三維測頭的基本構(gòu)成

本公司生產(chǎn)的三維測頭(以下簡稱測頭)分為EP系列和TP系列兩類,EP系列測頭采用導(dǎo)電式工作原理,TP系列測頭采用觸發(fā)式工作原理溶迹。在本手冊中介紹的各種型號(hào)的測頭都具備的基本構(gòu)成影偶。

導(dǎo)電式測頭的工作原理

導(dǎo)電式測頭的工作原理:在測頭的內(nèi)部有一個(gè)未閉合的有電源電路,該電路斷點(diǎn)的兩端分別與測頭上相互絕緣的測針兴题、測頭柄相連接,因此,測頭的測針和柄部實(shí)際上就是測頭內(nèi)部電路常開開關(guān)的兩端应婴；當(dāng)測頭通過柄部連接在機(jī)床的主軸上時(shí),由于機(jī)床和其工作臺(tái)上的工件(金屬材質(zhì))都是導(dǎo)電體,所以只要測頭上測針的觸頭與工件表面接觸,測頭內(nèi)部的電路就會(huì)形成閉合回路,電路立即開始工作并在測頭主體上產(chǎn)生聲光信號(hào),指明其工作狀態(tài)。

觸發(fā)式測頭的工作原理

觸發(fā)式測頭的工作原理:在測頭內(nèi)部有一個(gè)閉合的有源電路,該電路與一個(gè)特殊的觸發(fā)機(jī)構(gòu)相連接,只要觸發(fā)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生觸發(fā)動(dòng)作,就會(huì)引起電路狀態(tài)變化并發(fā)出聲光信號(hào),指示測頭的工作狀態(tài)噩檬；觸發(fā)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生觸發(fā)動(dòng)作的唯一條件是測頭的測針產(chǎn)生微小的擺動(dòng)或向測頭內(nèi)部移動(dòng),當(dāng)測頭連接在機(jī)床主軸上并隨主軸移動(dòng)時(shí),只要測針上的觸頭在任意方向與工件(任何固體材料)表面接觸,使測針產(chǎn)生微小的擺動(dòng)或移動(dòng),都會(huì)立即導(dǎo)致測頭產(chǎn)生聲光信號(hào),指明其工作狀態(tài)林邪。

在數(shù)控機(jī)床上采用測頭進(jìn)行測量的工作原理

在數(shù)控機(jī)床上采用測頭進(jìn)行測量時(shí),先將測頭安裝在機(jī)床的主軸上,然后操作者手動(dòng)控制機(jī)床移動(dòng),使測頭測針上的觸頭與工件表面接觸,由于機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)地記錄并顯示主軸的位置坐標(biāo)值,因此,可以結(jié)合測針的觸頭與工件的具體位置關(guān)系,利用機(jī)床主軸的坐標(biāo)值換算出工件被測量點(diǎn)的相關(guān)坐標(biāo)值。獲得工件的各個(gè)被測量點(diǎn)的相關(guān)坐標(biāo)值以后,再根據(jù)各坐標(biāo)點(diǎn)的幾何位置關(guān)系進(jìn)行相關(guān)計(jì)算②,便可以獲得最終的測量結(jié)果肾轨。

測頭的工作狀態(tài)

在測量過程中,當(dāng)測針的觸頭與工件接觸時(shí),測頭發(fā)出指示信號(hào),該信號(hào)是由測頭上的燈光和蜂鳴器鳴叫組成,這種信號(hào)主要是向操作者指明測頭的觸頭與工件已經(jīng)接觸初禁。對于具有信號(hào)輸出功能的測頭,當(dāng)觸頭與工件接觸時(shí),測頭除發(fā)出上述的指示信號(hào)外,還通過電纜向外輸出一個(gè)經(jīng)過光電隔離的電壓變化狀態(tài)信號(hào)。

測頭在測量過程中的作用

根據(jù)上述工作原理,測頭在能夠執(zhí)行并顯示精確微量位移的機(jī)床上才能充分發(fā)揮測量的作用,例如:各種數(shù)控群鞭、數(shù)顯機(jī)床等估褐；測頭是這種“測量裝置”(即:測頭+機(jī)床)的一部分,它在測量過程中承擔(dān)著通過與工件精確接觸④來確定測量點(diǎn)的坐標(biāo)、發(fā)出指示信號(hào)刃纽、保證測量結(jié)果精確和測量操作方便、迅速溉浙、安全烫止、可靠的任務(wù)。

測量的工作方式

測頭在數(shù)控機(jī)床上共有兩種工作方式,即:手動(dòng)工作方式和編程工作方式戳稽。對于沒有信號(hào)輸出功能的測頭,只能采用手動(dòng)工作方式馆蠕。對于具有信號(hào)輸出功能的測頭,兩種工作方式均可采用。

采用手動(dòng)工作方式時(shí),機(jī)床的運(yùn)動(dòng)由操作者手動(dòng)控制,測量點(diǎn)的坐標(biāo)值的記錄和測量結(jié)果的計(jì)算亦由操作者承擔(dān)惊奇。手動(dòng)工作方式適合單件互躬、小批量或測量項(xiàng)目變化不定的情況。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是使用安全,操作者不需要特別培訓(xùn)颂郎；缺點(diǎn)是不適合測量點(diǎn)很多,計(jì)算較復(fù)雜和大批量生產(chǎn)的情況吼渡。

采用編程工作方式時(shí),整個(gè)測量過程中機(jī)床的運(yùn)動(dòng)、被測點(diǎn)坐標(biāo)值的記錄和測量結(jié)果的計(jì)算都由操作者事先編寫的宏程序確定乓序。編程工作方式特別適合大批量或復(fù)雜的測量情況寺酪。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是對于上述工作情況測量效率高；缺點(diǎn)是要求操作者經(jīng)過專門的培訓(xùn)替劈。

對于具有自動(dòng)換刀功能的加工中心而言,采用編程工作方式應(yīng)該使用具有紅外通訊功能的測頭,即本公司另外一種先進(jìn)的產(chǎn)品:CNC-OMS數(shù)控機(jī)床在線測量系統(tǒng)寄雀。這部分內(nèi)容有單獨(dú)的《用戶手冊》介紹如何使用,本手冊不做詳細(xì)說明得滤。

術(shù)語解釋

相關(guān)坐標(biāo)值

指工件上被測點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系內(nèi)的X、Y百睹、Z坐標(biāo)值菊虏。一般為某一個(gè)方向的坐標(biāo)值,在比較復(fù)雜的情況時(shí)需要兩個(gè)或三個(gè)方向的坐標(biāo)值。

相關(guān)計(jì)算

指為了獲得測量結(jié)果而對各個(gè)相關(guān)坐標(biāo)值所進(jìn)行的計(jì)算阳框。一般為加他案、減計(jì)算,比較復(fù)雜的情況需要乘、除或三角函數(shù)的計(jì)算船酗。

電壓變化狀態(tài)信號(hào)

指測頭輸出的信號(hào)為一個(gè)開關(guān)量信號(hào),此信號(hào)狀態(tài)的變化與測頭的指示信號(hào)同步质驻。

精確接觸

指測頭測針上的觸頭與工件表面恰好接觸的理想狀態(tài),即兩者已經(jīng)接觸但測針相對測頭移動(dòng)(擺動(dòng)或縮進(jìn))的幅度很小(一般為0.001-0.002mm),以至于由此產(chǎn)生的測量誤差可以忽略。為了保證測量精度,每個(gè)測量點(diǎn)的坐標(biāo)值都應(yīng)該在觸頭與工件處于精確接觸的狀態(tài)時(shí)記錄收泥。獲得精確接觸狀態(tài)的方法是進(jìn)行2-3次接觸與脫離的微量調(diào)節(jié),在此過程中應(yīng)逐漸減小機(jī)床進(jìn)給倍率汁匪。

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