缸孔在線測量系統在加工中心的應用

石小琳 劉樹喜 鄭波

摘要：本文主要介紹了FANUC數控系統的加工中心使用的缸孔在線檢測系統——Marposs E9066測量系統工作原理，并對E9066系統各組成部分進行介紹。并對如何通過NC程序實現在線測量技術進行詳細介紹。

關鍵詞：Marposs;E9066;在線測量;NC程序

中圖分類號：TG659 ? ? 文獻標識碼：A

1 引言

數控加工中心加工的汽車發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生影響，所以在機床上增加了缸孔直徑的在線測量技術。在線測量技術可以實現加工、檢測、補償等功能，在生產過程中對工件、刀具等進行實時檢測，并給與補償。這種技術既能保證工件加工質量，又能降低了廢品率，給制造企業帶來了非常可觀的經濟效益[1]。

本文主要介紹了缸孔直徑在線測量系統—E9066在加工中心中的應用。

2 缸孔直徑在線測量系統工作原理

發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。通過紅外線傳輸的方式和機床的接收器實現信號互通，然后把信號傳輸到E9066系統中，從而實現缸孔直徑在線監測的功能。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。

缸孔在線測量系統的硬件連接圖 [2]（如圖1）：

缸孔直徑在線測量系統的工作原理：

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，通過NC程序代碼M173（打開壓縮空氣）和M174（關閉壓縮空氣）控制機床壓縮空氣，對缸孔內部探測點進行表面清潔，從而保證測量的準確度。然后通過探針接觸缸孔表面進行測量，發射器通過一定的角度向外發射紅外線信號，接收器將接收的信號傳輸到CNC[3]。

3） 測量結束后，需要在NC程序內使用M170（關閉測頭）來結束測量。

4） 數據通過機床NCU被傳輸到E9066系統中，測量數據和理論數據進行對比分析。然后將對比結果反饋到機床，通過NC程序對缸孔加工刀具進行尺寸補償。以保證下一工件的加工尺寸在合格范圍內。

3 E55測頭硬件結構

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

在測量缸孔直徑前需要對E55測頭進行標定，需要根據標定的數據，通過法蘭對探針進行調整。

4 基于NC程序的缸孔直徑在線補償功能的實現

在NC程序的基礎上，在線測量系統可以實現缸孔直徑測量、補償等功能。下面簡單介紹缸孔直徑在線測量系統如何通過NC程序探測結果對刀具實現自動補償的功能。

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整夾爪夾緊精鏜缸孔刀具前端法蘭，通過主軸旋轉調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

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

[參考文獻]

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

[2]馬波斯E9066產品介紹.

[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[J].機械工程師，2002，12：19～21.

[4]Marposs E55產品介紹.

[5]FANUC用戶宏程序手冊.

[6]石小琳，許可會，王松鋒. 淺析基于FANUC數控系統的加工中心的在線測量系統[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動機工廠 ?中級工程師，數控程序，碩士學位.