利MARPOSS的TT25測頭觸發裝置和Siemens 802D SL系統聯合應用起來，實現了大型回轉支承的在線測量功能，大大提高了大型回轉支承外圓、內孔的測量精度。

2 在線測量方法的測量原理

下面以測量內孔直徑為例作簡要介紹，原理如圖1所示。圖1上面左邊是一個環形標準件，該標準件已通過三坐標測量機床準確測量出其內孔直徑（1434.199mm），右側的長方體桿表示的是一個標準桿。利用數控系統的讀取坐標功能，分別讀取測頭觸發裝置的球頭在圖1中的兩點X1、X2坐標值，由于機床讀取坐標值時是在工件坐標系下，且車床是直徑編程，所以可以利用圖示關系得出：。同理，可得出圖1中下面的待測工件內孔直徑：。

3 在線測量方法的實現過程

3.1 關鍵測量元件的電路設計

該項目的關鍵測量元件是MARPOSS的TT25測頭，該觸頭的觸發電路模塊E32R接線如圖2所示，KA1接通與非控制著TT25測頭的生效與非，E32R的3、4號端子是測頭的信號輸入接口，E32R的11、12接口為測頭觸發后的信號輸出接口，該信號輸出至802D SL系統的X20.11接口，系統可依據該信號來讀取位置坐標。

3.2 測量裝置信號處理流程

測量裝置信號處理流程如圖3所示：

3.3 程序運算

在進行測量之前，要對標準桿進行標定，即要找到標準桿所在圓的直徑，這里通過先制作一個標準件，該標準件的內孔、外圓尺寸通過三坐標機床準確測量出來，再以該標準件為基準，標定出標準桿所在圓的直徑，之后就可以通過比對標準桿來測量待測工件直徑

尺寸。

3.3.1 標準桿內側所在的圓直徑R231測量程序。

3.4 測量精度的保證

3.4.1 意大利MARPOSS（馬波斯）公司是世界知名的量儀廠，MARPOSS專業生產應用于機床、磨床、加工中心、車削中心、車床上的測頭，MARPOSS的TT25測頭可以改善生產過程、保證工件質量和精度，同時減少廢品和縮短機床停機時間。

3.4.2 項目機床系統為西門子802D SL系統，機床X軸采用海德漢光柵尺形成閉環控制，可靠地保證了X軸的運行精度，進而準確地找到對應點的坐標值。

4 實驗驗證

利用該在線測量裝置對在線加工的三種不同工件直徑（Φ1600mm，Φ2012Φ2406）進行了測量，分別與三坐標機床及游標卡尺的測量結果進行了比較，數據如表1所示：

實驗結果表明，該項目的在線測量方法的測量結果更接近于三坐標機床的測量結果，測量準確度比游標卡尺要高得多，此方法可以應用于大型回轉支承內孔、外圓的在線測量。

5 結語

在相當長的歷史時期內，測量大多是“離線”的，而不是“在線”的。隨著時代的前進，這種傳統的測量方式已越來越不能滿足科技、生產和社會發展的需要。如果能對生產過程加以檢測，即進行在線測量，則可以保證產品質量、增加產量、降低消耗、減少成本和提高效益。面臨質量和效益的挑戰，特別是對于發展市場經濟、增強產品的競爭能力，在線測量有著非常突出的

作用。

作者簡介：戴克芳（1979-），女，馬鞍山方圓精密機械有限公司主任工程師，工程師，研究方向：數控系統維護和加工編程。

（責任編輯：黃銀芳）