1、 apply innovation 工件测头基于 FANUC应用基础知识 apply innovation 培训提纲 1. 工件测头是什么 2. 工件测头系统基本组成 3. 工件测头基本参数 4. 工件测头触发原理 5. 工件测头测量过程 6. 工件测头标定 7. 工件测头精度说明 8. 工件测头调整及设置 9. 工件测头系统日常保养维护及安全性 10.测头编程说明 11.工件测量编程思路 apply innovation 一、 工件测头是什么？ apply innovation 千分表 工件测头 用途 拉平、找正工件位置，如圆心、分中；借助数控机床可进行简单测量，如高度、简单角度 工件测头可
2、以理解为点碰触千分表，实现自动压表，自动数值记录 优点 简单易用，连续轨迹 机床自动控制，精度、效率高 缺点 人工操作 需要测量程序 工件测头与千分表 apply innovation #100=ARCTAN4/50 300 * 180 使用千分表找出下面工件的倾斜角度？ apply innovation 分中棒 工件测头 用途 找正方形工件中心位置 同左 优点 简单易用 机床自动控制，精度、效率高 缺点 人工操作 需要测量程序 工件测头与分中棒 apply innovation 内外径量具 工件测头 用途 测量工件外部及内部特征绝对尺寸 同左 优点 简单易用 机床自动控制，精度、效率高 缺点
3、 人工操作 需要测量程序 工件测头与内外径量具（千分尺、内径表） apply innovation 三坐标 工件测头 用途 测量工件各种形位精度，包括尺寸、位置、形状 同左 优点 恒温环境，精度高；专用控制器，功能强大 可实现加工过程控制，自动补偿加工参数 缺点 专业性强，不能直接创造生产价值 需要考虑机床精度 测量机构成要素： 空间概念 坐标系 精度很高的尺子（位置反馈系统） 传感器（测头） 数据（坐标值）自动拾取功能（ G31测量指令） 控制系统（运算、控制） 工件测头与三坐标 apply innovation 二、 工件测头系统基本组成 工件测头相当于刀具，具有刀具的属性，如刀号、刀长、
4、刀径；通过红外线信号与机床端（红外线接收器）进行通讯，报告测头各种状态（开启、关闭、就绪、触发）。 apply innovation 三、 工件测头基本参数 apply innovation apply innovation 四、 工件测头触发原理 机械式触发测头 OMP40-2 应变片测头 OMP400 apply innovation 机械式触发测头 OMP40-2 （ 2D测头 ） 应变片测头 OMP400（ 3D测头 ） 原理 盘形三点式触点结构 ， 机械式开关触点闭全或脱离产生测量信号 同样有盘形三点式机械结构 ， 但测量信号靠应变片的变形产生 特性 1. 结构简单 ， 结实耐用 2
5、. 圆周方向各向异性 （ 触发力 、 预行程不同 ） 3. 预行程较大 （ 测针长度有关 ） 4. 精度 1um 1. 圆周方向各向同性 2. 预行程很小 3. 精度 0.25um apply innovation 预行程 & 各向异性 比较 应变片 XY PTV = 0.34 m 机械式 XY PTV = 3.28 m apply innovation 五、 工件测头测量过程 apply innovation 1. 执行测量指令 2. 机床运动，直至测头触发 3. 机床停止运动，数控系统（ FANUC）记录相当坐标位置 FANUC测量指令格式 G31 X- Y- Z- F- X、 Y、 Z：
6、目标点位置，不同于 G01， 该位置指明一个运动方向，有可能机床并不到达该点 F： 测量速度 坐标保存系统变量 (WCS) #5061 X #5062 Y #5063 Z apply innovation 1 2 3 4 1. 机械预行程 2. 接口响应时间 3. 控制器响应时间 4. 减速距离 apply innovation 练习 ： 当连接普通跳步信号时，请计算F1000速度测量时，系统的最大运动误差？ 1000mm/min * 4 ms = 0.067mm 练习 ：要实现 1um的运动误差，测量速度应该为多少？ 1um / 4 ms = 15 mm/min 练习 ：写程序验证测头系统的
7、重复性精度及各向异性？ 练习 ：把前面的千分表计算工件角度改为使用测头进行，写出对应程序？ 扫描周期： 4ms（普通跳步） 0.004（高速跳步） apply innovation apply innovation 六、 工件测头标定 如同普通量具，需要使用标准件（环规、标准球）对测头特性进行标定，如测针偏心、测头预行程。 由于测针的各向异性，测头作几个方向测量，则必须做这几个方向的标定。 环规内径： 40mm 测针直径： 6mm apply innovation 真实位置 测量位置 差值 X20.0 X17.02 2.98 X-50.36 影响补偿值的因素： 测球直径、偏心量 测头预行程 机
8、床响应时间（电气、机械） X-47.38 apply innovation 工件测头标定一般过程： 1. 安装标准件并确定标准件准确位置，如环规和标准球的中心位置，将其设定为坐标系原点，如 G54 2. 激活该坐标系，调用相应程序分别标定测针偏心、测球半径、测长长度 3. 查看核对标定数据 apply innovation 测 头校准频率 当测头触发位置发生变化时需要校准测头 。 第一次 使用测头时 测 头更换探针 怀疑 探针弯曲或测头发生碰撞时 周期性 地进行校准以补偿机床的机械变化误差 机床 进行了调整，如补偿位置误差 如果 测头刀柄的安装定位的重复性差。在这种情况下，可能每次调用测头时都
9、要对其重新校准 测量 速度发生变化 apply innovation 七、 工件测头精度说明 测头本身的重复性精度为 1um 测 头工作的基础是机床，机床的定位精度、重复定位精度直接影响测头工作精度 测量速度的改变将影响测量精度，因为它会改变测头的触发位置。所以测量速度要求恒定，不使用进给倍率调整 测头定向使用，使用 M19，因为 不同方向，测针偏移量不一样 测头校准的精度 :环规直径的精度，上表面 Z值设定的 精度 有时间规律的进行测头校准，保证测头的工作精度 apply innovation 八、 工件测头调整及设置 设置测头模式 安装测针 连接测头和刀柄 调整测针对心 OMP40测头 L
10、ED灯诊断 OMI LED灯含义 测量信号诊断 apply innovation 设置测头模式 1. 进入设置模式： 重新装上电池，在测头自检过程中压下测针，直到 “电池状态 ”闪完 5下红灯，回到第一项 “红 -红 -X”显示，松开测针 2. 轻碰测针将在同一个设置循环变换，如 “关闭方式 ”中几个选项之间切换。 3. 要进入下一项设置需要长压测针，直到显示下一项的对应颜色，如从 “关闭方式 ”进入 “增强型触发滤波器设定 ”需要长压测针，直到显示 “绿 -绿 -X”松开。 apply innovation 安装测针 apply innovation 连接测头和刀柄 apply innovation 调整测针对心 避免用力过大伤害测头连接柱子 尽量调至 5um之内 apply innovation OMP40测头 LED灯诊断
