数控机床倾斜面量测功能介绍

前言

　　零件加工业为台湾创造无数经济价值，随着机械科技研发技术日益进步，均朝向高速化、精密化及自动化发展，同时在面临全球化经营之高度竞争压力下，上、下游业者均力求高质量之产品，在加工过程中其准确度更为重要，因此各式精密测量仪器应运而生。通常业者需将工件自工具机拆卸移至测量仪执行量测作业，此时工具机闲置，不仅浪费工件拆卸及工具机空闲时间，且量测后有误差时，工件要再装回工具机修整已不是原加工时之位置精度。在CNC加工产业中用于测量工件之精密测量仪，普遍价格偏高，对台湾传统加工业者来说，是一笔庞大的支出，一般加工业者较难准备经费采购一台逾百万之精密测量仪。

　　机上量测不须拆卸加工零件，快速量测，既不影响精度，又不浪费工件拆卸时间，有误差时可直接对工件进行修整，提供加工业者一项经济又实惠的量测工具，达到降低量测成本、提升生产效率之目标，为加工业者创造更多经济收益。

机上量测功能介绍

　　首先在零件的设定上，使用测头测量省去了昂贵的夹治具和人工用千分表手动设置的时间。探头可安装在加工中心的主轴上或安装在车床的刀塔上，并且提供了以下好处：1.减少停机时间、减少自动夹具、工件校正和旋转轴的建立。2.消除手动设置错误。3.提高生产率和批量大小的灵活性。

　　而在加工零件的检查：主轴和刀架上安装的探头也可用于加工尺寸的测量和先期检验，有时候人工操作者的技能并不靠谱，或是无法重复拆卸工件到三维坐标测量仪上测量。机上工件量测优点包括：1.在零件测量后能自动补正。2.增强无人加工时的信心。3.第一次检查自动偏移更新。4.减少从第一次加工后等待量测结果的停机时间。



探头选用

　　工具机测头─提供工件坐标设定及检查工件尺寸、刀具补正设定、破损检查的功能；小型和大型立卧式的工具母机上，测头在加工循环中量测关键性尺寸，使生产过程自动化。

RENISHAW RMP60是一种小型设计，直径60毫米，使用不锈钢和铝材质结构紧实的接触式测头；RMP60装置使用无线电的传输方式，传输距离远(传输范围15M)不需要直接对照不用安装在机器内部里面，是非常容易安装的，非常适合在中大型立式卧式和龙门加工中心机、五轴机床、双主轴机床和立式转塔床等机器上来使用。RMP60也是世界最先使用跳频展频技术(FHSS)的无线电探头，不需要选择频道，只将测头和接受器配成“搭档”即可，在同步和同时的情况自动建立接受两端以特定型式的窄频载波来传送讯号避免干涉其他音频设备。一般来讲，建议使用RENISHAW RMP60测头(单方向重复精度1.0 μm)，若需要更高精度或航天加工等时请使用RENISHAWRMP600测头(50mm长探针，单方向重复精度0.25μm )。

倾斜面量测范例

　　以下示范工件已经有基本外型，原本每次上料后，需要人工校正工件平面垂直于X轴，每次需要反复量测、计算偏差角度来来回回修正工件坐标每次至少2~3分钟跑不掉；搭配探针自动修正工件原点，使用者安装工件后，剩下工作就交给工具机和探针自动执行即可。

结语

　　一般测头只能使用在垂直或水平方向量测，这样已经满足四、五轴中心机的需求；但是大多数的车铣复合机无法做到倾斜面的量测，台中精机Vturn X200搭配自行设计的刀具补正(G342)功能，配合工件将刀具旋转到所需的角度，并自动计算刀具旋转后的刀长，依照倾斜面角度下3D坐标旋转指令，接下来测动作就像垂直方向量测那样的简单，量测循环需要很少的编程技能就能完成简单的测头量测工作：工件设定，工作坐标偏移可更新，获得精确的工件定位。量测结果和误差储存在宏变量清单中；角度寻找宏可用于更新第四轴或启用G68坐标旋转。倾斜面量测功能让车铣复合加工又往前踏出一步！



节录量测范例如下：
#9=2000 ;G31量测速度
G80G90G40G0;取消刀具补正
G28U0.V0.W0. ;三轴回原点
G28B0. ;B轴回原点
G69.1;取消3D坐标旋转
G49G98; 取消刀长补正
G57;选择工件坐标
M45;左Cs轴ON
工件设定
C0. ;C轴定位
G342B0.D40.I0.M290.;呼叫G342刀具补正
G65P9314Z 6.F#9;安全移动
G65P9314X40.F#9;安全移动
G65P9314Y30.F#9;安全移动
G65P9413X 10.Q20.;X表面量测
#934=#140 ;
G65P9314Y 30.F#9 ;安全移动
G65P9413X 10.Q20.;安全移动
#935=#140 ;
#936=#935 #934 ;
#937=ATAN[#936/60.];算偏差角度
G65P9314X140.F#9 ;安全移动
G65P9314Y0.F#9 ;安全移动
#5283=#5023+[#937/2] 直半径转换
C0.; C轴重新定位
G65P9314Z200.F#9 ;安全移动
工件量测
G342B 45.D40.I0.M290.;G342刀具补正 45度
G65P9314Z 50.F#9 ;安全移动
G65P9314X94.718F#9 ;安全移动
G68.1X0.Y0.Z0.I0.J1.K0.R 45. ; 3D坐标旋转
G65P9419D20.X 57.; 直径20mm圆柱量测
(G65P9314X120.F#9) ; 安全移动退出
#941=#141; Y轴位置
#942=#142; Z轴位置
#943=#143; 工件尺寸
G65P9314Z[#942 8.]F[#9*0.5];安全移动
G65P9413X 47.782 ;X轴表面量测
#945=#140;X轴位置
G65P9314X120.F#9 ;安全移动
G69.1;取消3D坐标旋转
M46;左Cs轴OFF
M30;程序结束