缸孔在线测量系统在加工中心的应用

石小琳 刘树喜 郑波

摘要：本文主要介绍了FANUC数控系统的加工中心使用的缸孔在线检测系统——Marposs E9066测量系统工作原理，并对E9066系统各组成部分进行介绍。并对如何通过NC程序实现在线测量技术进行详细介紹。

关键词：Marposs;E9066;在线测量;NC程序

中图分类号：TG659     文献标识码：A

1 引言

数控加工中心加工的汽车发动机缸孔精度都比较高，为了保证尺寸精确度，同时对下工序的加工不产生影响，所以在机床上增加了缸孔直径的在线测量技术。在线测量技术可以实现加工、检测、补偿等功能，在生产过程中对工件、刀具等进行实时检测，并给与补偿。这种技术既能保证工件加工质量，又能降低了废品率，给制造企业带来了非常可观的经济效益[1]。

本文主要介绍了缸孔直径在线测量系统—E9066在加工中心中的应用。

2 缸孔直径在线测量系统工作原理

发动机工厂加工中心使用的缸孔在线测量工具是Marposs的E55测头。通过红外线传输的方式和机床的接收器实现信号互通，然后把信号传输到E9066系统中，从而实现缸孔直径在线监测的功能。同时，将缸孔直径的偏差通过NC程序指令对精镗缸孔刀具进行补偿。

缸孔在线测量系统的硬件连接图 [2]（如图1）：

缸孔直径在线测量系统的工作原理：

1） 利用NC程序激活测头代码M171将E55测头测量功能激活，马波斯接收器上的START/STOP接通。

2） 机床控制探头进入缸孔内，通过NC程序代码M173（打开压缩空气）和M174（关闭压缩空气）控制机床压缩空气，对缸孔内部探测点进行表面清洁，从而保证测量的准确度。然后通过探针接触缸孔表面进行测量，发射器通过一定的角度向外发射红外线信号，接收器将接收的信号传输到CNC[3]。

3） 测量结束后，需要在NC程序内使用M170（关闭测头）来结束测量。

4） 数据通过机床NCU被传输到E9066系统中，测量数据和理论数据进行对比分析。然后将对比结果反馈到机床，通过NC程序对缸孔加工刀具进行尺寸补偿。以保证下一工件的加工尺寸在合格范围内。

3 E55测头硬件结构

缸孔直径测量刀具E55测头主要由Marposs探针、探针调整法兰、压缩空气管、发射器、电池盖等部分组成（如图2）：

在测量缸孔直径前需要对E55测头进行标定，需要根据标定的数据，通过法兰对探针进行调整。

4 基于NC程序的缸孔直径在线补偿功能的实现

在NC程序的基础上，在线测量系统可以实现缸孔直径测量、补偿等功能。下面简单介绍缸孔直径在线测量系统如何通过NC程序探测结果对刀具实现自动补偿的功能。

a） 通过NC程序读取精镗缸孔刀具之前的刀具补偿值，并且计算得出新的刀具补偿值。

#15=#8401（TOOL IN SPDLE NO）

#8=#12002（OLD TOOL WEAR R2）

#9=#8-[#22/2]（ NEW WEAR）

b） 利用机床夹具上的调整夹爪夹紧精镗缸孔刀具前端法兰，通过主轴旋转调整精镗缸孔刀具的直径。

G1Z0F5000（ TOOL IN GRIPR）

M122（GRIPPER CLOSE）

G53P1

M123（GRIPPER OPEN）

G1Z50F5000（TOOL OUT GRPR）

M39（TOOL COMPENSATION FINISH）

c） 将补偿值写入宏变量#9中，然后写入精镗缸孔刀具的补偿值中，对下一个工件进行补偿[5]。

G10L75P2（ ACTIVATE DATA INPUT）

N#15（TOOL NO.）

P29R[#9*1000]（NEW WEAR RADIUS 2）

G11（DEACTIVATE DATA INPUT）

5 总结

利用NC程序和PMC程序，缸孔直径在线测量系统很容易地实现其测量功能，并可以对工件的加工质量做到动态补偿，实现全闭环的控制，降低工件的报废率，是自动化生产线                 上不可或缺的一部分[6]。

[参考文献]

[1] 冯艳，罗良玲，夏林.基于软测量技术的刀具磨损的在线监测[J].机床与液压， 2006，12：87～89.

[2]马波斯E9066产品介绍.

[3]刘利剑，李仕华，岳彦芳，魏泽鼎.加工中心在线测量功能的实现[J].机械工程师，2002，12：19～21.

[4]Marposs E55产品介绍.

[5]FANUC用户宏程序手册.

[6]石小琳，许可会，王松锋. 浅析基于FANUC数控系统的加工中心的在线测量系统[J].机床与液压，2014：14.

石小琳， 1986年出生，女，山东青岛，上汽通用五菱汽车股份有限公司青岛分公司发动机工厂  中级工程师，数控程序，硕士学位.