摘 要: 介（jiè）紹（shào）了配置（zhì）華中 8 型數控係統的數控機（jī）床使用觸發式測頭進（jìn）行在線工（gōng）件（jiàn）測量時，自動測量係統的組成（chéng）、工作原理以及測量程序的編製方法。
 
       關鍵詞: 數控係統; 工件測量係統; 數控機床
 
       隨著數控技術的不斷發展（zhǎn），用戶使用數（shù）控機（jī）床加工的零件越來越複雜，用戶對數控機床加工出來的成品工件的精度要求也越來（lái）越高，對機床的加工效率要求也越來越（yuè）高。
 
       在傳統操作方（fāng）式（shì）下，需要操作（zuò）者在加工之前進行手動找正工件和刀具設定等輔助設置。在這些輔助操作的過程（chéng）中，測量（liàng）精度很（hěn）大程度上依賴於操作（zuò）者的經驗，操作時間長，加工（gōng）效率低。特別是在（zài）成批量加工工件的時候，加（jiā）工精度無法保證。
 
       因此，自動工（gōng）件測量是提高數控機床自（zì）動（dòng）化加工水平和保證工件（jiàn）加工精度的有效方法，采用自動工（gōng）件測量係統，
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       在加工（gōng）前可（kě）協助操作者進行工件的裝夾找正，自動完成工（gōng）件坐標係的設定，從而可簡化工裝夾（jiá）具，節省夾（jiá）具（jù）費用，縮短輔助時（shí）間，提高加工效率; 在加工中和加工後可自動對工件尺寸進行在線測量，並能根據（jù）測量（liàng）結（jié）果自（zì）動生成誤差補（bǔ）償數據反饋到數控係統（tǒng），以保證工件的尺寸精度及批量工件（jiàn）的尺寸一致性;采用機內在線測量還可避免將工件（jiàn）移至測量機測量所帶來的二次誤（wù）差（chà），從而可提高加工（gōng）精度及精度保持（chí）性（xìng），通過一次切削即可獲得合（hé）格產品，大大增強數控機床的智能化程度。
 
       1 、工件測量的原理
 
       用於數控機（jī）床上的（de）工件測量係統由測量（liàng）硬件（jiàn）和測量軟件程序組成。工件（jiàn）測量係統（tǒng）一般均采用觸發式測頭測量係統( 如英國 Ｒenishaw 公司的（de） OMP40 觸發式測頭測量係統（tǒng）) 。使用時（shí），一般是將觸發式測頭假設作為一（yī）把刀具安裝在刀庫的某一刀位上 ，用於測量工件尺寸 。當刀架移動、測頭接觸工件時則被觸（chù）發（fā）使數控係（xì）統記下測頭位置，數控係統通過相應的程序計算出工件尺寸。在數（shù）控機床上（shàng） ，觸發式測量係統可以實現 XYZ 平麵、內孔/外（wài）圓的測量等等 。觸發式測頭測量（liàng）係統通常由觸發式測頭、信號傳輸和（hé）接收器、聯接
CNC 係統的控製器接口裝置 、坐標位置數據采集 、處理和測量誤差補償係統 、測量結果（guǒ）自動反饋補償係（xì）統等幾部分組成 。
 
      測量係統生產廠商，一般會提供測量工件的（de）基本程序和軟件。但是，由於各個數控係統廠家的不同（tóng），機床用戶的測量工件也各不相同，很多情況下，需要用戶根據（jù）實際情況，自行編寫（xiě）測量程（chéng）序。
 
      2 、華中 8 型數控係統下的（de）工件測量程（chéng）序（xù）的編製思路
 
      在華中 8 型數控係（xì）統中，我們使用宏程序來編製完成工件測量的動作，在（zài）測量過程中，使用非模態調用方式 G65 來調用這些宏程序編寫而成的子程序，進而達到工件測量的目的。華中 8 型數控（kòng）係（xì）統為用戶配備了強大的類（lèi）似於（yú）高級語言的宏程序功能，用戶可以使用變量進行算術（shù）運算、邏輯運算和函數的混合運算（suàn）。此外，宏程序還提供循環語句、分支語句和子程序調用（yòng）語句，可以用於實現加工循環指令和複雜工件的加工。G65 的使用（yòng）格式如下: G65 P _ L _ ［自變量地址字］。其中參數含義見表 1。

      3 、工件測量的具體實現
 
      在華中 8 型數控係統中（zhōng）設置本測量循環後，在（zài）機床上用接觸式探針可（kě）以（yǐ）對工件進行尺寸與角度測量（liàng）。執行表 2 中參（cān）數的測量動作，並且在測量完成（chéng）後可以自動執行工件原點設定或刀具補償值修正，同（tóng）時將測量（liàng）結（jié）果輸出到宏變（biàn）量中。
 
                                表 1 參數含義
      
      

      進給軸的基本測量移動動（dòng）作如圖 1 所示:
 
      ( 1) 以快速移動速度 F 進給到被測量表麵。這樣能有效地到達跳步信號出現位置，粗略地確定被測量麵的表麵位置。( 2) 中間的回退移動是使探針離開測（cè）量表麵，這一（yī）過程包括（kuò）快速移動到跳步（bù）位置。( 3) 最後是慢速 Q 向測量表（biǎo）麵移動，這次移動中，測量程序將計算出真實的（de）表麵位置，測頭精確碰到工件後，停止移動，等待後續程（chéng）序處理數值。
 
      宏程（chéng）序實現這一測量 Z軸坐標的動作過程:調 用 格 式: G90 /G91G65 P9013 X_Y_Z_ ( F_Q_)備注: XYZ: 測量移動的目標位置，隻（zhī）能輸入單個軸，否則不（bú）進行任何（hé）移動。
 
 
      表 4 是 Z 軸測（cè）量定位的具體實（shí）現，使用以（yǐ）上的基本編程思路（lù），用戶通過擴展（zhǎn）、組合，就可以（yǐ）編製出適合（hé）於不同工件的測量（liàng）子程序，在機床上實現使用（yòng）接觸式探針對工件進（jìn）行尺寸與（yǔ）角度測量。筆者編寫完成的測量子程序中，可以實現以下的測量動作（zuò）: X /Y /Z 單個平麵位置測（cè）量; 2 個平麵/3 個平麵的交點（diǎn）位置測量; 凸台/凹槽的中點/寬度測量; 內孔/外圓的圓心/直徑測量; X /Y /Z 平麵角度測（cè）量，等等測量（liàng）功能。並且在測量完成（chéng）後可（kě）以（yǐ）自動執行（háng）工件原點設定或刀具補償值修正，同時將測（cè）量結果輸出到宏變量中。
 
      4 、結（jié）語
 
     華中數控提供的宏程序（xù）編程（chéng）功能十分強大，用戶可以按照具體工件的測量動作和工件（jiàn）檢測要求，使用係統提供的宏編程功能，編製出（chū）自（zì）己所需要的的（de）測量程序。筆者使用上（shàng）麵的（de）宏程序編程方（fāng）法，編寫了一套完整的工件測量程序。本（běn） 套 工 件 測 量 程序，已經（jīng）在華中數控係統的用戶處實際（jì）使用，特別是在一些（xiē）航（háng）空（kōng）航（háng）天用戶廠（chǎng）家加工複雜的航空航天零部件的過程中（zhōng），節省了加工輔助（zhù）時間，提高了機（jī）床的加工效率，節約了整體的（de）加工時間，並且（qiě）保證了成品工件的精度的一致性，取得了比較好的使用效果（guǒ），獲（huò）得了用戶的（de）認（rèn）可和好評。